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表调剂使用效果的影响因素

2011-12-26 10:16阅读：

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表调剂使用效果的影响因素
表调剂使用效果的影响因素


pH值的影响
表面调整液的pH值直接影响表面调整剂的活性，表面调整液最稳定、有效的pH值范围在8.2-9.5。在使用过程中，pH值除了正常消耗而降低外，由于表面调整液属弱碱性，容易吸收空气中的CO2形成碳酸，pH值还会因中和作用而降低。 另外，酸洗后水洗不尽的残酸易带入表面调整槽，也会降低表调剂
的pH值。 pH值低时，胶体磷酸钛会沉降，磷化膜会稀疏、发黄和生锈。
当pH<8.2且P (Ti4+)<0.020 g/L时，钢板锈蚀甚至无膜；pH >9.5 且P (Ti4+)>0.040 g/L时，磷化膜粗糙且很厚。pH值最佳范围是8.2-9.5，汽车生产线上PH值的检测频率为1次/班，Ti含量的检测频率为1次/天，以保持两者都在工艺范围之内。

温度的影响
摆杆悬链通过式生产设备属半密闭式环境，散热不充分，这样，把部分热量传递到表面调整槽是无法避免的，一般都可使表面调整温度达到30℃以上，甚至高达50℃以上。由于胶体系统属于高度分散的多相分散系统，具有巨大的表面自由焓，故是热力学不稳定系统，这种温度状态下胶体磷酸钛会自动产生微粒聚结，成为大颗粒，使胶体很快产生沉淀而失效，温度越高，沉降越多。当表面调整温度在40℃时，表面调整的沉降率达18%。对于表面调整温度超过30℃的生产线，最佳的散热方式为在表面调整槽上加一个送风的装置，迫使碱性热量向脱脂方向传递，在表面调整前加新鲜水喷淋也可阻挡部分热量向表面调整槽传递，如果设备改进效果不理想，可向槽液中添加0.3g/L- 0. 5gL的ST10混合物添加剂。在处理汽车表面时，表面调整温度高还会造成白车身磷化前水膜变干，易在车身表面留下流痕，建议在进磷化槽前增加加湿工艺。

处理设备的影响
喷淋设备靠喷嘴喷淋磷化液到工件表面进行磷化、由于槽间距不够或喷嘴歪斜极易造成串槽，磷化液飞溅到表面调整槽会降低表面调整液的PH值，造成Ti 的沉降，影响磷化成膜的状态。对于浸泡处理槽，主要注意工件沥水时间，因为工件形状复杂，很容易造成带出污染，破坏表面调整性能，但是也要注意工件沥水时间太长而造成工件锈蚀的问题。槽液循环的好坏直接影响到表面调整液的寿命和磷化膜的质量，循环差将造成表面调整剂的沉降和槽液上层表面调整液钛含量低，影响磷化膜的致密程度。循环的表面调整液在4h之内会沉降10%一15%，生产线上最好将表面调整液的循环周期设计在2次/h

水质的影响

表面调整剂主要成分是胶体磷酸钛，而配成工作液后呈乳白色胶体状，高硬度的水极易造成胶体钛凝聚沉降，一旦沉降后即使搅拌也无法恢复其表面调整功能， 且不受生产负荷影响，必须定期排放。春、秋、冬三季两周排放一次，夏天高温季节 一周排放一次。在表面调整生产过程中添加抗硬水的成分可减缓胶体钛凝聚沉降，以添加中等分子量赘合物为主。配制表面调整液的水硬度不能过高，当水的硬度大于等于100°dH （1dH = 0.178mmo1/L)时，或者水的电导大于等于200uS/cm 时，可考虑使用部分纯净水，以降低硬度，但太软的水也会降低表面调整剂的活性 (胶体颗粒太小)。试验得知，胶体钛盐沉降后的表面调整会造成磷化膜稀疏、发黄。由不同水质硬度配制表面调整液所得磷化膜的SEM形貌图可知，硬度为130°dH时，磷化膜稀疏，大部分无膜;硬度为20°dH时，磷化膜致密均匀。建议水质硬度控制在20°-100°dH之间。

表面调整对磷化至关重要，好的表面调整使磷化膜更加细微致密，对磷化成膜有促进作用，可降低对磷化槽的循环搅拌依赖性。在磷化液各参数都正常的前提下，通过分析发现，如果磷化膜稀疏甚至无膜，可提高Ti4+含量和pH值，磷化膜大面积发黄或有黄色流痕，可提高pH值、磷化膜发花，颜色不均，可提高Ti4+含量和增强槽液循环；磷化膜出现白粉膜，可提高Ti4+含量；水质硬度应控制在小于等于 100°dH；槽液温度最好控制在小于等于40℃。只要结合生产线上的实际情况，有针对性地调整表面调整液的配方和使用工艺，完全可以解决磷化膜发黄发花的问题。

随着涂装业的发展，表面调整剂在其前处理工序中的用量越来越大，不仅浸渍式磷化处理前使用，喷淋式磷化处理也广为应用。同时，低温磷化前的预处理也应用它，当前胶钛表面调整剂应用最广泛但也存在几个问题：

表面调整剂的使用寿命比较短
新鲜配制的胶钛表调剂对促进磷化膜的精细致密性起很大作用，但经过一段时间后，不管是否使用，由于胶体钛絮凝而产生失效现象，将使磷化膜粗大。胶体系统属于高度分散的多相分散系统，具有巨大的表面自由焓，是热力学不稳定的系统，会形成自动产生微粒聚结成为大颗粒的现象，使胶体很快产生沉淀而失效。这种表面调整剂不受生产负荷影响必须定期进行排放。一般情况下，春、秋、冬三季两周排放一次，夏天高温季节一周排放一次。频繁的重新配槽，不仅增加了水及材料的消耗，同时所产生的废水给环境保护增加了压力。
表面调整液用水质量影响表面调整液活性
表面调整剂的主成分(胶体钛)带有负电荷，由于电排斥力的作用，在水溶液中可保持非絮凝及分散状态。大多数工业用水含有钙镁离子，在水中存在的大量阳离子中和了胶体钛的负电荷，结果电排斥力减弱，因而出现絮凝及沉淀，使胶体钛失去活性。
温度及pH值影响表面调整工艺
在温度超出35℃及pH值在8.0一9.5 范围之处，胶体钛聚集，使表面调整剂失去活性。因此，必须限定特定的温度及 pH值范围。这样难以使表面调整剂与一般的脱脂剂合二为一使用。
表面调整剂允许浓度低，溶液需要经常调整
胶体钛浓度的增加导致胶体钛粒子碰撞频率增加。碰撞将引起胶体钛聚集沉淀，影响磷化膜晶粒大小，目前胶体钛可使用的上限浓度一般为1mg/L。
磷酸钛金属表面调整剂是由活化剂(钛盐、磷酸盐)与稳定剂(其他组分)所组成的水溶液。目前国外使用最多的也是采用三聚磷酸盐+酸式磷酸盐十钦盐体系，本剂是由活化成分(磷酸钛)、稳定剂(酸式磷酸盐、聚磷酸盐)和碱金属阳离子(K ,Na)三部分组成。

注意：
钛盐表面调整剂配成工作液后，稳定性较差，在不使用的状态下，也会自然失效，一般情况下，7天就应更换工作液。在正常使用过程中，可根据工作液总碱度和pH值变化进行调整或更换。
近些年来，我国磷化工作者通过努力，开发了新型液体表面调整剂，它是以磷酸锌铁作为主要成分，完全不使用粉状表面调整剂中所使用的胶体钛盐。与目前广泛使用的粉状表面调整剂相比，槽液清澈透明接近于真溶液，具有材料消耗量低，槽液稳定性高，使用寿命长(6个一8个月)、废水排放量少、磷酸膜更加细微致密等特点。


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