陶瓷转化工艺在空调镀锌板涂装中的应用

  空调主机部分因其长期暴露在室外，其对涂装的要求与其他家电比较，对耐蚀性、附着力、抗冲击性能相对较高。空调一般采用镀锌钢材为基材，目前广泛采用的传统涂装工艺为化学转化处理技术，即磷化处理及铬酸盐钝化。传统磷化及铬酸盐钝化处理具有工艺简单、成本低廉等优点，但不可避免地会给环境带来严重的污染：磷化液中含有大量的磷和氮，会造成水体的富营养化，对河流、湖泊的生态系统造成威胁；磷化液及铬酸盐钝化含有镍、铬等重金属易致癌, 会给人类的身体健康造成永久性的伤害。随着环保意识的增强，我国政府在“十一·五”计划中强调环境保护的决策，将会更严格地限制磷、氮及重金属的排放。因此，磷化及铬酸盐钝化技术将面临严峻挑战；开发无磷转化、无铬钝化技术势在必行。

目前国内外所报道的无磷转化、无铬钝化工艺，主要有硅烷偶联成膜技术及陶瓷转化膜技术等。即含锆复合陶瓷转化膜工艺。此工艺已经在家电空调生产线通过实践验证，具有很好的实用价值。

陶瓷转化工艺介绍

陶瓷转化工艺在家电空调外壳生产厂的前处理上使用。其工艺流程如下：

预脱脂→主脱脂→水洗(1)→水洗(2)→陶瓷转化→水洗(3)→水洗(4)→去离子水洗→干燥→喷涂

工艺流程中最关键的是脱脂和陶瓷转化。

1.1 脱脂

钢材及零件在运输过程中要用防锈油，钣金工件在压力加工时要用拉延油，还有操作者手上的油迹和汗迹等。这些油污不仅阻碍转化膜的形成，而且影响涂层的附着力、装饰性和耐蚀性。常见油污的成分有：矿物油、凡士林、皂类、动植物油等。笔者使用碱性物质与表面活性剂的复配，通过槽液对工件进行脱脂处理。对冷轧板和预转化板混线处理的前处理工艺，脱脂剂的碱度对预转化板至关重要。

本工艺含预脱脂及脱脂两道工序，采用无磷脱脂剂，采用低温、低碱度工艺，减少对镀锌层的腐蚀，工艺控制参数如下：

1）处理温度：30~50 ℃

2）游离碱度：6~10

3）处理时间：150~180 s

4）处理基材：热镀锌钢板

1.2 转化

复合型陶瓷转化代替传统磷化，现已大量应用于家电行业，它是提高金属表面耐腐蚀性的一个简单可靠、环保、操作方便的有效方法。

1）转化成膜机制

所谓转化处理是指金属表面与含锆盐的酸性溶液接触发生化学反应，而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层，结合硅烷成膜的复合作用，形成的交联成致密网状结构转化膜层的一种表面化学处理方法。所形成的以锆盐为主体转化膜称之为转化陶瓷膜。

2）转化工艺参数

在转化过程中，主要是金属表面溶解和锆盐层积。本工艺采用国内药剂厂陶化剂。在实际生产中，主要控制温度、pH值和锆浓度。

1）温度：该工艺中采取的是常温转化

2）pH值：转化过程的pH值控制在4.2~5.4

3）处理时间：90~180 s

4）处理基材：热镀锌钢板

5）锆浓度：6.0~10.0

其中，锆浓度的测试方法如下：

1）用滤纸过滤工作液

2）用10 mL移液管精确地移取10 mL槽液，放入250 mL的锥形瓶中

3）加入20 mL pH=1.4的缓冲溶液及5 mL 5%盐酸羟胺

4）加入少许二甲酚橙指示剂

5）在电炉上加热至80~90 ℃

6）趁热用1 mmol/L EDTA标准溶液滴定，溶液由紫红色变为亮黄色为滴定终点；以消耗1 mmol/L EDTA标准溶液的mL数记为锆含量（EDTA值）。

同时对采用此工艺做表面处理后的零件进行附着力、耐腐蚀性等的实验验证。