一般工艺喷涂过程技术---前处理

理 基材凝露控制质量 可溶性杂质 表面粗糙度 膜的类型（材料） 膜的结晶结构 膜的厚度 膜的结晶质量 灰尘等级 清洁度： 可溶性杂质（残酸、残碱） 基材湿度
化学前处 理
第二节 涂层内基材锈蚀机理
1. 腐蚀的定义 腐蚀是指材料与其所处环境介质之间发生作 用而引起材料变质、破坏和性能恶化的现象。 材料是指具有满足指定工作条件下使用要求的 形态和物理性状的物质，是组成生产工具的物质基 础。 腐蚀定义包金属材料
黑色金属(钢、铸铁）
有色金属(铝、铜等非铁基材料） 陶瓷 水泥 无机非金属材料 化学腐蚀（酸、碱） 玻璃 (传统硅酸盐材料) 耐火材料 化学腐蚀 （紫外线、温度、 塑料、橡胶、 湿气、臭氧、射线辐射） 有机高分子材料 物理腐蚀（溶解、溶胀、渗 纤维等
透、环境应力开裂）
化学腐蚀 电化学腐蚀
性能
耐盐雾 耐候性 耐水性 耐湿热性 附着力 遮盖力 流平性 鲜映性（光泽）
影响因素
除锈等级 灰尘等级 机 械 处
影响权重
A A A A A A A A A A A A A: 严重 B B C C B / / / / B B C B: 中等 A A C A B B B / B B A B C: 轻微 A A C A B B B / B B A B A B A B B A A B B B B B A B B / A / / / / / / / A A / / A B / / / B / / A A / / A / / / / A / C
60～ 100 100～ 150 ≥150
中 M 粗 粗 粗 C
化学前处理的作用
清洗质量的确定
涂层化学性能 下降
•
•
机械处理的程序
根据不同的对象，所采取的方法也有区别： 氧化皮 — 在水和氧气的作用下，很容易产生氢氧化物，加上外界温度的变化、机械作用等，氧化皮很容 易脱落，这对涂层极为不利，而且还会引起钢材的电化学腐蚀，除去氧化皮的最好方法是喷砂处理。 铁锈 — 铁锈是一种较松散物质，往往因为湿气、氧气的影响就会形成钢表面锈蚀物，并且经常含有可溶 性盐，可采用手工、动力工具打磨、喷砂等方法去除锈蚀。 锌盐 — 随着富锌漆的大量使用，锌盐（也称白锈）也构成对涂层的危害，这种松散的锌的腐蚀产物也影 响着涂层附着力，可以高压淡水冲洗，另外用打磨和硬刷子除去。 油脂 — 一般性油漆碰到油脂就会引起漆膜缩孔、附着力差的问题，而越是高性能的涂料如环氧、聚胺酯 涂料就不是常规的油性涂料。首先将大量的油脂要刮去，而后用溶剂擦洗，反复几次，每次用干净抹 布擦过才有效，尽量不要让油脂表面扩大。 焊烟 — 对涂层附着力极为不利，一般用手工砂皮纸磨掉及溶剂擦洗。 各种记号 — 粉笔记号和油漆记号对涂层结合力准确性有很大的影响，一般是无油性记号笔作为记号，唯 一方法采用打磨方式清理记号痕迹。 旧涂层 — 松散涂层必须清除，对后道涂层影响的涂层，要喷涂一道封闭漆，并且可以除去所有旧涂层， 用高压淡水冲洗漆膜表面上的盐份、灰尘并除取油脂。 灰尘 — 一般在钢表面处理后和油漆表面清理后都有不同的灰尘、杂物等，首先将这些灰尘用无油的压缩 空气吹干净。使用真空吸尘机是最理想的方法。
5. 腐蚀控制的方法 （1）合理选材
提高金属本身的热力学稳定性，采用耐蚀合金、易钝化的金 属、金属渗镀层；
（2）改变环境介质的腐蚀性，如从系统腐蚀介质中除
去H、溶解O2等去极化剂；
（3）采用防腐层，如涂料、塑料、橡胶等有机材料覆盖
层或玻璃、陶瓷等无机材料，隔绝金属与腐蚀介质的接触；
（4）缓蚀剂； （5）电化学保护，包括阴极保护和阳极保护； （6）工艺控制，包括除砂除杂、调节温度、压力、流速
腐蚀区
不 腐 蚀区
pH
稳定区（又称非腐蚀区）：电位和pH值的变化将不会引起金属的腐蚀， 也即是说在热力学上金属处于稳定状态。 腐蚀区： 稳定态的是可溶性的Fe2+，Fe3+，FeO42-，HFeO2-，金属可随时被腐蚀。 钝化区： 生成稳定的固态氧化物、氢氧化物或盐。金属是否遭受腐蚀， 取决于所生成的固态膜是否具有保护性。
影响因素 表面处理质量 膜厚（涂装数） 影响程度， ％ 49.5 19.1 影响因素 涂料种类 其它因素 影响程度，％ 4.9 26.3
50 45
影 40 响 35
30 程 25 度 20 % 15 10 5 0 影响因素
1. 表面处理 2. 漆膜厚度 3. 涂料种类 4. 其它因素
1 2 3 4
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JLG 产品
E 表面粗糙度
粗糙度图片
喷丸粗糙度
喷砂粗糙度
表面粗糙度等级划分
级 代 别 号
细 细
粗糙度参数值 Ry/μm 定义 丸状 磨料 <25 25～ 40 40～ 70 70～ 100 ≥100 棱角状 磨料 <25
钢材表面所呈现的粗糙度小于样块区哉1所呈现的粗 糙度
前处理
为什么要进行表面处理?
油漆在覆盖在被保护材料上成为漆膜以 前，仅是个半成品，只有经过施工并成 为质量合格的漆膜后，才具有保护作用。 但其保护寿命受到许多因素的影响。 其中影响最大的因素就是：
表面处理的质量
第一节 表面处理质量与涂层保护性能
表面预处理对涂层性能的优劣有着最为重要的作用。换句话说， 在诸多影响涂层性能的因素中，表面预处理最为重要。虽然选择 了恰当的涂层系统，但如果表面预处理没有做好，涂层的性能是 很糟糕的。工件的表面预处理工作做得好，那么涂层的质量通常 也会很好。 各因素对涂层寿命的影响
钢筋混凝土、玻 璃钢、钢塑复合 （庞大的材料体系） 管等
复合材料
具有可设计性： 通过基体和增
强材料的选择、匹配、复合工艺 等手段进行设计和控制，以最大 限度满足使用性能要求和环境条 件要求。
二、金属电化学腐蚀与控制原理
1. 金属电化学腐蚀热力学条件
热力学的原理：物质总是寻求最低的能量状态。 如果反应体系的始状态转变为终态，自由能是 降低的，反应就能自发进行。 冶炼过程、吸收能量
自然界矿石
氧化 物
金属
释放能量、腐蚀过程
单质
热力学稳定态
体系自由能减少过程（G 0 ） 自发过程
热力学介稳态
金属转化成为低能量氧 化物及其衍生物的过程 即为腐蚀
部分金属在含氧的大气中发生反应的自由能变
2. 电化学腐蚀机理----腐蚀电池的作用
金属的电化学腐蚀的产生，是由于金属与电解质溶液接触时 所形成的腐蚀原电池的电极反应的结果。当金属与电解质接触时 ，表面上电极电位不相同的两个区域分别形成阴极区和阳极区： 一个腐蚀电池必须包括: 阳极部分将失去电子而发生溶解 阴极、阳极、电解质溶液和电路四个不可 阴极部分只起传递电子的作用而并不腐蚀 分割的部分。 腐蚀电池工作的三个环节： H+ O2 H2O Fe2+ e Fe
、流动状态、金属结构尺寸、增大腐蚀余量等措施。
机械处理的三个目的
•
结构处理：对于底材本身必须进行一定的处理，如锐边的打磨、侧角的 磨圆、飞溅的去除、焊孔的补焊和磨平，这些问题对于涂层的完整性， 附着力有很大影响，所以必须在除锈前要进行处理。 表面清理：除去表面上对涂料有损害的物质，特别是氧化皮、铁锈、可 溶性盐、油脂、水分等，如果表面处理不彻底，残留杂质污物将影响涂 层的保护效果。 表面粗糙度：表面粗糙度增大了对涂层接触表面，并有机械接合作用， 提高涂层对底材附着力，但粗糙度不能过大，否则在波峰处往往会引起 油漆膜度不足，引起早期点蚀，而且在较深的凹坑里截留气泡，成为涂 层鼓泡根源。
细
F
钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块区域1，或介于 区域1和2之间所呈现的粗糙度 钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块区域2，或介于 区域2和3之间所呈现的粗糙度 钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块区域3，或介于 区域3和4之间所呈现的粗糙度 钢材表面所呈现的粗糙度等同于或大于样块区域4所 呈现的粗糙度
25～60
水溶液中的稳定性不但与它的电极电位有关，还与水溶液的 pH值有关。
将金属的腐蚀体系的电极电位与溶液的 pH 值的关系绘
成图，称为电位—pH 图，人们利用该图来研究金属的腐蚀与 防护问题。
氧平衡线
电位(v)
腐 蚀 区
钝 化 区
B
氢平衡线
A
通过电位 V—pH 图可以从理论上预测 金属的腐蚀倾向、腐蚀类型，并提供腐蚀 控制的途径。如果我们想将Fe从A点移出 腐蚀区，从V—pH图上来看，可以采用三 种措施： a．把 Fe 的电极电位降低至非腐蚀区 （稳定区），这就要对铁实行阴极保护。 b．把 Fe 的电极电位升高，使它进入 钝化区，这可以使用阳极保护或在溶液中 添加阳极型缓蚀剂来实现。 c．调整溶液的至 9 13 之间，使铁进 入钝化区。
阳极区
2H+ + 2e H2
H2 OH
—
阴极过程，阳极过程和电子、离子的移动。 2e Fe2+
e
阴极区
e 金 属
O2+ 2H2O + 4e 4OH—
（ PH≥7 ）
溶 液
3. 电位—pH图
金属的电化学腐蚀绝大多数是金属同水溶液相接触时 发生的腐蚀过程。水溶液中除了其它离子外，总是存在 H+和
OH-离子。这两种离子含量的多少由溶液的pH值表示。金属在