陶瓷轉化工藝在空調鍍鋅板涂裝中的應用

  空調主機部分因其長期暴露在室外，其對涂裝的要求與其他家電比較，對耐蝕性、附著力、抗沖擊性能相對較高?？照{一般采用鍍鋅鋼材為基材，目前廣泛采用的傳統涂裝工藝為化學轉化處理技術，即磷化處理及鉻酸鹽鈍化。傳統磷化及鉻酸鹽鈍化處理具有工藝簡單、成本低廉等優點，但不可避免地會給環境帶來嚴重的污染：磷化液中含有大量的磷和氮，會造成水體的富營養化，對河流、湖泊的生態系統造成威脅；磷化液及鉻酸鹽鈍化含有鎳、鉻等重金屬易致癌, 會給人類的身體健康造成永久性的傷害。隨著環保意識的增強，我國政府在“十一·五”計劃中強調環境保護的決策，將會更嚴格地限制磷、氮及重金屬的排放。因此，磷化及鉻酸鹽鈍化技術將面臨嚴峻挑戰；開發無磷轉化、無鉻鈍化技術勢在必行。

目前國內外所報道的無磷轉化、無鉻鈍化工藝，主要有硅烷偶聯成膜技術及陶瓷轉化膜技術等。即含鋯復合陶瓷轉化膜工藝。此工藝已經在家電空調生產線通過實踐驗證，具有很好的實用價值。

陶瓷轉化工藝介紹

陶瓷轉化工藝在家電空調外殼生產廠的前處理上使用。其工藝流程如下：

預脫脂→主脫脂→水洗(1)→水洗(2)→陶瓷轉化→水洗(3)→水洗(4)→去離子水洗→干燥→噴涂

工藝流程中最關鍵的是脫脂和陶瓷轉化。

1.1 脫脂

鋼材及零件在運輸過程中要用防銹油，鈑金工件在壓力加工時要用拉延油，還有操作者手上的油跡和汗跡等。這些油污不僅阻礙轉化膜的形成，而且影響涂層的附著力、裝飾性和耐蝕性。常見油污的成分有：礦物油、凡士林、皂類、動植物油等。筆者使用堿性物質與表面活性劑的復配，通過槽液對工件進行脫脂處理。對冷軋板和預轉化板混線處理的前處理工藝，脫脂劑的堿度對預轉化板至關重要。

本工藝含預脫脂及脫脂兩道工序，采用無磷脫脂劑，采用低溫、低堿度工藝，減少對鍍鋅層的腐蝕，工藝控制參數如下：

1）處理溫度：30~50 ℃

2）游離堿度：6~10

3）處理時間：150~180 s

4）處理基材：熱鍍鋅鋼板

1.2 轉化

復合型陶瓷轉化代替傳統磷化，現已大量應用于家電行業，它是提高金屬表面耐腐蝕性的一個簡單可靠、環保、操作方便的有效方法。

1）轉化成膜機制

所謂轉化處理是指金屬表面與含鋯鹽的酸性溶液接觸發生化學反應，而在金屬表面生成穩定的不溶性的無機化合物膜層，結合硅烷成膜的復合作用，形成的交聯成致密網狀結構轉化膜層的一種表面化學處理方法。所形成的以鋯鹽為主體轉化膜稱之為轉化陶瓷膜。

2）轉化工藝參數

在轉化過程中，主要是金屬表面溶解和鋯鹽層積。本工藝采用國內藥劑廠陶化劑。在實際生產中，主要控制溫度、pH值和鋯濃度。

1）溫度：該工藝中采取的是常溫轉化

2）pH值：轉化過程的pH值控制在4.2~5.4

3）處理時間：90~180 s

4）處理基材：熱鍍鋅鋼板

5）鋯濃度：6.0~10.0

其中，鋯濃度的測試方法如下：

1）用濾紙過濾工作液

2）用10 mL移液管精確地移取10 mL槽液，放入250 mL的錐形瓶中

3）加入20 mL pH=1.4的緩沖溶液及5 mL 5%鹽酸羥胺

4）加入少許二甲酚橙指示劑

5）在電爐上加熱至80~90 ℃

6）趁熱用1 mmol/L EDTA標準溶液滴定，溶液由紫紅色變為亮黃色為滴定終點；以消耗1 mmol/L EDTA標準溶液的mL數記為鋯含量（EDTA值）。

同時對采用此工藝做表面處理后的零件進行附著力、耐腐蝕性等的實驗驗證。