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【技术】汽车前处理磷化工艺的颠覆性变革●新型磷化液的诞生。

时间:2022-05-16 08:56:48     |  汽车材料与工艺
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    随着环保法规的日益严格,传统磷化工艺因含有“磷”容易造成水质“富营养”化,含有“镍、锰”等重金属离子导致废水处理费用较高等原因,亟待需要新材料、新工艺来替代。目前,一种以金属氧化物为皮膜的新型处理工艺已经实现应用。虽然这种新的工艺不含有磷,但基于传统叫法,故将此工艺叫做新型“磷化”。此工艺存在哪些特点?与传统磷化相比效果如何?

传统磷化工艺

磷化对于车辆防锈品质的影响自然不必再过陈述。汽车传统前处理工艺为:白车身→热水洗→预脱脂→脱脂→表调→磷化→电泳。工序复杂,车辆前处理时间长。

而作为磷化工序本身,磷化液原材料按照车辆消耗速度,定时补加到槽液中。处理过车辆的磷化液中的亚铁离子(Fe2+)被氧化,生成磷化渣(FePO4),如果不及时过滤掉,就会在车身表面生成大量颗粒。磷化液的构成一般包括磷化主剂、促进剂和中和剂。

磷化膜生成机理

磷化液中的酸与钢板表面的铁反应生成亚铁离子和氢气,导致钢板表面局部pH值升高,磷酸锌晶体在钢板表面结晶后析出形成磷化膜。

传统磷化存在的缺陷

虽然传统磷化工艺技术成熟、防锈效果好、成本也很低,但是,因为目前环保法规的要求越来越严,其本身存在的缺点也是显而易见和致命的。

●废水处理费用高

磷化液中含有P、Ni、Mn等离子,按照国家法律法规要求,需要完全满足国家水质排放标准才可以进入城市管网系统。工厂含重金属废水中95%以上来源于磷化,每年的污水处理费用都是一笔不小的开支。

●磷化渣

磷化渣的生成,容易造成车身表面颗粒较多,影响电泳漆膜品质。同时,磷化渣需要委托有一定资质的公司处理,其委托处理费用也是比较大的。

新型磷化工艺特点

新型磷化工艺在材质选择、工艺布局上都与传统磷化不同。在防锈品质和成本控制上实现了平衡。从目前使用效果来看,有可能成为取代传统磷化的新的工艺类型。

●优点

工序简单:相比传统前处理工艺,取消了表调工序,可缩短约8%产线长度,节约土地资源。

环境友好:没有水质“富营养”化的磷,也没有污染环境的重金属,污水处理简单,对环境水质、土壤等污染风险大大降低。

耐腐蚀性好:由于传统磷化膜通过“牺牲腐蚀”的方式实现车辆防腐,而新型材料的耐腐蚀方式为”阻隔腐蚀”,原因是新型磷化膜为金属氧化物皮膜,有很好的耐酸耐碱性能。

密着性好:传统磷化膜厚度为2-3微米,为新型磷化膜厚度一般只有20-50纳米,一般的SEM也没办法观察到皮膜的状态,所以,皮膜结构更加致密。同时,由于磷化膜生成方式与传统磷化有所区别,与钢板的结合力更强。

●缺点

成本高:作为新开发材料,目前具备量产能力的公司不是很多,核心技术掌握在极个别的公司手中,目前来说成本比传统磷化高不少,但是考虑到传统磷化废水处理费用、表调费用等因素,总体使用成本基本与传统磷化持平。

对钢板表面质量要求高:由于新型磷化膜相比传统磷化膜要薄很多,对钢板表面的油石痕、砂纸道等缺陷的遮盖力差,容易产生电泳漆膜品质不良。因此对焊装车间的车身表面质量要求比较高,需要各车间在品质控制方面密切配合。

导电性差:与传统磷化膜相比,氧化锆皮膜的导电效果差,也因此对于电泳漆膜的成膜速度有很大的影响,特别是车体内腔电泳漆膜的生成速度。为了在不改变现有节拍的情况下使车体内腔电泳膜厚满足规格要求,就需要采用与之配套的高泳透力涂料。

对焊道处理差:由于新型磷化工艺对焊道的氧化膜处理比较困难,很难形成有效的皮膜,防腐性能不是很理想。所以目前新型磷化工艺一般适用于车身前处理,而零部件一般不采用此工艺。

总结

作为新型的磷化工艺,不仅可以减少前处理工序,也可以减少污水处理费用及难度,同时,在防锈品质上已经等同或者高于传统磷化膜,随着普及率的增加,相关的管理水平不断提高,未来必然会逐渐取代传统磷化工艺。


编后语:从作者文章不难看出新型磷化液有很多优点,工序简单,对环境友好,耐腐蚀性好等特点,但磷化膜你叫厚,又不像现在使用的陶化技术,因为陶化剂的膜是不后的,甚至远远没有传统磷化膜厚而且陶化膜在耐蚀性上是不如传统磷化膜的,作者的新型替代磷化膜技术文中没有提到,但介绍是一种不错的产品,希望这个产品能尽早上市解决表面处理当前成本与环保的问题。

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