金屬表面噴塑前的表面處理是確保涂層附著力、平整度和耐腐蝕性的關(guān)鍵步驟,其具體要求需根據(jù)金屬材質(zhì)、工件結(jié)構(gòu)及涂層性能目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。以下是主要處理要求及技術(shù)細(xì)節(jié):
一、表面清潔度要求
1. 去除污染物
油污與油脂:
需完全清除金屬表面的潤滑油、切削液、脫模劑、手汗等,否則會導(dǎo)致涂層縮孔、剝落或附著力失效。
常用方法:
溶劑清洗:使用汽油、丙酮、乙醇等有機(jī)溶劑擦拭或超聲波清洗(適用于精密件)。
堿液清洗:采用氫氧化鈉、碳酸鈉等堿性溶液脫脂,配合噴淋或浸泡(適用于大批量工件)。
乳化劑清洗:利用表面活性劑乳化油污,適合油脂較重的工件。
銹跡與氧化皮:
鐵銹(Fe?O??nH?O)、氧化皮(高溫軋制形成的 Fe?O?)會降低涂層附著力,需清除至金屬本色。
常用方法:
機(jī)械除銹:噴砂(石英砂、鋼丸)、拋丸、打磨(適用于厚銹層或粗糙表面)。
化學(xué)除銹:使用鹽酸、硫酸等酸洗(需控制濃度和時(shí)間,避免過蝕),后續(xù)需中和水洗。
電化學(xué)除銹:電解池中工件作為陽極或陰極,通過電化學(xué)反應(yīng)除銹(適用于復(fù)雜工件)。
粉塵與顆粒:
工件表面的砂粒、焊渣、金屬碎屑等顆粒需通過壓縮空氣吹掃、真空吸塵或水洗去除,避免涂層出現(xiàn)凸起或針孔。
2. 表面粗糙度要求
適度粗糙化:
噴塑前需通過噴砂、磷化等工藝使表面形成均勻粗糙結(jié)構(gòu)(粗糙度 Ra 6.3~12.5μm 為宜),增大涂層接觸面積,提升附著力。
注意事項(xiàng):
粗糙度不宜過高(如 Ra>25μm),否則可能導(dǎo)致涂層厚度不均或露底;
鋁、鎂等輕金屬需避免過度噴砂,防止表面損傷。
二、表面化學(xué)處理要求
1. 磷化 / 鉻化處理(針對鋼鐵、鋅合金等)
磷化膜作用:
在金屬表面生成多孔結(jié)晶型磷化膜(如磷酸鋅、磷酸鐵),厚度 1~3μm,增強(qiáng)涂層附著力和耐蝕性。
工藝參數(shù):
游離酸度、總酸度、溫度、時(shí)間需嚴(yán)格控制(如鋅系磷化溫度 40~60℃,時(shí)間 3~5 分鐘)。
磷化后需水洗至中性,避免殘留酸液腐蝕工件或影響涂層。
替代工藝(環(huán)保要求):
無鉻鈍化(如硅烷處理、鈦鋯處理):適用于環(huán)保高標(biāo)準(zhǔn)場景,避免六價(jià)鉻污染。
2. 氧化處理(針對鋁及鋁合金)
陽極氧化:
通過電解在鋁表面生成多孔氧化膜(厚度 5~20μm),可吸附粉末涂料并提高結(jié)合力。
封孔處理:氧化后需用熱水或鎳鹽溶液封孔,防止涂層滲入孔隙導(dǎo)致剝落。
化學(xué)氧化:
使用鉻酸鹽或無鉻溶液(如磷酸鹽 - 氟化物)生成薄氧化膜(0.5~4μm),適用于噴涂前打底。
3. 鍍鋅層處理
熱鍍鋅或電鍍鋅工件需去除表面鈍化膜(如鉻酸鹽膜),否則會阻礙涂層附著,可采用稀酸輕度蝕刻或噴砂處理。
三、表面干燥與清潔度驗(yàn)證
1. 干燥要求
表面處理后工件需完全干燥,殘留水分會導(dǎo)致噴涂時(shí)粉末結(jié)塊或固化后產(chǎn)生氣泡。
干燥方法:
熱風(fēng)烘干(溫度 50~80℃,時(shí)間 10~30 分鐘);
自然晾干(需在潔凈環(huán)境中,避免二次污染)。
2. 清潔度檢測
目視檢查:表面應(yīng)無油污、銹跡、水痕、粉塵,呈現(xiàn)均勻金屬光澤或化學(xué)處理膜顏色(如磷化膜的灰色或彩虹色)。
水滴法測試:在工件表面滴一滴水,若水滴均勻鋪展(接觸角<90°),表明表面無油污;若水滴成珠狀,需重新清洗。
鹽霧測試預(yù)驗(yàn)證:對高耐蝕性要求的工件,可通過中性鹽霧試驗(yàn)(NSS)預(yù)評估表面處理質(zhì)量,要求無早期銹蝕(如 48 小時(shí)內(nèi)無白銹)。
四、特殊材質(zhì)與結(jié)構(gòu)處理要點(diǎn)
1. 鑄鐵件
需重點(diǎn)清除砂眼、凹坑內(nèi)的型砂和石墨析出物,可采用噴砂 + 酸洗組合工藝。
2. 焊接件
焊渣、飛濺物需打磨平整,焊縫區(qū)域需徹底除銹,避免縫隙處藏污導(dǎo)致涂層起泡。
3. 復(fù)雜幾何件
深孔、盲孔、內(nèi)腔等部位需確保清洗和干燥徹底,可采用高壓噴淋或內(nèi)窺鏡檢查。
五、環(huán)保與安全要求
1. 廢水處理
酸洗、磷化廢水含重金屬(如鋅、鎳)和酸堿,需經(jīng)中和、沉淀、過濾處理達(dá)標(biāo)后排放,符合《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13456)等法規(guī)。
2. 廢氣處理
溶劑揮發(fā)廢氣需通過活性炭吸附或催化燃燒處理,噴砂粉塵需配備除塵設(shè)備(如布袋除塵器),確保顆粒物排放濃度≤120mg/m3。
3. 危廢管理
廢酸液、廢磷化液、廢溶劑等屬于危險(xiǎn)廢物,需分類收集并交由有資質(zhì)的處置單位處理,禁止直接傾倒。
總結(jié)
金屬噴塑前處理的核心目標(biāo)是創(chuàng)造清潔、粗糙、化學(xué)活性的表面,確保涂層與基材形成 “機(jī)械咬合 + 化學(xué)鍵合” 的復(fù)合結(jié)合力。具體工藝需根據(jù)材質(zhì)(鋼、鋁、鋅合金等)、工件復(fù)雜度及涂層性能(如耐鹽霧 1000 小時(shí)以上)進(jìn)行定制,同時(shí)遵循環(huán)保法規(guī)(如《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 37822),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與綠色制造的平衡。