钢铁材料的涂装前处理

八戒 · 发表于 2007-7-8 17:02:01

涂料涂于物体表面，起到装饰和保护物体的双重作用。涂料在被涂表面固化成膜才是涂料的最终形式。为了达到涂膜的性能的预期要求，在涂料质量优良的前提下，还必须正确地施工。有了性能优良的涂料，加上正确的施工工艺，才可获得性能优良的涂膜。影响涂膜性能和质量的因素有涂料品种、被涂物的表面处理、施工方法、涂料的固化方式等几个方面。

涂料品种的选择与确定，首先要根据被涂物的材质是金属还是非金属，金属中分铁质和有色金属，非金属材质有塑料、纸张皮革、木材、水泥。要根据不同的材质对附着力、防锈、耐蚀、柔性和韧性的要求选择不同的涂料品种。其次要根据对涂膜性能的要求，被涂物所处的工作环境是装饰、保护、标志或特殊作用的要求，对应地选用高、中、低档涂料品种。选择涂料品种还要考虑底、面漆的配套性和经济性。

被涂物表面前处理

在选定涂料品种之后，在涂装前要对被涂物按要求进行施工前的表面处理，这关系到涂膜的使用寿命。对不同材质有不同的表面处理方法，下面分别简单介绍。

1、钢铁表面前处理

钢铁材料涂装前的表面处理包括除油、除锈和化学处理（磷化和纯化）等三个方面，可根据钢材种类及其表面状态（如锈蚀、油污程度和表面粗糙度等），涂料品种和使用环境等，选择最合适的表面处理方法。

（1）除油

钢材表面一般均有油污，如润滑油、凡士林或其他油脂等，涂装前必须除油，否则影响涂膜附着力和干性等性能。除油方法较多，常用的如有机溶剂除油、化学去油、电化学除油、乳化清洗除油。有机溶剂除油，汽油、松节油、酒精、二甲苯、丙酮等都可使用，但该法使用溶剂虽然操作简单，但毒性较大，易着火。化学法是利用在碱性介质中皂化或乳化作用去油污，常用5%～10%的碱水溶液，在80℃左右浸泡10～20min，然后稀酸中和，清水冲洗干净。

电化学除油是除油工件为阴极（或阳极），铁板或镀镍铁板为阳极（阴极），通入直流电，水被电解，在阴极（除油工件）表面产生大量氢气泡，连同氢气泡周围吸附的油污一起浮生到除油液的表面，使零件上的油污得以除去。电化学除油常和化学除油联合使用。

乳化清洗除油，因为乳化剂使有机溶剂分散在水中形成的乳化液，仍保持着有机溶液对油脂的溶解能力，因此可用它来清除油脂；同时水溶性的污物也能被水溶解而除去。乳化清洗可采用喷射式和浸渍式两种方式进行。此法是化学除油中比较缓和的方法，已广泛用于仪表、设备及零部件的除油。也可应用于不耐强碱的有色金属。

（2）除锈

除锈有手工、机械、喷射、火焰和化学等几种方法。

①手工除锈是用铁砂纸、刮刀、铲刀、钢丝刷及锤凿等手工工具进行除锈的方法。此法劳动强度大，效率低，质量一般，但因操作简便、灵活，适用于小面积和形状复杂的工件表面。

② 机械除锈是利用机械动力冲击和摩擦作用进行除锈。常用的机械除锈有风动刷、除锈枪、电动刷及电动轮等。小型钢铁零件可以置入盛有黄砂或木屑的木桶内，以40～60r/min的转速除去锈蚀。

③ 喷射除锈是用机械离心力或压缩空气、高压水等为动力将磨料（石砂或铁丸）通过专用喷嘴以很快的速度喷射到工件表面上，借其冲击和摩擦以除去污物（包括已损坏的旧漆层）和锈蚀，经喷砂后的钢铁表面稍带锯齿形，可增加涂膜和钢铁表面的结合力，但其粗糙度不能超过膜厚的1/3。常用的喷砂除锈有干法喷砂、湿法喷砂、无尘喷砂和高压水喷砂等。干法喷砂尘土大、污染环境、危害健康。湿法虽无粉尘，但水分会使表面再度生锈，防止的办法是在水中加入1%～1.5%的防锈剂、乳化剂或肥皂水，使其表面钝化面在短时期内不再生锈，然后再涂保养底漆。无尘喷砂是将加砂、喷砂及砂回收等环节在一密闭系统里连续循环进行，以免粉尘飞扬。高压水喷砂主要用于大面积除锈，如船体、油罐锅炉等，水中也常加入钝化剂和肥皂水。

④火焰除锈是利用钢铁和氧化皮的热膨胀系数不同，常用氧乙炔燃烧器加热钢铁使其氧化皮脱落。主要用于厚型钢铁及大型铸件等。不能用于薄钢材及小铸件，否则工件将受热变形而影响质量。

⑤化学除锈又称酸洗除锈，是利用酸溶液和铁的氧化物发生化学反应，将表面锈层溶解、剥离以达除锈目的。常用酸的浓度在7%～15%之间，为防止酸腐蚀钢材，可加入少量缓蚀剂。酸洗法很多，有浸渍酸洗法、喷射酸洗法，还可采用酸洗膏处理。

（3）钢铁表面的化学转化

钢铁表面在除油、除锈之后，有时不能立即涂漆，为防止重新生锈和提高涂膜的附着力，常通过一定的化学处理。使钢铁表面形成一层保护型的薄膜。常用的方法有氧化、磷化和钝化。

①氧化处理是使钢铁表面生成保护性氧化膜，该氧化膜的内层为FeO，外层为Fe2O3,且呈现出不同的颜色。因此，又称“发蓝”处理。有热氧化、碱性氧化和酸性氧化等三种方法，其中以碱性氧化法用的最多。随着氧化剂的不同，钢铁表面氧化膜的色泽各异。

②磷化是用磷酸或磷酸盐和硝酸锌等配制的水溶液，在室温或加温下将金属制件浸入，使金属和磷酸盐相互作用，使金属表面产生一层不溶于水的灰色薄膜，这种方法称为磷化。磷化处理的方法很多，可浸渍式、喷射式和电化学磷化等。因磷化处理所用的设备简单，操作容易，成本低廉，生产率高，在普通碳钢的处理中广泛应用。

③钝化处理是用铬酸盐溶液与金属作用，在其表面生成三价或六价铬层的过程，称为钝化，亦称铬化。多用于镁、铝及其合金的处理。对钢铁也能形成铬化层，但很少单独使用，常和磷化配套使用，进一步增加防护能力。钝化时一般用重铬酸钾溶液（2～4g/L），有时也加入1～2g磷酸，在80～90℃浸渍2～3min取出，水洗即可。

除油、除锈、磷化、钝化，有“二合一”、“三合一”或“四合一”工艺，以减少工序，减轻劳动强度。对所用的重金属（铬）也要采用代用品，减少污染。

（4）对钢铁表面旧涂层的清除

旧涂层的清除要根据涂膜破坏的程度和对保护性涂层的不同要求可全部清除，亦可部分清除。前面介绍的手工、机械、喷砂、火焰除锈等方法均可用来清除旧涂层。此外，用脱漆剂清除旧涂层的方法也应用得很广泛。