流水线喷涂设备: 铝材喷涂前处理液消耗成本控制

流水线喷涂设备: 前处理液消耗成本控制

铝型材在粉末喷涂前必须进行前处理。前处理的目的在于促进基材(铝合金)和有机涂层(粉末涂料或液体涂料)之间的附着力并且改进防腐蚀性。

铝型材喷涂前处理一般为化学转化处理,使铝型材表面形成均匀的化学转化膜。常用工艺有两种:

a、脱脂→水洗→碱蚀→水洗→中和→水洗→化学转化(铬化)→水洗→水洗→烘干(60~85℃)。

b、“三合一”清洗→水洗→水洗→化学转化(铬化)→水洗→水洗→烘干(60~85℃)。

1)脱脂:是在侵蚀之前去除工件表面的油、脂以及其它污染物,得到清洁的表面。在此工序中通常加入抑制剂防止清洁的铝材表面被氧化。脱脂温度一般控制在50~70℃,脱脂时间为3~4min,与工件表面状态有关。

2)水洗:在前处理的每道工序中都有一道或二道水洗以去除工件表面的化学药液,防止药液间的交叉污染。脱脂后的第一道水洗通常使用自来水或井水,但前处理的最后几道水洗要求采用去离子水以防止出现附着力差和腐蚀问题。

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所用去离子水的电导率不能超过30μS/cm,如果超标,硬水中的盐(钙离子)将在干燥过程中沉积在工件表面形成腐蚀点,导致涂层产生气泡。

第一道水洗池没有温度限制,但铬化后的水洗工序要求水温不超过50℃,水洗温度太高,铬化膜可能被洗掉。水洗时间一般为几分钟,搅动工件或用空气搅动水可以增强水洗效果。

3)碱蚀:铝材表面通常存在一层较薄的自然氧化层,在铬化之前必须清除干净,在此工序中需要加入抑制剂防止清洁的铝材表面被氧化。碱蚀温度宜控制在50~70℃,碱蚀时间控制在7~8min。

4)中和:碱蚀阶段的不溶酸洗残留物在中和阶段加以除去。这些残留物包括金属或非金属氧化物(如镁氧化物、硅氧化物等),这些物质在碱性溶液中不溶解,可用硝酸或硫酸去除。

现在许多厂家使用含铬酸盐的中和液,可以阻止铝材表面的再次氧化。硅氧化物可用氟化物除去。浸入时间依据酸洗残留物的情况而定,一般为30s到5min不等。中和处理通常在室温下操作。

5)化学转化(铬化):对铝材来说,铬化是最常用的化学转化前处理方法。铬化膜提高了铝金属与涂层之间的附着力,改善了涂层的防腐性能。

如果铬化膜太厚,防腐蚀性能虽得到提高但附着力变差。铝材铬化有如下两种形式:

a、黄铬化:铬化池温度约25℃,加入硝酸调节pH值至1.5~2。黄铬化膜的最外层是很薄的铁氰化铬和水合三氧化二铬,其下覆盖着一层很厚的水合三氧化二铬。

在铝与铬化膜的界面上存在少量的氧化铝与氟化铝。得到的化学转化膜为黄色铬化层,颜色从浅黄到深金黄色,铬化膜厚度600~1200mg/m2。

b、绿铬化:也叫磷化铬化,即使用磷酸调节pH值至1.7~1.9,铬化温度通常为25~30℃。绿铬化膜的结构是大量的水合磷酸铬与少量的水合氧化铬组成的较厚膜层。

在铝与铬化膜的界面上存在少量的氧化铝与氟化铝。铬化处理后转化膜呈绿色,颜色由浅绿到深绿变化。铬化膜厚度600~1500mg/m2。

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6)烘干:铝材喷涂粉末涂料前必须完全干燥。工件表面的潮气将影响固化膜质量。

烘干炉的炉温不能太高,黄铬化膜的破坏温度大约是65℃,绿铬化膜的破坏温度为80℃左右,如果烘干炉温度超过以上限值,将使涂层防腐蚀性能降低。

在整个涂装前处理工艺中,影响前处理液消耗的因素主要表现在以下两方面:

a、前处理液的品质:前处理液的质量不仅影响铬化膜质量,而且直接影响生产成本。

我们不能单纯根据前处理液售价来选择,前处理液实际使用时的配比和使用效果更为重要。1/10的铬化液和1/20的铬化液每公斤售价尽管差异很大,但实际使用效果和处理液消耗量才是选择的最终依据。

b、工件积液和槽体窜液:工件结构差异很大,工件前处理时不论是槽浸还是喷淋,都必须保证工件离开槽体后尽可能减少地带走槽液。

这就需要根据工件结构打工艺孔,调整工件倾斜位置或改变工艺过程。带走的槽液还会造成窜液现象,严重影响槽液质量和处理效果,甚至使槽液很快报废。

喷淋线必须有足够的过渡段,并采用正确的工件吊挂形式。较长的工件要防止直接导液(前一槽的溶液沿工件直接导入后一槽)。槽浸式工艺必须防止盲孔内积液。

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