金属表面硅烷化处理在家电行业中的应用(四)
2.2 使用成本方面比较因成膜原理的差异,硅烷化处理与磷化相比在使用温度上就已有较大幅度的降低,省去表调工序。并且在其他涉及生产成本方面,硅烷化相比较磷化也有着明显的优势。表3在使用成本方面将硅烷化与磷化相比较。
表3 磷化与硅烷化使用成本比较
传统磷化硅烷化配槽用量60-70kg/吨30-50kg/吨每公斤浓缩液处理面积30-40m2200-300m2处理时间4-5min0.5-2min是否需要除渣槽是否
使用硅烷化工艺能省去磷化加温设备、除渣槽、板框压滤机及磷化污水处理等设备,节省设备初期投入。在配槽用量方面硅烷化较磷化也减少20%-50%,更关键的是在每平方单耗方面硅烷化的消耗量为传统磷化的15%-20%。在减少单位面积消耗量的同时,在处理时间上硅烷化较磷化也有较大幅度的缩短,从而提高生产率,减少设备持续运作成本。
2.3 微观形貌比较
因为各种磷化及硅烷化的成膜机理大有不同,因此金属表面的膜层状态及形貌也各不相同。从微观形貌方面,通过电子扫描电镜(SEM)图3观察可发现在金属表面生成的膜层的区别。
金属裸板 铁系磷化
锌系磷化 硅烷化
由以上电镜照片可明显看出,各种处理之间膜层形貌存在较大差异。其中锌系磷化槽液主体成份是:Zn2+、H2PO3-、NO3-、H3PO4、促进剂等。形成的磷化膜层主体组成(钢铁件)成分为Zn3(PO4)2·4H2O、Zn2Fe(PO4)2·4H2O。磷化晶粒呈树枝状、针状、孔隙较多。相比较锌系磷化而言,传统铁系磷化槽液主体组成:Fe2+、H2PO4-、H3PO4以及其它一些添加物。磷化膜主体组成(钢铁工件):Fe5H2(PO4)4·4H2O,磷化膜厚度大,磷化温度高,处理时间长,膜孔隙较多,磷化晶粒呈颗粒状。硅烷化处理为有机硅烷与金属反应形成共价键反应原理,硅烷本身状态不发生改变,因此在成膜后,金属表面无明显膜层物质生成。通过电镜放大观察,金属表面已形成一层均匀膜层,该膜层较锌系磷化膜薄,较铁系磷化膜均匀性有很大提高此膜层即为硅烷膜。
2.4 盐水浸泡试验比较比较
冷轧板是目前家电企业用途最为广泛的金属材料,但冷轧板没有镀锌板那样的镀锌层、热轧板的氧化皮及铝板的氧化膜保护,因此冷轧板的耐腐蚀性能依赖于涂装的保护。对已涂覆冷轧板试片采用500小时盐水(5%浓度)浸泡试验,检验各种经过不同前处理工艺静电粉末喷涂后(漆膜平均厚度为50±2μm)的耐盐水性能。由试验结果可看出,在盐水浸泡500小时后各种处理的试片都无变化。由此可知,各种处理方式对于工件的耐盐水腐蚀性能无明显差别。为检验各种处理工艺的附着力表现,对经过500小时盐水(5%浓度)浸泡试验后的试片进行附着力比较实验,具体实施为图4所示。
铁系磷化 锌系磷化 硅烷化
通过附着力比较试验结果后可以明显看到,铁系磷化可剥离宽度较锌系磷化与硅烷化差别明显。铁系磷化为大面积可剥离,而锌系磷化与硅烷化处理板其可剥离宽度基本为零。因此可明显看出锌系磷化和硅烷化处理与漆膜附着力相当,同时两者附着力明显优于铁系磷化。采用硅烷化处理效果与锌系磷化效果在耐盐水及附着力方面相当。
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