鋁型材噴涂化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工藝現(xiàn)狀與發(fā)展

段娟

摘 要：在目前的鋁型材噴涂化學(xué)轉(zhuǎn)化處理主要是采用鉻化法、磷鉻化法和無(wú)鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化法進(jìn)行噴涂轉(zhuǎn)化。本文將首先分析噴涂過(guò)程對(duì)化學(xué)材料性能的具體要求，進(jìn)一步分析在噴涂過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題，并提出相關(guān)的解決辦法，最后分析在當(dāng)前的鋁型材噴涂中主要的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工藝類型，希望可以為今后的鋁型材噴涂提供參考和幫助。

關(guān)鍵詞：鋁型材；轉(zhuǎn)化膜；處理工藝；現(xiàn)狀；發(fā)展

不同的材料使用方向?qū)︿X材的成分要求也不同，目前鋁材主要成分通常有鎂、硅、鈣、錳等合金元素。在后續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程中，往往會(huì)加入其它不同的金屬元素，因不同元素之間的電極電位不同，使得金屬的元素變得不穩(wěn)定，出現(xiàn)原電池效應(yīng)，進(jìn)一步降低了鋁材的抗腐蝕能力。因此就需要對(duì)鋁材進(jìn)行噴涂，防止鋁材受到腐蝕。鋁型材的化學(xué)保護(hù)膜是可以通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成的。在日常的生產(chǎn)生活中，通常使用化學(xué)轉(zhuǎn)化法，而不使用電化學(xué)法，使用電化學(xué)法進(jìn)行轉(zhuǎn)化的成本高，導(dǎo)致企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)下降。使用化學(xué)轉(zhuǎn)化處理法通常包括浸泡式、噴淋式、涂覆式等方式，對(duì)于不同的形式的鋁型材需要采用不同的處理方式，比如臥式需要采用浸泡式，立式線采用噴淋式。在我國(guó)保護(hù)環(huán)境的號(hào)召下，同時(shí)美國(guó)、歐盟等對(duì)我國(guó)汽車生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)定中要求不允許使用含鉻轉(zhuǎn)化膜，因此，當(dāng)前我國(guó)汽車配件的生產(chǎn)和電子產(chǎn)品的生產(chǎn)已經(jīng)禁止使用含鉻的轉(zhuǎn)化膜，同時(shí)也就迫切的需要推進(jìn)無(wú)鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化處理技術(shù)的應(yīng)用。

一、鋁型材噴涂對(duì)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的具體要求

在目前的粉末噴涂生產(chǎn)中，對(duì)噴涂產(chǎn)品的過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)限制。在進(jìn)行噴涂前，應(yīng)首先對(duì)材料進(jìn)行預(yù)處理，保證后續(xù)的材料能很好的附著。同時(shí)，在采用鉻處理時(shí)，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)化膜的厚度進(jìn)行限制，避免產(chǎn)品不合格現(xiàn)象出現(xiàn)。對(duì)噴涂后的材料應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化膜和涂層附著力的測(cè)試，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：（1）附著力：在涂層進(jìn)行劃格實(shí)驗(yàn)后，要求附著力的等級(jí)應(yīng)達(dá)到0級(jí)。（2）抗沖擊性：在對(duì)涂層進(jìn)行沖擊試驗(yàn)后，應(yīng)注意觀察涂層有無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象，有開(kāi)裂現(xiàn)象則屬于不合格產(chǎn)品，但是在沖擊試驗(yàn)后，是允許四周有小皺紋出現(xiàn)的。（3）抗彎曲性：對(duì)涂層進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，要求涂層不能出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。（4）耐沸水性：將涂層持續(xù)煮沸2小時(shí)后，涂層不能出現(xiàn)裂痕、氣泡和脫落等現(xiàn)象，但允許顏色出現(xiàn)輕微變化。（5）杯突試驗(yàn)：對(duì)涂層施加一定的壓力，當(dāng)壓陷深度達(dá)到6毫米厚時(shí)，要求涂層沒(méi)有開(kāi)裂。（6）CASS：使用120h銅進(jìn)行老化試驗(yàn)，要求試驗(yàn)完成后的缺陷面積在規(guī)定數(shù)據(jù)內(nèi)。在完成了以上六項(xiàng)試驗(yàn)后，全部合格才符合國(guó)標(biāo)GB5237.4-2004標(biāo)準(zhǔn)的要求。

二、噴涂常見(jiàn)問(wèn)題與前處理的關(guān)系

噴涂常見(jiàn)的問(wèn)題主要有涂層開(kāi)裂、出現(xiàn)皺紋和涂層脫落等現(xiàn)象。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)過(guò)程中主要質(zhì)量問(wèn)題為：顆粒、脫落、凹坑、涂層有附著物和吐粉現(xiàn)象。出現(xiàn)顆粒的原因：材料表面不光滑，或者粉末的質(zhì)量不合格，導(dǎo)致涂抹時(shí)出現(xiàn)顆粒。同時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中周圍環(huán)境灰塵含量高，也會(huì)出現(xiàn)顆粒。涂層脫落現(xiàn)象的原因：涂層附著力不夠，結(jié)合情況不好會(huì)導(dǎo)致后期出現(xiàn)涂層脫落現(xiàn)象。凹坑：在涂抹前如果前處理不合格，導(dǎo)致表面有油漬附著，則會(huì)出現(xiàn)凹坑現(xiàn)象。涂層表面有附著物：空氣中的粉塵含量太高，同時(shí)在烘烤過(guò)程中烘烤爐中有灰塵也會(huì)出現(xiàn)附著物。因此在處理過(guò)程中，應(yīng)注意化學(xué)轉(zhuǎn)化膜貼合程度，無(wú)附著物、灰塵等現(xiàn)象。在脫脂、中和和化學(xué)處理等加工工序后都需要進(jìn)行水洗，以保證鋁材表面潔凈狀態(tài)。在對(duì)鋁材進(jìn)行預(yù)處理后，應(yīng)注意對(duì)鋁材進(jìn)行烘干，保證表面沒(méi)有水分殘留，此過(guò)程中應(yīng)將溫度控制在90℃以下。

三、化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工藝的種類以及優(yōu)缺點(diǎn)

（一）鉻化法

用鉻化法制成的保護(hù)膜抗腐蝕性最佳，因此，鉻化膜不僅用在鋁合金涂層的底層，同時(shí)也可以當(dāng)成涂層直接使用，但是該特點(diǎn)在磷鉻酸處理和無(wú)鉻鈍化處理中是不可以實(shí)現(xiàn)的。鉻酸溶液的成分主要有鉻酸鹽、酸、氟化物等成分，以上成分對(duì)環(huán)境的污染小，同時(shí)酸性鉻酸鹽溶液的酸堿度較易控制。鉻酸鹽處理過(guò)程主要包括以下幾個(gè)過(guò)程：

（二）磷鉻化法

使用磷鉻化法形成的磷鉻化膜雖然抗腐蝕性比鉻化膜差，但是磷鉻酸鹽的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題并不突出，其成分主要包含：酸性磷酸鹽、酸性鉻酸鹽或堿性鉻酸鹽，以及游離的氟化物和絡(luò)合物，對(duì)環(huán)境的危害較小。

（三）無(wú)鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜

出于對(duì)環(huán)境保護(hù)的需要。無(wú)鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜在近幾年投入范圍慢慢增大，比如在鋁罐工業(yè)方面以氟鋯酸、硝酸和硼酸為基礎(chǔ)配方的處理方式。自從 從20世紀(jì)末后，無(wú)鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化處理技術(shù)發(fā)展迅速，并且已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在鋼卷材等方面，相比之下，該技術(shù)在鋁合金建筑行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展較為緩慢，其大部分都是氟-雙陽(yáng)離子體系，在這種體系下生成的膜為無(wú)色或者呈現(xiàn)藍(lán)色。其反應(yīng)過(guò)程主要包括：

除此之外，還可以用鈰酸鹽來(lái)處理無(wú)鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，鈰酸鹽溶液呈酸性，主要成為是鈰離子和促進(jìn)劑，同時(shí)反應(yīng)的處理溫度較高，為40℃到50℃，生成的轉(zhuǎn)化膜多呈黃色，同時(shí)也可根據(jù)觀察轉(zhuǎn)化膜顏色深淺變化來(lái)分析轉(zhuǎn)化膜的質(zhì)量，該特點(diǎn)有利于對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。鈰酸鹽處理生成的轉(zhuǎn)化膜抗腐蝕性較好，可以與鉻化膜相媲美，這也是無(wú)鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜應(yīng)用廣泛的原因之一。

四、結(jié)語(yǔ)

在目前的材料生產(chǎn)中，雖然對(duì)于鋁材表面噴涂的化學(xué)處理方法種類非常多，但是在市場(chǎng)的考驗(yàn)和環(huán)境保護(hù)要求下，真正可以大規(guī)模投入使用的鋁型材噴涂處理技術(shù)甚少，導(dǎo)致無(wú)法大規(guī)模的進(jìn)行生產(chǎn)，在未來(lái)的發(fā)展中，無(wú)鉻化學(xué)將會(huì)慢慢的取代鉻化，進(jìn)一步為建筑建設(shè)等生產(chǎn)提供保障和便利。

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