陶瓷轉化工藝在空調鍍鋅板涂裝中的應用

  空調主機部分因其長(cháng)期暴露在室外，其對涂裝的要求與其他家電比較，對耐蝕性、附著(zhù)力、抗沖擊性能相對較高?？照{一般采用鍍鋅鋼材為基材，目前廣泛采用的傳統涂裝工藝為化學(xué)轉化處理技術(shù)，即磷化處理及鉻酸鹽鈍化。傳統磷化及鉻酸鹽鈍化處理具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，但不可避免地會(huì )給環(huán)境帶來(lái)嚴重的污染：磷化液中含有大量的磷和氮，會(huì )造成水體的富營(yíng)養化，對河流、湖泊的生態(tài)系統造成威脅；磷化液及鉻酸鹽鈍化含有鎳、鉻等重金屬易致癌, 會(huì )給人類(lèi)的身體健康造成永久性的傷害。隨著(zhù)環(huán)保意識的增強，我國政府在“十一·五”計劃中強調環(huán)境保護的決策，將會(huì )更嚴格地限制磷、氮及重金屬的排放。因此，磷化及鉻酸鹽鈍化技術(shù)將面臨嚴峻挑戰；開(kāi)發(fā)無(wú)磷轉化、無(wú)鉻鈍化技術(shù)勢在必行。

目前國內外所報道的無(wú)磷轉化、無(wú)鉻鈍化工藝，主要有硅烷偶聯(lián)成膜技術(shù)及陶瓷轉化膜技術(shù)等。即含鋯復合陶瓷轉化膜工藝。此工藝已經(jīng)在家電空調生產(chǎn)線(xiàn)通過(guò)實(shí)踐驗證，具有很好的實(shí)用價(jià)值。

陶瓷轉化工藝介紹

陶瓷轉化工藝在家電空調外殼生產(chǎn)廠(chǎng)的前處理上使用。其工藝流程如下：

預脫脂→主脫脂→水洗(1)→水洗(2)→陶瓷轉化→水洗(3)→水洗(4)→去離子水洗→干燥→噴涂

工藝流程中最關(guān)鍵的是脫脂和陶瓷轉化。

1.1 脫脂

鋼材及零件在運輸過(guò)程中要用防銹油，鈑金工件在壓力加工時(shí)要用拉延油，還有操作者手上的油跡和汗跡等。這些油污不僅阻礙轉化膜的形成，而且影響涂層的附著(zhù)力、裝飾性和耐蝕性。常見(jiàn)油污的成分有：礦物油、凡士林、皂類(lèi)、動(dòng)植物油等。筆者使用堿性物質(zhì)與表面活性劑的復配，通過(guò)槽液對工件進(jìn)行脫脂處理。對冷軋板和預轉化板混線(xiàn)處理的前處理工藝，脫脂劑的堿度對預轉化板至關(guān)重要。

本工藝含預脫脂及脫脂兩道工序，采用無(wú)磷脫脂劑，采用低溫、低堿度工藝，減少對鍍鋅層的腐蝕，工藝控制參數如下：

1）處理溫度：30~50 ℃

2）游離堿度：6~10

3）處理時(shí)間：150~180 s

4）處理基材：熱鍍鋅鋼板

1.2 轉化

復合型陶瓷轉化代替傳統磷化，現已大量應用于家電行業(yè)，它是提高金屬表面耐腐蝕性的一個(gè)簡(jiǎn)單可靠、環(huán)保、操作方便的有效方法。

1）轉化成膜機制

所謂轉化處理是指金屬表面與含鋯鹽的酸性溶液接觸發(fā)生化學(xué)反應，而在金屬表面生成穩定的不溶性的無(wú)機化合物膜層，結合硅烷成膜的復合作用，形成的交聯(lián)成致密網(wǎng)狀結構轉化膜層的一種表面化學(xué)處理方法。所形成的以鋯鹽為主體轉化膜稱(chēng)之為轉化陶瓷膜。

2）轉化工藝參數

在轉化過(guò)程中，主要是金屬表面溶解和鋯鹽層積。本工藝采用國內藥劑廠(chǎng)陶化劑。在實(shí)際生產(chǎn)中，主要控制溫度、pH值和鋯濃度。

1）溫度：該工藝中采取的是常溫轉化

2）pH值：轉化過(guò)程的pH值控制在4.2~5.4

3）處理時(shí)間：90~180 s

4）處理基材：熱鍍鋅鋼板

5）鋯濃度：6.0~10.0

其中，鋯濃度的測試方法如下：

1）用濾紙過(guò)濾工作液

2）用10 mL移液管精確地移取10 mL槽液，放入250 mL的錐形瓶中

3）加入20 mL pH=1.4的緩沖溶液及5 mL 5%鹽酸羥胺

4）加入少許二甲酚橙指示劑

5）在電爐上加熱至80~90 ℃

6）趁熱用1 mmol/L EDTA標準溶液滴定，溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色為滴定終點(diǎn)；以消耗1 mmol/L EDTA標準溶液的mL數記為鋯含量（EDTA值）。

同時(shí)對采用此工藝做表面處理后的零件進(jìn)行附著(zhù)力、耐腐蝕性等的實(shí)驗驗證。