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激光清洗解決方案
金屬涂裝前預處理方法
上傳時間:2018-4-3  點擊數: 次

在工業生產中,工件在加工、運輸、存放等過程中,表面往往帶有銹蝕、氧化皮、松脫的舊漆膜、油污和其他污物等。這些污物的存在對金屬涂裝有不良影響。

(1)鐵銹的存在會導致涂料與表面的接觸面積減少,使涂層對鋼表面的附著力降低。同時銹蝕產物含有的硫酸亞鐵、氯化鈉等雜質還會促進金屬的腐蝕。因此,通常金屬表面預處理的首要工作是除銹。當銹蝕表面含有鹽類雜質時,除銹前要先用水清洗。

(2)氧化皮是鋼鐵熱軋過程中或高溫鍛壓成型時在高溫下生成的一層致密氧化層,通常附著比較牢固,但相比鋼鐵本身則較脆,并且它的膨脹系數比鋼小,經冷熱循環易開裂脫落。從電化學上分析,氧化皮的電極電位要比鐵正0。15~0。 20V,在腐蝕介質中,氧化皮為陰極,鐵先于氧化皮腐蝕,尤其是在有大量氧化皮存在時,大量的氧化皮為大陰極,少量裸露的鐵成為小陽極,會加速鐵的局部腐蝕。在潮濕環境中,氧化皮的大陰極和脫落氧化皮而裸露的鋼表面的小陽極,造成裸露區的局部腐蝕。由于氧化皮與鋼材表面實際存在無數微小縫隙,水汽和腐蝕介質易于滲透到松動的氧化皮下.導致發生縫隙腐蝕和濃差腐蝕。因此,在涂裝前必須完全清除氧化皮。如果鋼鐵表面在未完全去除氧化皮的情況下就進行涂裝,會造成涂裝質量的低劣和使用壽命的大大縮短。

(3)鋼表面上沾有油污會使鋼表面外層的自由能降低(會從0.004N·cm降低到0.0002N·cm),甚至會低于涂料的自由能,結果使涂料不能很好地潤濕鋼表面。不但嚴重降低了涂料對表面的潤濕附著力,甚至引起涂層的縮孔。

調查表明,由前處理引起的涂層弊病,大約占整個涂層弊病的50%以上。因此,金屬材料在進行涂裝處理前通常都要進行預處理,否則,不僅影響涂層與基體金屬的結合力和抗腐蝕性能,而且還會使基體金屬在即使有涂層防護下也能繼續腐蝕,使涂層很快剝落。總之,工件涂裝前的表面處理是獲得質量優良的防護層,延長產品使用壽命的重要保證和措施。

工件經過適當的預處理可達到以下幾個目的。

(1)增加涂膜在涂裝表面的附著力。附著力的強弱雖與涂料品種質量有關,但表面處理的好壞也是一個關鍵因素,如果涂裝前的工件表面不清潔,存在水、油、粉塵、氧化皮、銹蝕以及其他污物,或者有不牢固的舊漆膜,就會使新涂漆膜附著不牢,產生起泡、開裂、脫落等缺陷,使金屬與周圍環境中的有害介質接觸而被腐蝕、破壞。表面處理的目的就是要清除這些有害物質。此外,為了增強涂膜與工件表面的附著力,要求涂裝前的工件表面應具備適當的表面粗糙度。金屬表面粗糙度對涂裝質量有很大影響。適宜的表面粗糙度可提高涂層對表面的機械咬合作用,增加涂層與金屬表面的結合力。但表面不能過于粗糙,否則會使涂層在表面上分布不均勻,尤其在粗糙面的波峰處,易造成涂層太薄,造成引起銹蝕的早期發生。根據實踐經驗,鋼鐵表面的粗糙度在40~75μm比較合適。另外,若在前處理中形成多孔性的轉化膜,則使得涂料可以滲透到轉化膜孔隙中,形成“拋錨效應”,也可使結合力增強。

(2)提高表面抗腐蝕能力,延長涂膜使用壽命。鋼鐵表面如存在水、油、銹以及其他污物,會降低涂料的防腐性能,它們存在于涂膜與被涂物表面之間,會起到腐蝕金屬表面和破壞涂膜的作用。若表面處理干凈,達到涂裝前的技術要求,表面抗腐蝕能力大大增強,涂膜壽命也就大大提高。另外,通過前處理形成不導電的難溶性磷酸鹽或氧化物轉化膜,使腐蝕原電池難以形成,可大大減緩涂層腐蝕的速率。一般認為,磷化后涂層的耐蝕性將提高2~3倍,因此磷化處理引起了各個行業和各個企業的高度重視,目前汽車涂裝生產中,主張100%地采用磷化處理。

(3)避免涂裝后產生涂膜病態,影響美觀。金屬表面處理不徹底或未處理,涂裝后會產生許多病態,如油污會使涂膜產生“魚眼”,脫皮;蠟質會使涂膜不干、回黏、產生針孔;鐵銹、氧化皮會使涂膜起泡,影響車輛外表美觀,失去涂料的裝飾作用和保護作用。基體表面的粗糙度直接影響涂層的光澤。例如鑄鐵件通常表面粗糙,直接涂裝后的涂層暗淡無光。一般地,為獲得良好的工件涂裝表面,涂裝前對工件表面的基本要求有以下幾點:

(1)無油污及水分;

(2)無銹跡及氧化物;

(3)無黏附性雜質;

(4)無酸堿等殘留物;

工件表面有一定的粗糙度。

隨著科學技術的高速發展,的激光技術已越來越多地應用于人們的生產和生活的各個領域。從超市的條形碼、激光打印機到激光美容、治療近視,并已為人們所熟悉。激光設備用于工業生產的切割、鉆孔以及焊接也為許多人所了解。但激光設備在清洗行業的應用,人們還不夠熟悉和了解。激光清洗技術是近10年來飛速發展的一種新型清洗技術,它以自身的優勢和不可替代性在許多領域中逐步取代了傳統清洗工藝。上海潤洽電子科技有限公司在激光清洗領域的應用和研發走在國內同行的前列,已有許多成功的案例,給客戶帶來了很大的收益。

激光表面清洗的原理:

脈沖式激光清洗的過程依賴于激光器所產生的光脈沖的特性,基于由高強度的光束、短脈沖激光及污染層之間的相互作用所導致的光物理反應。其物理原理可概括如下:

a)激光器發射的光束被需處理表面上的污染層所吸收。

b)大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體(高度電離的不穩定氣體),產生沖擊波。

c)沖擊波使污染物變成碎片并被剔除。

d)光脈沖寬度必須足夠短,以避免使被處理表面遭到破壞的熱積累。

e)實驗表明當金屬表面上有氧化物時,等離子體產生于金屬表面。

等離子體只在能量密度高于閾值的情況下產生,這個閾值取決于被去除的污染層或氧化層。這個閾值效應對在保證基底材料安全的情況下進行有效清潔非常重要。等離子體的出現還存在第二個閾值。如果能量密度超過這一閾值,則基底材料將被破壞。為在保證基底材料安全的前提下進行有效的清潔,必須根據情況調整激光參數,使光脈沖的能量密度嚴格處于兩個閾值之間。

激光表面清洗的優點:

與機械摩擦清洗、化學腐蝕清洗、液體固體強力沖擊清洗、高頻超聲清洗等傳統清洗方法相比,激光清洗具有明顯的優點。

3.1 激光清洗是一種”綠色”的清洗方法,不需使用任何化學藥劑和清洗液,清洗下來的廢料基本上都是固體粉末,體積小,易于存放,可回收,可以輕易解決化學清洗帶來的環境污染問題;

3.2 傳統的清洗方法往往是接觸式清洗,對清洗物體表面有機械作用力,損傷物體的表面或者清洗的介質附著于被清洗物體的表面,無法去除,產生二次污染,激光清洗的無研磨和非接觸性使這些問題迎刃而解;

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