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新型散热器涂装前处理工艺技术60问(一)
所属分类：技术论坛       加入时间：-1-22      阅读：817次

            全国涂装标准化分技术委员会 委员 徐贺 （咨询电话：）

一、 散热器为何要进行涂装前处理？

答：散热器已经成为“三北”甚至南方部分地域家居、办公及部分工厂生产车间必不可少组成部分，对她提供热能功效，大家自然是很熟悉了，但这只是她关键使用功效，同时她还含有装饰和美化环境功效。散热器外表面必需进行涂装，比如传统铸铁散热器喷银粉漆，新型散热器喷粉末涂料，这等于是给散热器穿上一层“衣裳”，这层“衣裳”除了把散热器打扮靓丽以达成愈加好地美化环境作用以外，还能抵御空气中水份、氧气和其它腐蚀介质侵蚀，预防散热器本体受到影响。和传统铸铁散热器不一样地方是，大部分新型散热器还须在内腔灌装内防腐涂料，从而在锅炉循环水和散热器内腔体之间竖起一道防腐屏障，以大大提升散热器使用寿命。前述喷银粉漆、喷粉末涂料、内防腐灌装等全部属于涂装范围，为了达成愈加好涂装效果，则必需对散热器毛坯进行涂装前处理，采取物理、化学或电化学方法，把附着在散热器表面和内腔多种油污、锈皮、水份、尘埃等异物清除掉，并改善其性能，以满足粉末喷涂、阴极电泳底漆涂装和内防腐涂料灌装对基材要求。

　　仅仅把散热器表面异物清楚洁净还不够，因为这么只是为涂装提供了清洁表面而已，还不足以确保得到良好涂膜。要大大提升涂盐膜附着力和耐蚀性，需要经过磷化处理，使散热器内外表面生成一层难溶性磷酸盐膜层，从而为涂膜提供良好基底，试验表明，经过磷化处理工件耐蚀性通常是未经磷化工件耐蚀性4-5倍。归纳起来，磷化作用关键表现在两方面，第一：工序间防锈，预防脱脂、除锈洁净工件在涂装之前返锈；第二：提升涂层附着力和耐蚀性，而这是最关键。
二、 散热器涂装前处理关键有哪些方法？
答：最关键有两种处理方法即物理机械法和化学法。早期铸铁散热器基础均是采取喷砂或抛丸处理，这是经典物理机械法，最近有少数新型散热器厂家采取抛丸处理，部分业内人士认为这是新工艺，其实是误传，在此我把喷砂和抛丸基础情况给大家做一介绍。
　　喷砂、抛丸处理是采取压缩空气或高压水流等作为动力，将砂子或钢丸向工件表面喷射以除掉工件表面异物，取得粗糙表面从而有利于涂装方法。喷射砂子处理方法叫做喷砂，可采取河沙、石英砂等；喷射钢丸处理方法叫做喷丸，可采取钢丸、金属碎块等做为喷料。
     化学处理法即是经过浸泡、喷淋或擦拭方法让脱脂剂、除锈剂、磷化剂等化学药剂和金属工件发生化学反应，从而去除工件表面异物并产生适宜化学转化膜以提供适合涂装良好基底。
     喷砂、抛丸处理效率比较高，操作简单，表面粗糙度适宜，涂膜附着力很好，不过也有以下缺点：①对于外型较复杂工件，有些地方无法处理或处理不净；②对薄板工件不太适用，因为喷射压力太大，易变形；③对需要处理内腔表面不适用；④工件表面轻易残留杂质，带来涂装隐患；⑤粉尘污染大，即危害环境又影响操作者身体健康。而化学处理法则含有不会使工件变形，工件各个部分全部能处理到，使用成本低廉等优点，缺点是有一定污染，但能够经过污水处理和劳动保护来确保环境和工人身体不受影响。假如要对新型散热器进行喷砂或抛丸处理话，首先只能处理外表面，内腔无法处理从而不能涂装内防腐涂料，要想确保散热器使用寿命只能经过增加管壁厚来处理，无疑这会造成成本大幅上升；其次，有些单位因为设备所限，压缩空气本身含油率高，造成经喷砂或抛丸处理后散热器表面还有残留油污等杂质，必需要再经过化学处理才能除去，不然会影响涂膜质量，实际生产中，我们有部分用户就是先喷砂或抛丸处理然后再进行化学处理，造成不应有浪费。所以，鉴于以上原因，现在各行业进行涂装前处理时，除了厚、重、大工件不宜用化学处理方法处理而采取喷砂或抛丸处理外，大部分均采取化学处理，新型散热器也不例外，现在最少有95%以上厂家采取化学处理法，估计以后很长一段时间内这一格局也不会改变。

三、 钢制散热器涂装前处理关键工艺？
答：自新型散热器面世以来，钢制散热器涂装前处理工艺经历了由简单到规范过程，大致上能够分为以下四个阶段：
　　第一阶段：早期钢制散热器涂装前处理工艺只有三个工序：
      除油除锈二合一→水洗→磷化

　　这一工艺比较简单，也比较轻易控制，且设备投入和生产维护成本比较低，不过运行一段时间以后就有问题了，这一个问题也是跟散热器本身结构相关。散热器外面是要喷塑，而内腔要涂内防腐，这就要求磷化膜跟内防腐涂料和塑粉全部要有很好配套性，不过彩膜晶相结构比较尤其，呈非晶相平面分布，满足不了要求，尤其是和内防腐涂料结协力不太好。现在这么工艺已经基础被淘汰了。
　　第二阶段：首先铁系彩膜磷化和内防腐涂料配套性欠佳，而且彩膜耐蚀性本身不是很好，早期散热器厂家产量不大，有时生产间隙稍长，经过磷化工件在等候喷涂过程中轻易重新长锈；其次已经有消费者和经销商提出期望采取锌系灰膜磷化，于是锌系磷化就应运而生了，前处理从三步工艺变成了五步工艺：
　　除油除锈二合一→水洗→表调→磷化→水洗
　　锌系灰膜磷化通常情况下需要在磷化前后加上表调和水洗工序，这么才能确保得到结晶细密、均匀磷化膜。锌系磷化膜基础成份是Zn2Te（PO4）2•4H2O和Zn3（PO4）2•4H2O，其结晶多呈树枝状或针状，孔隙较多，和塑粉和内防腐涂料配套性俱佳。
　　第三阶段：伴随散热器加工工艺和手段越来越多样化，工件表面油污越来越复杂，原来除油除锈二合一对有部分油就奈何不了，所以就把脱脂和除锈分开，变成了七步工艺。
　　脱脂→水洗→除锈→水洗→表调→磷化→水洗
      第四阶段：处理了除油和磷化膜问题后，又发觉磷化液比其它行业老化得快，而且夹缝和丝口处磷化膜易返锈，这关键跟散热器内部结构相关系，因为散热器内腔残液极难控净，控不净就会带到后面槽子里面去，残酸会带到表调槽和磷化槽里面 ，影响表调和磷化液使用寿命，而且影响磷化膜耐蚀性。为了应对这一个情况，主流厂家关键采取了两个方法：①调整磷化液配方以适应散热器特殊结构。磷化液生产厂家在生产磷化液时添加锰、镍等作为改性剂，加入锰离子能够提升磷化反应速度，降低磷化膜厚度，提升夹缝处耐蚀性，提升磷化膜抗碱性能，增强涂膜附着力；加入镍离子能够细化磷化膜结晶，提升磷化膜耐蚀性，这种磷化液就是大家俗称锌锰镍三元体系磷化液；②完善前处理工艺，在除锈后面加中和及水洗，用碱性中和液把残酸中和掉。这么就变成了九步工艺：
　　脱脂→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→表调→磷化→水洗
　　这种工艺在散热器行业里面，包含在其它需要喷涂行业全部是比较规范和完整，我们推荐大家采取这种工艺。

四、 为何磷化处理能提升涂膜附着力？
答：这是由磷化膜结构决定。首先，磷化膜是经过化学反应在金属基体上生成，它和金属基体已成为一个整体而且结合强固；其次，磷化膜含有多孔性，能够更充足地吸附涂料，使涂料渗透到磷化膜孔隙之中，涂料和磷化膜进行物理咬合，产生强大剪刀力。通俗地讲，假如把涂膜直接覆盖在工件表面上，这是单纯物理作用；而把涂膜覆盖在经磷化处理后工件上，就把单纯物理作用变成了化学作用—物理作用，涂膜附着力自然大大提升了。

五、 为何磷化处理能提升涂膜耐蚀性？
答：磷化膜是一层非金属不导电隔离层，能使在工件—涂膜界面工件表面从优良导体转为不良导体，抑制工件表面腐蚀微电池形成，进而有效阻止涂膜腐蚀。未经磷化工件表面轻易发生微电池腐蚀，加上金属是优良导体，涂膜和金属工件之间毛细管现象能把涂膜下面电解质吸出来，使腐蚀向四面扩展，最终造成涂膜起泡、剥落。而经过磷化工件表面，因为被不导电磷化膜所隔离，能够预防电解质横向发展，有效抑制膜下丝状腐蚀及涂膜损坏处腐蚀扩展。

六、 用汽油等溶剂擦拭散热器外表面后喷涂附着力也挺好，为何还要上工艺复杂   前处理？
答：有些小型散热器生产厂，采取汽油等稀料或通常清洗剂对散热器表面进行简单擦拭后喷涂，检测附着力合格，据此认为自己这种处理方法既简单经济又能确保质量，所以没有必需上规范前处理工艺，这是绝对错误。实际上，附着力短期内达标并不表明散热器涂装质量就一定合格，真正合格产品应该是附着力长久达标，前述处理方法得到涂膜过不了多久就会逐步显现出缺点，因为在金属基体和涂层界面上缺乏不导电磷化膜层或铬化膜层，此界面处金属基体仍是优良导体，假如有一处涂装隐患，极易在腐蚀微电池作用下蔓延开来，从而造成涂膜起泡或剥落。

七、 为何现在市场上散热器厂家通常全部采取锌系磷化而不是铁系磷化？
答：这个问题实际上已经在第三个问题中已经回复了，现将其单列出来并给予补充，期望引发大家深入重视。归纳起来关键有两个原因：①铁系彩膜磷化耐蚀性不如锌系灰膜磷化；②最关键是铁系彩膜磷化不能适应新型散热器涂装方法，新型散热器和通常工件不一样，她通常见面临三种涂装方法：静电喷塑、阴极电泳和内防腐涂料浸涂，所以要求磷化膜致密均匀、耐碱性强或拥有适宜晶相结构，锌系磷化膜结晶通常全部是树枝状或针状结构（见图2），和塑粉、电泳底漆、内防腐涂料配套性优异，而铁系磷化膜结晶则是不规则点状蚀坑（见图3）。

      早期散热器生产厂因为缺乏经验，最开始大全部选择了铁系磷化，以后基础上全部花了不小代价，停产，增加设备，换药剂，用锌系磷化替换了铁系磷化可据笔者调查，现在仍有少数厂家继续采取铁系磷化，甚至有些新建厂为节省投资也想采取铁系磷化，反复前人走过弯路，此乃不明智因小失大之举。

八、 散热器涂装作业要尤其注意哪三道关键工序？
 答：应尤其注意涂装前处理、涂布、干燥三道关键工序。涂装前处理作业内容前面已经具体叙述，不再反复了；涂布顾名思义就是把涂料涂覆到工件表面过程，比如静电喷塑、阴极电泳、灌装内防腐涂料；干燥包含烘干磷化膜或铝件铬化膜水份、烘烤内防腐涂料和粉末涂料使其固化成膜。应该说整个涂装是个系统工程，每一个步骤均需处理好才能得到优质涂膜，但从涂装实践来看，涂装前处理是关键工序中基础工序，它对整个涂膜质量、涂膜使用寿命全部有着关键影响，采取一样涂料，而仅仅是涂装前处理方法不一样，其涂装以后涂膜耐蚀性效果可能会差数倍之多。涂料性能越好，对涂装前处理质量好坏程度也越敏感，涂装前处理质量低劣或未进行涂装前处理工件，即使涂装再高级涂料，也只能是浪费。

九、 磷化和脱脂、除锈有什么关系？
答：磷化是中心步骤，脱脂和除锈是磷化之前准备工序，所以在生产过程中，既要磷把化工作作为关键，又要从磷化质量要求出发，抓好脱脂和除锈工作。
     优质磷化膜只有在油污去除根本工件表面才能生成，油污残留在工件表面，不仅会严重阻碍磷化膜生长，而且还会影响涂膜附着力、干燥性能、装饰性能和耐蚀性能。

       磷化膜晶粒是在工件表面形成，晶粒反应点越多，膜层结晶越细越致密。反之，晶粒点越少，晶粒之间相互作用越小，得到膜层越粗大、越稀松。
      磷化膜是不能在锈层和氧化皮上生长，所以在磷化前必需根本除锈。除锈时间对磷化影响也不容忽略，强酸除锈时间过长，工件表面会出现过腐蚀，工件表面粗糙，磷化膜结晶粗大多孔；强酸除锈时间过短，工件表面活化不够，一样会使磷化膜结晶粗大。所以，控制除锈时间，对于取得密集活化点，形成致密磷化膜有着关键作用。

十、 为何说涂装前处理含有隐藏性、滞后性和不可逆性？
答：相对于涂装前处理以外其它工序而言，涂装前处理含有以下关键特征：
　　①隐藏性：当工件喷涂以后涂装前处理工作结果就看不见摸不着了，只有等出现问题后才会想到它。就好象建楼房，假如地基不处理好，最终楼房就会出现沉降、开裂等现象，出现这些现象后，再要想去重做地基，那就太麻烦了。
　　②滞后性：因为涂装前处理引发涂装质量缺点通常要经过一定周期后才能暴露出来，但暴露出来问题多半就是大问题。
　　③不可逆性：喷涂步骤引发质量缺点轻易在下线入库前被发觉，通常经过局部处理后补喷即可；而因为涂装前处理引发涂装质量缺点过一定周期才暴露出来后，往往需要整体脱塑后再重新喷涂，局部缺点不能修复，往往要以整体修复为代价。