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涂装前处理的硅烷处理与传统磷化的比较

作者: 长沙固特瑞  浏览量:190  发布时间:2018-06-28

空调用压缩机的涂装前处理一直采用传统磷化技术,利用磷化反应成膜,起到提高被处理工件的耐腐蚀性,此种加工工艺存在一定弊端。

随着表面处理工业技术的发展和进步,硅烷技术逐步替代了传统磷化。

本文主要从反应原理、工艺流程、工艺参数等维度对磷化和硅烷技术进行比较说明。

关键词:空调压缩机;磷化;硅烷

一、磷化处理与硅烷处理简介

1、磷化处理

所谓磷化处理,就是金属表面与磷化液接触发生化学反应,在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的化学处理方法,所生成的膜被称为磷化膜。磷化膜的作用:

1.1在充分脱脂的基础上能提供清洁、均一、无油的表面。

1.2由于物理与化学作用,增强曲轴本身的耐磨性。

2、硅烷处理

硅烷化处理是以有机硅烷为主要原料对金属或非金属材料进行表面处理的过程。是利用氟锆酸与硅烷的水解反应,在金属表面形成一种由氧化锆(ZrO2)和氧化硅(SiO2)组成的三维网状化合物,该化合物在被处理的金属物表面起到耐腐蚀并增加附着力的作用。

二、磷化处理与硅烷处理比对

1、工艺流程

1.1磷化工艺流程

磷化的加工工艺流程:脱脂→水洗→新水洗→表调→磷化→水洗→水洗→纯水洗,共8道工序。

1.2硅烷工艺流程

硅烷的加工工艺流程:脱脂→水洗→新水洗→表调→硅烷→水洗→水洗→纯水洗,共7道工序。

2、工艺技术

3、皮膜组成对比

4、原子力2D图

三、磷化处理与硅烷处理的优劣势分析

磷化反应机理可大致分为酸蚀反应和磷化反应。其中磷化反应可简单定义为:压缩机金属表面与磷化液中的磷酸盐反应,最终以磷酸锌的形式在被处理物表面结晶,形成保护膜的化学过程。在整个反应过程中,由于溶解下来的金属离子被氧化,所以会产生大量沉淀。沉淀的产生是伴随磷化反应过程同步生成的,因此,无法消除。最终大量的沉淀沉积在槽体内,覆盖在加热管路表面,导致磷化槽温度升高缓慢,磷化液温度控制异常,大量蒸汽损失产生浪费。

硅烷化处理与传统磷化相比具有以下多个优点:无有害重金属离子,不含磷,无需加温。硅烷处理过程不产生沉渣,处理时间短,控制简便。处理步骤少,可省去表调工序,槽液可重复使用。有效提高漆液对基材的附着力。

硅烷前处理与磷化前处理比较,缺少表调工序,其他工艺流程不变。

采用硅烷处理的加工方式,不需要更改设备及管路,完全可借用原有磷化设备。切换时,只需要彻底清理槽体、喷嘴及管路即可。

四、硅烷工艺的优点

硅烷工艺在设备和节能方面的优点

可节省热能

高质量的磷化工艺需要加热系统,温度在35℃-55℃;

无磷化成 工艺一般在室温下运行,无需加热,因此可省却加热系统,热能节约的费用十分可观

可节约电能

无需表调、钝化及除渣系统的设备(视情况而定),因此泵的数量可减少,除渣系统可停用

工艺时间由3分钟缩短到1-2分钟,连续生产时磷化槽可缩小近一倍

槽液循环量降低,循环次数可由每小时3次降到1-2次,因此循环泵的功率只需要原来的1/4左右

通常情况下泵的减少和功率减小所节约的电费相当于使用原磷化产品费用的70%。

硅烷工艺在环保方面的优点

不含磷、镍、铬和锌等

对磷、氮和镍、铬等重金属的排放面临越来越严格的限制

废水处理的要求越来越高,处理成本也呈上升趋势

锌、镍、铬等的矿产资源越来越少

不需要使用促进剂

磷化工艺一般使用亚硝酸钠促进剂,亚硝酸钠被证明是一种致癌物质

几乎无渣

渣产出量小于0.1g/m2,而锌系磷化一般产渣量在1-5gm2

省却了定期使用化学品清理磷化渣的压力

不需处理磷化渣

废水排放量明显下降

无磷化成工艺比磷化工艺耗水量低

废水量少(主要来自脱脂),减轻了废水处理的压力

废水处理更容易,处理设备和占地更少

无磷化成工艺在维护方面的优点

工艺缩短,减少维护量

不再需要维护表调、钝化等步骤

不再频繁的需要花费人力物力定期清理磷化槽、管路、喷嘴和后水洗等下游槽壁上的有害污垢

减少了停产维护时间,提高了生产效率

槽液控制更简便

不再需要检测表调浓度以及促进剂等,检验项目简单,节省了测试费用和人工

消耗量低

处理时间短,可提高产量

因为使用无磷化成工艺处理需要的时间短,所以可以通过提高线速度来提高产量,当然这也取决于脱脂的性能。

无磷化成工艺在新线投资方面的优点

减少投资额和厂房面积

由于工艺缩短,可减少表调槽及部分泵的投资

由于几乎无渣,可减少除渣系统和磷化备槽的投资

由于室温操作,可减少热交换器的投资

由于循环量减少,可降低循环泵的功率

由于废水处理简化,可减少部分废水处理设备的投资

由于工艺缩短,可减少厂房面积或更合理的布局。