前处理及电泳

用循环超滤(UF)液喷淋； 用循环超滤液(UF)浸洗； 用新鲜超滤(UF)液喷淋； 最终用新鲜去离子水淋洗。
电泳涂装工艺条件：
槽液组成：固体份，颜基比，MEQ，有机溶剂含量 电泳条件：槽液温度，泳涂电压，通电时间 槽液特性：PH值，电导率 电泳特性：库仑效率，最大电流值，膜厚以及泳透力
磷化液中的有害离子
Aluminum Lead Chrome (Cr3+/Cr6+) Tin Molybdenum Arsenic 铝（AL） 铅 (Pb) 铬 (Cr) 锡 (Sn) 钼 (Mu) 砷 (As)
They will kill the phosphate!
浸渍wk.baidu.com化
促进剂的作用机理
作用：
氢气的去极化 防止在工件表面形成阻碍磷化膜生成的氢气泡，使 磷化膜均匀，致密。
机理：
Fe2+的氧化 Fe2+被氧化成Fe3+，然后形成磷化渣被除去。
磷化工艺对膜重的影响
影响因素：
Total acid Free acid Accelerator Activation Acid ratio Phosphate/Nitrate ratio Temperature Treatment time 总酸 游离酸 促进剂 表调作用 酸比 磷酸根/硝酸根的比 温度 处理时间
磷化膜
基材 基材
钝化剂：Parcolene 90
钝化剂与油漆的结合机理
( )n
与油漆的结合
H O Me
H
O
N
Me
Me
金属表面
与金属的络合中心
O
O
O
Zr (Ti)
H
水洗的作用
♠ 洗净工件表面的化学残留物，避免对下道工 位的不良影响； ♠ 降低工件的温度；
♠ 使工件保持湿润。
化学品的贮存条件和要求
-
表面活性剂的“卷裹 ”机理
亲水基
表面活性剂分子 活性剂 分子束 含油污垢
憎水基
工件表面
卷裹
油污脱离
大流量喷淋 脱脂
浸渍脱脂
脱 脂 主 要 工 艺 设 备 ：
离心分离器 LAKOS
除渣机 POLO
脱 脂 主 要 工 艺 设 备 ：
大流量喷 淋槽底部
过滤系统
脱 脂 主 要 工 艺 设 备 ：
影响清洗效果的因素
清洗剂： 处理方法： 化学作用 机械作用 浸渍，喷淋
种类与浓度
处理温度
处理稳定基材 和污染物
处理时间 处理时间，槽 液污染程度
喷淋清洗系统
产生泡沫问题的原因
温度(低温易产生） 阴离子乳化剂的带入 喷淋压力 非离子乳化剂的带入 非离子型消泡剂的分解 (例如：油水分离器，离心分离器)
辅槽
主槽
循环搅拌的主要功能：
保持槽液均匀混合和颜料在槽液中或被 涂物的水平面上沉积。 槽液循环经过过滤器，除去槽液中颗粒 状的尘埃油污。 保持槽液的温度均匀，通过使用热交换 器，交换掉由涂装电能和泵工作的机械 能转换成的热量。 及时排除在电泳过程中在被涂物表面上 产生的气体
库仑效率： 库仑吸收量 mg/C
影响喷淋效果的因素
压力 流量 喷嘴的状态 清洗液的清洁度 ••••••
阴极电泳涂装设备
电泳主槽及附属设备 超滤设备 涂料补给装置 直流电源及电气设备 电泳后冲洗装置 电泳烘房 ••••••
溢流槽(辅槽)的作用
盛接电泳槽表面流带入的泡沫和尘埃 消除泡沫 促进槽体的定向移动，便于循环
电泳涂装法的优点
涂底漆工序可实现完全自动化，适用于大流 水生产 可得到均一的膜厚 泳透力好，可以提高工件内腔的防腐性能， 特别是阴极电泳漆膜 涂料的利用率相当高 安全性比较高，是低公害涂装 电泳涂膜的外观性好，烘干后流平性较好
阴极电泳相比较阳极电泳具有的优势 被涂物处于阴极，电泳涂装过程不会产生阳极溶 解，涂膜对底材的附着力与耐腐性有所提高 泳透力大大提高，工件的内腔，焊缝涂装效果好 漆基含有阻蚀基团（含氮基团），耐腐性提高
安全第一！
Have a break
1.2 电泳工艺
电泳 超滤水洗 去离子水洗 烘房
超滤装置 电泳打磨
电泳涂装法分类：
根据被涂物的的极性和电泳涂料的种类分：
阳极电泳涂装法: 被涂物为阳极,所采用的电泳涂料是阴离子(带负电荷). 阴极电泳涂装法: 被涂物为阴极,所采用的电泳涂料是阳离子(带正电荷).
磷化液的成分 阳离子:
• Zinc (Zn2+) • Nickel (Ni2+) • Manganese (Mn2+) • Calcium (Ca2+) • Magnesium (Mg2+) • Copper (Cu 2 +) • Iron (Fe2+) • Cobalt (Co2+)
三元磷 化体系
1、应将化学品储存在通风,干燥室内,室内温度通常要求在 0－45℃
2、化学品应避免日光直射和雨淋，尤其是粉剂产品不得受潮。 3、氧化，还原产品应远离酸性产品储存。例如：Accelerator 131 4、所有化学品应独立堆放，并挂有识别标牌。 5、搬运,使用化学品时要穿戴好必要的保护用品。如：耐酸手套， 围裙，雨靴，防护眼镜等。 6、防止化学品与皮肤接触和飞溅，一旦接触应及时冲洗，若是要 害处，如眼睛或吸入口内，须及时到医务室就诊。 7、一旦发生化学品泄漏，应及时阻止进一步泄漏，并根据化学品 的特性，进行现场清洗。泄漏的化学品不得再用。
磷化液的成分
阴离子:
Phosphate (PO43-) Nitrate (NO3-) Nitrite (NO2-) Sulfate (SO42－) Chloride (Cl-) Citrate Tartrate Fluoride (F-) Complex Fluoride (SiF62-)
冲压润滑油/拉伸油 平板清洗 操作 焊接,焊接剂,铜焊 研磨,擦洗,金属污物 粘合剂和密封胶 金属记号笔印
加工
冲压 装配
环境 运输
冷凝和金属氧化 运输油和热处理 防锈油
脱脂剂的主要组成及其作用 1.无机盐和碱
碱： 形成高的pH值，起皂化作用 硅酸盐： 改善负荷能力，在表面能形成硅酸 盐膜，有缓蚀作用 磷酸盐： 除去色料，形成磷酸盐膜 硼酸盐： 铝材的清洗 碳酸盐： 稳定pH值，弱碱性产品中的主要碱 性成分
Al
磷化液的组成
促进剂:
• Nitrate (NO3-) • Nitrite (NO2-) • Chlorate (ClO3-) • Hydrogen peroxide (H2O2) • Nitro benzene sulfonate • Hydroxylammoniumsulfate (NH3OH)2SO4 • Hydroxylamine (NH2OH)
脱脂剂的主要组成及其作用 2.有机成份
消泡剂 缓蚀剂 络合剂 表面活性剂
阴离子表面活性剂：CH3(CH2)n-CH2-SO3- Na+ 非离子表面活性剂：CH3(CH2)n-CH2-(OCH2CH2)10-OH 阳离子表面活性剂： CH3 CH3-(CH2)10-CH2-N-CH CH3 + CL
前处理电泳
油漆车间培训教材
编写：丁黎锋
前处理&电泳
前处理工艺
电泳工艺
前处理工艺
喷淋预脱脂
浸脱脂
喷淋水洗
喷淋水洗
浸渍水洗
喷淋水洗
磷 化
表面调整
钝
化
去离子水洗
新鲜去离子水洗
污 物 的 种 类 及 来 源
电镀和酸洗(金属盐,铁粉末) 轧制和预润滑油(脂肪酸,蜡) 金属氧化物 表面碳粉(退火处理) 金属 CRS的碳化物
下限
漆 膜 厚 度
正常
过低
涂膜不上漆膜
超滤（UF）系统作用
回收电泳涂料，节约电泳涂料，减少污水处 理量及费用
控制电泳槽内槽液的电导率及杂质离子含量， 可以通过超滤液的排放而得到有效的控制， 保证电泳涂膜质量
电泳超滤设备：
管式超滤系统 卷式超滤系统
电泳的清洗系统
电泳主槽出口用循环超滤液喷雾淋洗；
无 铬 钝 化 剂
Parcolene 90 原理：在磷化膜表面形成一层100A厚度的聚合
物覆盖膜。这层覆盖膜能与磷化膜螯合, 并与油漆交叉连接。
作用：1、封闭磷化膜孔隙，提高耐腐蚀性能。
2 、为后续油漆提供一个微酸性的表面， 加强油漆与底材的结合力
钝化的机理
机理：由钝化封闭磷化膜孔隙
孔隙的底部被钝化 磷化膜表面钝化反应
我们车间采用的是阴极电泳涂装法！
电泳涂装机理 电 解 电 泳 电沉积 电 渗
四 大 过 程
电解：
电解： 任何一种导电液体在通电时产生分解的现象
阴极：2H2O + 2e－ 2OH－+ H2 阳极：2H2O 4H+ + 4e－ + O2 金属阳极产生溶解,溶出金属离子.
电泳：
800 X
锌磷化的反应机理
磷化液
Zn(H2PO4)2
扩散层
Fe2+ 2H++2e→ H2 Fe→Fe2++2e
微阴极
钢板
微阳极
锌磷化的反应机理
阴极区域： Fe 阳极区域： 2H ＋ 2e O + H2 O Fe2＋ ＋ 2e H2 2(OH)-
成膜反应：H3PO4 + Zn(H2PO4)2 + Fe(H2PO4)2 + Fe Zn3(PO4)2 + Zn2Fe(PO4)2 + ZnHPO4 + FePO4 磷化膜成份： Zn3(PO4)2 ; Zn2Fe(PO4)2 .42O 磷化渣成份： ZnHPO4 ; FePO4
电沉积示意图：
R-NH+ +OH－ R－N ＋ H2O
涂膜沉积
－ ＋
H2
OHR-NH+
H+
O2
电渗：
电渗: 刚沉积到被涂物表面上的涂膜是半渗 透膜,在电场作用下,涂膜内所含的水分从涂 膜中渗析出来移向槽液,使涂膜脱水的现象
电渗性好的电泳涂料泳涂后的湿漆膜可用手 摸也不粘手,随工件带出附着在湿漆膜上的槽 液可用水冲洗.
磷化压渣机
磷 化 主 要 工 艺 设 备 ：
磷化二级 加热系统
磷化主槽 底部结构
磷 化 主 要 工 艺 设 备 ：
磷化槽液的分析
分析参数： Free acid Total acid Accelerator (e.g. Nitrite) Zinc Manganese Nickel Iron Fluoride (Aluminum) 游离酸 总酸 促进剂 锌离子 锰离子 镍离子 铁离子 氟离子 (铝离子)
表调剂对磷化的影响
无表调的磷化膜
经过表调的磷化膜
磷化膜的要求
封闭和致密的磷化层 均匀和细小的磷化膜 无挂灰和二次磷化层 柔软性 耐腐蚀性
磷化工艺
磷化膜的作用：
提高基材的防锈与防腐蚀能力 提高金属与涂膜的结合力 提高材料的电绝缘性
不同汽车板材的磷化晶貌
CRS EG HDG
电泳: 在导电介质中的带电荷的胶体粒子受到 电场的影响向相反电极移动的现象称为电泳. 在阴极电泳涂装中，在电场的作用下带正电荷 胶体粒子和颜料粒子由电泳过程移向阴极.
+
－
阳 极
－ － －
－ －
＋ － ＋
－ ＋
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
阴 极
－
电沉积
电沉积: 在电极上沉析的现象 在阴极电泳涂装时带正电荷的粒子在阴极上 凝聚,而带负电的粒子(离子)在阳极凝聚
阴极电泳的耐腐性是阳极电泳的耐腐性的5~6倍
PH值对槽液的影响
偏高：稳定性变差，产生不溶性颗粒，槽液
易分层、沉淀、电导率下降、堵塞阳极隔膜 和超滤膜，涂膜外观粗糙
偏低：涂膜再溶性增加，设备腐蚀性增大
泳涂电压对槽液的影响
产生大量气体，漆膜炸裂,绝 缘层破坏，产生异常附着
上限
过高
破坏电压 工作电压 临界电压
前处理现场参数监测实验台
磷 化 膜 性 能
项 目 基 准 值 1、 外观： 平整,均匀,致密 2、 膜重： 2.5-3.5g/m2 3、 结晶形状： 颗粒状 4、 P比： >85% 5、 结晶粒度： 2～10um 6、 渣产量： 2－3g/m2 7、 杯突试验： >4mm 8、 石击试验： 1－2 9、 划格试验： Gt. 0 10、盐雾试验：(240hr) 无锈，不起泡 11、30循环： <2mm 12、湿热试验： 无锈，不起泡 试验方法 目视 GB 6807-86 电镜 1000倍 X射线衍射法 电镜 1000倍 理论值 DIN ISO 1520 P-VW 3.17.1 DIN 53151 DIN 50021 ss DIN 53167 DIN 50017 sk