1、关于表面处理工序的讲义表面处理工序工艺流程表面处理技术的现状近年来，金属表面处理技术获得了迅速发展，已广泛应用于众多领域。在表面处理技术及工程中，前处理占有极为重要的地位，他不仅作为表面处理前的一种预处理工序不可或缺，而且与后续表面处理的成败密切相关。除油、除锈、磷化、防锈等基体前处理是为金属涂层技术、金属防护技术做准备的，基体前处理质量对此后涂层制备和金属的使用有很大的影响。例如，对有磷化和无磷化处理的同一涂层进行盐雾试验，其结果是防腐蚀能力相差大约一倍。可见除油、除锈、防锈、磷化等前处理对涂层可见除油、除锈、防锈、磷化等前处理对涂层的防锈能力和金属的防护能力起着至关重要的的防锈能力和金属的
2、防护能力起着至关重要的作用。作用。基体前处理的目的：一是增加涂层与基基体前处理的目的：一是增加涂层与基体的结合强度既加大附着力，二是增加涂层的体的结合强度既加大附着力，二是增加涂层的功能如防腐蚀、防磨损及润滑等特殊功能。功能如防腐蚀、防磨损及润滑等特殊功能。随着金属加工业、铁路制造业、汽车行业的飞随着金属加工业、铁路制造业、汽车行业的飞速发展，对生产各种金属制品及铁路、汽车零速发展，对生产各种金属制品及铁路、汽车零部件产品的质量有了更高要求，通过长期的实部件产品的质量有了更高要求，通过长期的实践证明，一些简单、简易的前处理方式，已经践证明，一些简单、简易的前处理方式，已经不能满足金属加工及涂装
3、的基本要求。不能满足金属加工及涂装的基本要求。只有采用标准的前处理生产工艺，才能使钢铁只有采用标准的前处理生产工艺，才能使钢铁表面形成一层标准的磷酸盐膜和防护膜，以满表面形成一层标准的磷酸盐膜和防护膜，以满足金属加工和涂装处理的质量要求。因此，选足金属加工和涂装处理的质量要求。因此，选用低成本、低能耗、高品质的金属前处理产品，用低成本、低能耗、高品质的金属前处理产品，是企业保证涂装质量和防护质量稳定与否的重是企业保证涂装质量和防护质量稳定与否的重要因素。要因素。钢铁表面前处理工艺的必然：钢铁表面前处理工艺的必然：钢铁钢铁表面在轧制或应用过程中，其表面有不同程度表面在轧制或应用过程中，其表面有不
4、同程度的油脂、氧化皮或铁锈等杂质的存在，在进行的油脂、氧化皮或铁锈等杂质的存在，在进行加工和涂装处理前，需对其进行清除处理，然加工和涂装处理前，需对其进行清除处理，然后才能作为商品进行销售。如果不这样做就会后才能作为商品进行销售。如果不这样做就会严重地影响产品的外观质量和使用寿命，失严重地影响产品的外观质量和使用寿命，失去产品的竞争能力。如果钢铁表面未经处理去产品的竞争能力。如果钢铁表面未经处理就进行涂装，其涂层内的氧化皮、铁锈或油就进行涂装，其涂层内的氧化皮、铁锈或油脂被涂层所掩盖，不久就会出现涂层脱落等脂被涂层所掩盖，不久就会出现涂层脱落等现象，使所销售的产品呈现出锈迹斑斑的外现象，使所销
5、售的产品呈现出锈迹斑斑的外观，失去了产品在市场上的竞争能力，因此观，失去了产品在市场上的竞争能力，因此钢铁表面进行前处理的必然性已引起广大企钢铁表面进行前处理的必然性已引起广大企业的极大重视。业的极大重视。前处理的定义 表面预处理在涂装前把物体表面附着的各种异物(油污、锈蚀、灰尘等)去除，且生成转化膜，提供适合于涂装要求的良好基底，保证涂膜具有良好的附着力和耐蚀性的过程，统称为表面预(前)处理。喷涂工序的工艺流程 领料上挂热水洗预脱脂主脱脂 水洗1水洗2表调磷化水洗3 水洗4吹水烘干喷前检喷粉 喷后检固化全检包装入库 打磨报废1 1、上挂工件：、上挂工件：在上挂工件时对冲压半成品进行组合上挂，
6、同时对冲压半成品外观在上挂工件时对冲压半成品进行组合上挂，同时对冲压半成品外观实施检查。为确保达到预期效果，上挂工件时应重点检查和操作要点：实施检查。为确保达到预期效果，上挂工件时应重点检查和操作要点：a a、检查冲压半成品基材情况，如变形、破损、毛刺、分层、表面精、检查冲压半成品基材情况，如变形、破损、毛刺、分层、表面精度等级、表面油剂、污物、缺料和开裂等；度等级、表面油剂、污物、缺料和开裂等；b b、冲压件表面镀锌层质量，要求表面洁净，不允许存在氧化和颜、冲压件表面镀锌层质量，要求表面洁净，不允许存在氧化和颜色（如是否有黑褐色等）、霉斑、锌花形状（如凹凸）不正常等现象；色（如是否有黑褐色等
7、）、霉斑、锌花形状（如凹凸）不正常等现象；c c、要求工件悬挂稳定、牢固，不易脱落；、要求工件悬挂稳定、牢固，不易脱落；d d、尽量将工件正面对枪手方向，工件之间的距离要确保工件在整、尽量将工件正面对枪手方向，工件之间的距离要确保工件在整个线体运行过程中不相互碰撞个线体运行过程中不相互碰撞 一、相关前处理处理工艺规程：一、相关前处理处理工艺规程：2、预脱脂、预脱脂 在温度为在温度为40-6540-65脱脂液中脱脂液中1 12min2min喷淋，以达到部分脱除冲压喷淋，以达到部分脱除冲压半成品表面油脂的作用，减轻主脱脂的原材料的消耗。半成品表面油脂的作用，减轻主脱脂的原材料的消耗。喷淋压力为喷淋
8、压力为0.08-0.12MPa0.08-0.12MPa。为确保达到预期效果，该工位重点。为确保达到预期效果，该工位重点监控要点：监控要点：a a、每小时检查漕液碱度；、每小时检查漕液碱度；b b、每小时检查漂洗性能、脱脂效果；、每小时检查漂洗性能、脱脂效果；c c、每小时检查喷淋温度和压力；、每小时检查喷淋温度和压力；d d、通常每、通常每12 12 个月换槽液一次。个月换槽液一次。在温度在温度40-6540-65脱脂液中喷淋脱脂液中喷淋2 23min 3min，以达到全部脱除冲压，以达到全部脱除冲压半成品表面油脂的作用。半成品表面油脂的作用。喷淋压力为喷淋压力为0.08-0.12MPa0.0
9、8-0.12MPa。为确保达到预期效果，该工位重。为确保达到预期效果，该工位重点检查要点：点检查要点：a a、每、每2 2小时检查漕液的碱度；小时检查漕液的碱度；b b、每小时检查喷淋温度和压力；、每小时检查喷淋温度和压力；3、主脱脂、主脱脂 通过常温工业用自来水通过常温工业用自来水0.50.51min1min喷淋，以达到部分去除工件表面粘喷淋，以达到部分去除工件表面粘附的脱脂液的作用。附的脱脂液的作用。喷淋压力为喷淋压力为0.08-0.12 MPa0.08-0.12 MPa。为确保达到预期效果，该工位重点检查。为确保达到预期效果，该工位重点检查要点：要点：a a、适量的补充水，以降低槽内水洗
10、液的浓度，补充水来自水洗、适量的补充水，以降低槽内水洗液的浓度，补充水来自水洗2 2的的溢流水；溢流水；b b、每小时检查回流槽的、每小时检查回流槽的PHPH值，要求值，要求PHPH控制在控制在7 79 9之间。之间。4 4、水洗、水洗1 1 通过常温工业用自来水通过常温工业用自来水0.50.51min1min喷淋，以达到基本去除工件喷淋，以达到基本去除工件表面粘附的脱脂液的作用。且溢流至水洗表面粘附的脱脂液的作用。且溢流至水洗1 1液槽内，以降低自来水液槽内，以降低自来水的消耗。的消耗。喷淋压力为喷淋压力为0.08-0.12 MPa0.08-0.12 MPa。为确保达到预期效果，在该工位。为
11、确保达到预期效果，在该工位重点检查要点：重点检查要点：a a、适量的补充水，以降低槽内水洗液的浓度，补充水来自自来水、适量的补充水，以降低槽内水洗液的浓度，补充水来自自来水直喷的喷淋水直喷的喷淋水 b b、每小时检查水槽的、每小时检查水槽的PHPH值，要求值，要求PHPH控制在控制在7 77.57.5之间之间 c c、工件表面水膜要求连续，无脱脂剂（表面活性剂）残留。、工件表面水膜要求连续，无脱脂剂（表面活性剂）残留。5、水洗、水洗2 通过常温自来水进行喷淋，以达到全部去除工件表面粘附的通过常温自来水进行喷淋，以达到全部去除工件表面粘附的脱脂液的作用。且回流至水洗脱脂液的作用。且回流至水洗2
12、2液槽内，以降低自来水的消耗。液槽内，以降低自来水的消耗。喷淋压力为喷淋压力为0.08-0.12 MPa0.08-0.12 MPa。6 6、自来水直喷、自来水直喷 通过常温表调液通过常温表调液0.50.51min1min喷淋，以达到在工件表面快速均匀的分喷淋，以达到在工件表面快速均匀的分布晶核，以便磷酸盐晶体快速形成。布晶核，以便磷酸盐晶体快速形成。喷淋压力为喷淋压力为0.08-0.12MPa0.08-0.12MPa。为确保达到预期效果，该工位重点检查。为确保达到预期效果，该工位重点检查要点：要点：a a、每小时检查漕液的、每小时检查漕液的PHPH值，值，PHPH为为8 89.09.0之间，之
13、间，PHPH值小于值小于7 7时应考时应考虑更换药剂；虑更换药剂；b b、每小时检查喷淋温度和压力；、每小时检查喷淋温度和压力；c c、每班添加药剂量不少于、每班添加药剂量不少于1kg1kg；d d、通常每周清洗槽体一次，并更换药剂；、通常每周清洗槽体一次，并更换药剂；7、表调、表调 通过通过353555(55(具体温度根据使用磷化液种类确定具体温度根据使用磷化液种类确定)磷化液磷化液3 35min5min中喷淋，以达到工件表面形成均匀磷化膜的作用。中喷淋，以达到工件表面形成均匀磷化膜的作用。喷淋压力为喷淋压力为0.08-0.12MPa0.08-0.12MPa。为确保达到预期效果，该工位重点检
14、查。为确保达到预期效果，该工位重点检查要点：要点：a a、每小时检查漕液的总酸度（、每小时检查漕液的总酸度（TATA）、游离酸度（）、游离酸度（FAFA）；）；b b、每小时检查喷淋温度和压力；、每小时检查喷淋温度和压力；c c、每周将槽液抽入高位沉淀槽内进行沉淀；为了防止铝离子中毒，、每周将槽液抽入高位沉淀槽内进行沉淀；为了防止铝离子中毒，槽液老化，建议磷化槽槽液老化，建议磷化槽6 6个月换一次磷化槽；个月换一次磷化槽；d d、磷化膜一般呈灰白色。磷化后的工件磷化膜层应结晶致密、连续、磷化膜一般呈灰白色。磷化后的工件磷化膜层应结晶致密、连续、均匀，磷化后的工件允许以下缺陷：均匀，磷化后的工件
15、允许以下缺陷：a)a)、由于局部的热处理、焊接以及表面加工状态的不同而造成的颜色、由于局部的热处理、焊接以及表面加工状态的不同而造成的颜色和结晶不均匀；和结晶不均匀；b)b)、在焊接气孔和夹渣处无磷化膜；、在焊接气孔和夹渣处无磷化膜；8 8、磷化、磷化 e e、磷化或后工件不允许以下缺陷、磷化或后工件不允许以下缺陷:a)a)、梳松的磷化膜；、梳松的磷化膜；b)b)、锈蚀或锈斑；、锈蚀或锈斑；c)c)、局部无磷化膜（焊接气孔和夹渣处除外）；、局部无磷化膜（焊接气孔和夹渣处除外）；d)d)、表面挂灰严重。、表面挂灰严重。8 8、磷化、磷化 通过常温自来水通过常温自来水0.50.51min1min喷
16、淋，以达到部分去除工件表面粘喷淋，以达到部分去除工件表面粘附的磷化液的作用。附的磷化液的作用。喷淋压力为喷淋压力为0.08-0.1MPa0.08-0.1MPa。为确保达到预期效果，该工位重点。为确保达到预期效果，该工位重点检查要点；检查要点；a a、适量的补充水，以降低槽内水洗液的浓度，补充水来自水、适量的补充水，以降低槽内水洗液的浓度，补充水来自水洗洗4 4的溢流水；的溢流水；b b、每小时检查回流槽的、每小时检查回流槽的PHPH值，要求值，要求PHPH控制在控制在5.05.07.07.0之间。之间。9 9、水洗、水洗3 31010、水洗、水洗4 4 通过常温自来水通过常温自来水0.50.5
17、1min1min喷淋，以达到基本去除工件表面粘附喷淋，以达到基本去除工件表面粘附的磷化液的作用。且溢流至水洗的磷化液的作用。且溢流至水洗3 3液槽内，以降低自来水的消耗。液槽内，以降低自来水的消耗。喷淋压力为喷淋压力为0.08-0.12MPa0.08-0.12MPa。为确保达到预期效果，该工位重点。为确保达到预期效果，该工位重点检查要点：检查要点：a a、适量的补充水，以降低槽内水洗液的浓度，补充水来自新鲜、适量的补充水，以降低槽内水洗液的浓度，补充水来自新鲜纯水直喷的喷淋水；纯水直喷的喷淋水；b b、每小时检查回流槽的、每小时检查回流槽的PHPH值，要求值，要求PHPH控制在控制在6.06.
18、07.07.0之间。之间。通过常温新鲜纯水（去离子水）进行喷淋，以达到全部去除工通过常温新鲜纯水（去离子水）进行喷淋，以达到全部去除工件表面粘附的磷化液的作用，同时达到全部置换工件表面离子水，减件表面粘附的磷化液的作用，同时达到全部置换工件表面离子水，减轻金属离子的残留。且回流至水洗轻金属离子的残留。且回流至水洗4 4液槽内，以降低自来水的消耗。液槽内，以降低自来水的消耗。喷淋压力为喷淋压力为0.08-0.12MPa0.08-0.12MPa，单排喷淋。为确保达到预期效果，单排喷淋。为确保达到预期效果，该工位重点检查要点：该工位重点检查要点：纯水的电导率不大于纯水的电导率不大于15S/cm15S
19、/cm。1111、纯水直喷、纯水直喷 通过经除油、除水、去粉尘后的工业用压缩空气吹扫，以达到通过经除油、除水、去粉尘后的工业用压缩空气吹扫，以达到基本去除工件表面粘附的水份的作用，以降低烘干时的能源消耗。基本去除工件表面粘附的水份的作用，以降低烘干时的能源消耗。为确保达到预期效果，该工位重点检查要点：为确保达到预期效果，该工位重点检查要点：a a、吹水后工作表面不得有明显的积水；、吹水后工作表面不得有明显的积水；b b、工件表面的水膜连续，否则为脱脂不良；、工件表面的水膜连续，否则为脱脂不良；12、吹水、吹水 磷化膜在经过磷化膜在经过120120170170下烘干下烘干101012min12m
20、in，使磷化膜失去结晶，使磷化膜失去结晶水从而造成磷化膜孔隙率的可能性降低，以提高磷化层与涂膜的附水从而造成磷化膜孔隙率的可能性降低，以提高磷化层与涂膜的附着力，提高涂层的耐蚀性和耐水性。为确保达到预期效果，在该工着力，提高涂层的耐蚀性和耐水性。为确保达到预期效果，在该工位重点检查要点：位重点检查要点：a a、工件表面不得有水迹和未除尽的油渍；、工件表面不得有水迹和未除尽的油渍；b b、工件表面不得有锈迹或氧化斑点。、工件表面不得有锈迹或氧化斑点。1313、脱水烘干、脱水烘干1414、喷前检、喷前检 烘干后的工件经喷前检，送至喷房进行喷涂。为确保达到烘干后的工件经喷前检，送至喷房进行喷涂。为确
21、保达到预期效果，该工位重点检查要点：预期效果，该工位重点检查要点：工件表面磷化膜均匀、细致；无挂灰和磷化不良现象。工件表面磷化膜均匀、细致；无挂灰和磷化不良现象。15.15.喷粉喷粉 工件通过输送链进入喷粉房的喷枪位置准备喷涂作业。静电发生器通过喷枪枪口的电极针向工件方向的空间释放高压静电(负极)，该高压静电使从喷枪口喷出的粉末和压缩空气的混合物以及电极周围空气电离(带负电荷)。工件经过挂具通过输送链接地(接地极)，这样就在喷枪和工件之间形成一个电场占粉末在电场力和压缩空气压力的双重推动下到达工件表面，依靠静电吸引在工件表面形成一层均匀的涂层。喷粉易出现的不良：喷粉易出现的不良：1.涂层杂质
22、主要来源于喷粉环境中的杂质和 固化炉内杂质；2.缩孔 主要由于除油不干净或者除油后 水洗不干净；3.针孔 主要由于喷枪电压过高或者涂层 过厚；4.气泡 主要由于工件没有完全烘干或者 有氧化现象。16.16.固化固化 工件的固化温度为：180210，固化时间为1525min。时间过长容易引起色差（颜色）加深，时间过短则容易导致涂层附着力不够。固化温度的高低也会引起工件表面颜色的变化以及涂层附着力的变化二、前处理基本定义二、前处理基本定义 1 1、喷淋式表面前处理：、喷淋式表面前处理：应用喷射方式从被涂工件表面去除各种污垢，如脱脂、除锈，经应用喷射方式从被涂工件表面去除各种污垢，如脱脂、除锈，经清
23、洗后，对工件表面进行各种化学处理（表调、磷化），以提高涂清洗后，对工件表面进行各种化学处理（表调、磷化），以提高涂膜的耐腐蚀和涂膜与工件表面的附着力，以保证涂膜的理化性能和膜的耐腐蚀和涂膜与工件表面的附着力，以保证涂膜的理化性能和产品的质量。产品的质量。2 2、表面活性剂脱脂剂、表面活性剂脱脂剂:利用表面活性剂的表面张力低、浸透湿润性好和乳化力强等特性利用表面活性剂的表面张力低、浸透湿润性好和乳化力强等特性来洗净金属表面油污的脱脂工艺。来洗净金属表面油污的脱脂工艺。3 3、表面活性剂、表面活性剂:是一种能显著降低接触表面（界面）张力并具有吸附性能的物质，是一种能显著降低接触表面（界面）张力并具
24、有吸附性能的物质，从结构看，所有表面活性剂都是由极性的亲水基和非极性的亲油基从结构看，所有表面活性剂都是由极性的亲水基和非极性的亲油基两部分组成。亲水基团能与水分子亲和，而亲油基团能使油亲和，两部分组成。亲水基团能与水分子亲和，而亲油基团能使油亲和，因此它们是两亲分子，具有亲水、亲油的性质，能起乳化、分散和因此它们是两亲分子，具有亲水、亲油的性质，能起乳化、分散和增溶等作用。增溶等作用。4 4、脱脂原理、脱脂原理 使用碱式除油，通过皂化作用来使工件表面的有无溶解到槽液使用碱式除油，通过皂化作用来使工件表面的有无溶解到槽液 中。脱脂槽的碱度范围为：中。脱脂槽的碱度范围为：1832点（槽液温度每升
25、高点（槽液温度每升高10度，除油度，除油 效率提高效率提高1倍）。倍）。5 5、表面调整、表面调整 把表面转化为能在以后的工序中得到成功处理的适当状态的过程。把表面转化为能在以后的工序中得到成功处理的适当状态的过程。6 6、磷化、磷化 利用含磷酸或含磷酸盐的溶液在基底金属表面形成一种不溶性磷利用含磷酸或含磷酸盐的溶液在基底金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜的过程。酸盐膜的过程。7 7、磷化处理、磷化处理 将金属表面通过化学反应生成一层非金属的、不导电的、多孔连将金属表面通过化学反应生成一层非金属的、不导电的、多孔连续的磷酸盐薄膜。磷化剂的主要成份为酸式磷酸盐，这些酸式磷酸盐续的磷酸盐薄膜。磷化剂的
26、主要成份为酸式磷酸盐，这些酸式磷酸盐在溶于水后，分解产生游离磷酸，与工件表面金属起化学反应，生成在溶于水后，分解产生游离磷酸，与工件表面金属起化学反应，生成磷酸盐沉淀在工件表面。形成磷化膜。磷酸盐沉淀在工件表面。形成磷化膜。9 9、磷化膜作用、磷化膜作用 a a、磷化膜为磷酸盐的结晶堆积，具有多孔性和不光滑的表面，、磷化膜为磷酸盐的结晶堆积，具有多孔性和不光滑的表面，涂料可以渗入到这些孔隙中，因而能显著提高涂膜的附着力。涂料可以渗入到这些孔隙中，因而能显著提高涂膜的附着力。b b、磷化膜能使金属表面由优良导体转变为不良导体，从而提、磷化膜能使金属表面由优良导体转变为不良导体，从而提高涂层的耐蚀
27、性和耐水性。高涂层的耐蚀性和耐水性。1010、促进剂、促进剂 a a、在磷化处理中使用的催化剂称为促进剂，在磷化过程中主要、在磷化处理中使用的催化剂称为促进剂，在磷化过程中主要是去极化作用。是去极化作用。b b、磷化反应中产生的氢气被吸附在待磷化金属表面，从而阻、磷化反应中产生的氢气被吸附在待磷化金属表面，从而阻止磷化止磷化膜膜结晶的形成，为加速磷化反应速度，缩短磷化处理时间，结晶的形成，为加速磷化反应速度，缩短磷化处理时间，须滴加促进剂（通常为亚硝酸钠）以去除氢气。亚硝酸钠分解产生须滴加促进剂（通常为亚硝酸钠）以去除氢气。亚硝酸钠分解产生NO2NO2，使氢气经氧化反应生成水。，使氢气经氧化反
28、应生成水。前处理槽液的检测脱脂：（脱脂：（18-32）1：取槽液：取槽液10ml置于置于50ml锥形瓶中锥形瓶中 2：加入：加入50ml水摇匀水摇匀 3：向锥形瓶内滴入：向锥形瓶内滴入3-4滴酚酞指示剂，摇匀滴酚酞指示剂，摇匀 4：用：用0.1N的硫酸标准液滴定，当滴定至无色时消耗硫酸的的硫酸标准液滴定，当滴定至无色时消耗硫酸的 毫升数量毫升数量 即为当前槽液的碱度即为当前槽液的碱度磷化总酸的测量：（磷化总酸的测量：（18-32）1：取磷化槽液：取磷化槽液10ml置于置于50ml锥形瓶中锥形瓶中 2：加入：加入50ml水摇匀水摇匀 3：向锥形瓶中滴入：向锥形瓶中滴入3-4滴酚酞指示剂，摇匀滴酚
29、酞指示剂，摇匀 4：用：用0.1N的氢氧化钠标准液滴定，当滴定至淡红色时消耗的氢氧化钠标准液滴定，当滴定至淡红色时消耗 氢氧化钠的毫升数量即为当前磷化槽液的总酸氢氧化钠的毫升数量即为当前磷化槽液的总酸磷化游离酸的测量磷化游离酸的测量：（：（0.8-3.2）1：取：取10ml磷化槽液置于磷化槽液置于50ml锥形瓶中锥形瓶中 2：加入：加入20ml水，摇匀水，摇匀 3：向锥形瓶中滴入：向锥形瓶中滴入2-3滴芬兰指示剂，摇匀滴芬兰指示剂，摇匀 4：用：用0.1N的氢氧化钠标准液滴定，当滴定至淡蓝色时消耗的的氢氧化钠标准液滴定，当滴定至淡蓝色时消耗的氢氧化钠标准液的毫升数即为当前磷化槽的游离酸氢氧化钠标准液的毫升数即为当前磷化槽的游离酸槽液参数的测量时间：槽液参数的测量时间：脱脂：脱脂：2小时测量一次，并于测量后对槽液进行必小时测量一次，并于测量后对槽液进行必要的调整。要的调整。磷化：磷化：1小时测量一次，并于测量后对槽液进行必小时测量一次，并于测量后对槽液进行必要的调整（注意：要的调整（注意：磷化槽正常加料需连续滴加）。磷化槽正常加料需连续滴加）。谢谢谢谢
