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传统磷化处理和硅烷处理之间的区别与优缺点

时间:2022-06-15 16:42:46
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    硅烷化处理与传统磷化相比具有以下多个优点:无有害重金属离子,不含磷,无需加温。硅烷处理过程不产生沉渣,处理时间短,控制简便。处理步骤少,可省去表调工序,槽液可重复使用。有效提高油漆对基材的附着力。但就目前的国内技术来说,不是十分成熟,有待提高!尤其是硅烷助剂的选择上,需要继续研发创新。


图片来自于网络

项目

磷化处理

硅烷处理


工艺原理

磷化处理就是金属表面与磷化液接触发
生化学反应,在金属表面生成稳定的不
溶性的无机化合物膜层的化学处理方
法,所生成的膜被称为磷化膜。磷化膜
的作用是在充分脱脂的基础上能提供清
洁、均一、无油的表面。
硅烷化处理是以有机硅烷为主要原料对
金属或非金属材料进行表面处理的过
程。是利用氟锆酸与硅烷的水解反应,
在金属表面形成一种由氧化锆 ZrO2 和氧
化硅 SiO2 组成的三维网状化合物,该化
合物在被处理的金属表面起到耐腐蚀并
增加附着力的作用。

工艺流程

脱脂-水洗-新水洗-表调-磷化-水洗-水
洗-纯水洗:8 道工序
脱脂-水洗-新水洗-硅烷-水洗-水洗-纯
水洗:7 道工序

硅烷工艺无需表面调整。
表面调整的目的是促使磷化,形成晶粒细致、密实的磷化膜,以及提高磷化速度。
表面调整剂主要有两类,一种是酸性表调剂,如草酸,另 一种是胶体钛。前者还兼
有除轻锈 (工件运行过程中形成的“水锈”及“风锈”)的作用。
在磷化前处理工艺中,是否选用表面调整工序和选用哪一种表调剂都是由工艺与磷
化膜的要求决定的。一般原则是:涂装前打底磷化、快速低温磷化需要表调。如果
工件在进入磷化槽时已经二 次生锈,最好采用酸性表调。

工艺技术

工艺流程需要表面调整;
含磷及锌镍锰铬等重金属;
污染物大;
耗能高(35℃-55℃);
处理时间长(120s-180s);
沉渣多
工艺流程无需表面调整;
无磷及锌镍锰铬等重金属;
污染物排放量较少;
无需加热(室温);
处理时间较短(60s-120s);
几乎无渣

皮膜

皮膜构造:磷酸锌结晶;
皮膜厚:2-3g/m²;
耐酸碱性:溶解。
皮膜构造:非晶态混合薄膜;
皮膜厚:0.2-0.4g/m²;
耐酸性:氢氟酸 HF 以外全不溶解;
耐碱性:不溶解。

沉渣

磷化反应机理大致分为酸蚀反应和磷化
反应。磷化反应是金属表面与磷化液中
的磷酸盐反应,最终以磷酸锌的形式在
被处理物表面结晶,形成保护膜的化学
过程。在整个反应过程中,由于溶解下
来的金属离子被氧化,所以会产生大量
沉淀。沉淀的产生是伴随磷化反应过程
同步生成的,无法消除。

几乎无渣


随着磷产品和锌、镍产品、能源价格的不断上涨,硅烷产品在综合成本上的优势将更加不可动摇。另外,硅烷产品还具有以下的突出优势:
1、环保性
硅烷产品和磷化相比,不含锌、镍、锰等重金属,显著减少水耗量,显著减少废水处理量;室温工作,不含磷,不含氧化还原剂,无氮氧化物废气排放,几乎无渣(所有金属出渣量<0.1g/m2),由于出渣量低,可完全闭路水处理,循环用水,不产生废水。
2、管理的便捷

磷化工艺的副产品是大量的磷化渣,每隔一段时间,生产线必须停产,对磷化槽进行除渣处理,除渣结束后不仅要清洗磷化槽,磷化液也不可避免有部分浪费。磷化渣的处理也是件费力的事情。而使用硅烷产品,以上的一切问题都不再存在了。磷化过程中需要控制游离酸、总酸、氟硅酸、促进剂点等各参数,而硅烷只需控制PH和活化点。硅烷过程还无需表调槽,从而节约了表调槽的化学品消耗和控制,操作更简单。



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