金属磷化处理与硅烷化处理
传统磷化处理工艺
磷化是常用的金属前处理技术,是指把金属放入含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理,使金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法。
原理上通过化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜–磷化膜。
磷化的目的主要是:给基体金属提供保护,在一定程度上防止金属被腐蚀;用于涂漆前打底,提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力;在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用 。
磷化膜为磷酸盐的结晶堆积,具有多孔性和不光滑的表面,可以渗入到这些孔隙中,因而能显著提高涂膜的附着力。
磷化膜能使金属表面由优良导体转变为不良导体,从而抑制了金属表面的原电池腐蚀,提高涂层的耐蚀性和耐水性。
记重点:
金属的氧化膜、磷化膜在自然潮湿的环境中也是不耐腐蚀的,所以一般在当做表面处理的前处理,也就是说在氧化或者磷化之后再喷粉或者喷漆。
做了发蓝发黑处理,在下雨后的潮湿环境也是很容易生锈,这种金属氧化膜不耐酸碱腐蚀。
磷化处理后潮湿环境也是很快生锈,也是因为磷酸盐膜不耐酸碱腐蚀。
磷化处理和氧化膜处理以后,都要喷漆和喷粉防护,以达到最佳的防腐效果。
磷化施工流程
金属硅烷化处理
金属硅烷化处理为有机硅烷与金属反应形成共价键反应原理,在金属表面形成一层硅烷膜,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,保持金属原有色泽。
作用机理:硅烷水解以后,生产SiOH,通过SiOH基团与金属表面的MeOH基团(其中Me表示金属)形成氢键,而快速吸附于金属表面,在随后的晾干过程中,SiOH 基团和MeOH基团进一步凝聚,在界面上生成Si-O-Me共价键
化学反应:(SiOH+ MeOH=Si-O-Me +H2O) ,剩余的硅烷分子则通过SiOH基团之间的凝聚反应在金属表面上形成具有Si-O-Si三维网状结构的硅烷膜.
硅烷可以有效地用于以下金属或合金的防护:铝及铝合金,锌及锌合金(包括镀锌钢板),铁及铁合金(包括普通碳钢及不锈钢),铜及铜合金,镁及镁合金。
磷化与硅烷化特点对比
性能/类型 | 磷化处理 | 硅烷化处理 |
金属离子 | 锌、锰、镍等重金属离子 | 无有害重金属离子,不含磷 |
废液处理 | 副产品是大量的磷化渣 | 不产生沉渣 |
危害性 | 磷化液显酸性,长期接触对人体还是有害的 | 环保 |
温度要求 | 加温处理(40~90摄氏度) | 无需加温,常温处理 |
处理时间 | 5-30分钟 | 1-3分钟 |
倒槽周期 | 3-6月 | 6-12月 |
使用周期 | 一次磷化处理 | 槽液可重复使用 |
工艺控制 | 控制游离酸、总酸、氟硅酸、促进剂点 | 调节PH值 |
成膜状态 | 晶粒呈树枝状、针状、孔隙较多 | 均匀膜层 |
裸板盐雾(5%氯化钠,1大气压)1小时 | 轻微浮锈 | 无变化 |
裸板盐雾(5%氯化钠,1大气压)2小时 | 大量浮锈 | 少量浮锈 |
喷漆处理 | 容易大面积漆膜脱落 | 漆膜稳定 |
耐盐雾试验 h | 300 | 500-1000 |