酸洗环保前处理工艺系统的研究和应用

（浙江五源科技股份有限公司，浙江桐乡）

摘要：本文研究的是钢铁表面经过酸洗后的环保前处理技术，取代传统磷化前处理。我司针对目前酸洗工艺的难点(过程防锈)结合环保工艺技术进行系统研究。以硅烷处理技术为基础，结合其自主研发的多功能前处理表调剂，成功解决酸洗环保工艺的难点，形成一套系统的环保前处理工艺。

关键词：酸洗工艺，环保工艺，过程防锈，硅烷处理。

〇．前言

钢铁是传统金属之一，在金属占有很重要的地位，广泛用作各领域的功能和结构材料。钢铁长时间暴露在高气中表面会由于氧化生成一层氧化皮。这层氧化皮并不完全，存在裂缝和气孔，从而导致钢铁表面被腐蚀，形成铁锈，并且影响后续加工时金属表面和涂层间的附着力。所以对于这一部分的钢铁件进行表面处理之前，都要经过酸洗，去除表面氧化层，从而保证金属涂层的质量。酸洗一般采用盐酸洗或硫酸洗，水洗后，残酸容易吸附在工件表面不平整的地方。在前处理过程中，残酸会继续腐蚀工件表面，在金属表面形成浮锈，传统的金属前处理工艺是采用磷化工艺，由于磷化的工作液PH值是2.5-3.0，具有一定酸性，可以将金属表面浮锈去除，不影响金属涂装质量。而现有的环保工艺普遍是陶化或硅烷，其PH值接近于甚至是碱性，无法去除工件表面浮锈，严重影响了涂装质量，所以酸洗环保工艺一直不能得以实施。鉴于此，研究能产业化的环保型的酸洗工艺显得尤为必要。

一．试验内容

1.1前处理产品

试验基材：热扎钢件

产品：POH-32D脱脂剂，PMU-301多功能表调剂，PSi-11硅烷处理剂；

1.2工艺流程

普通酸洗工艺流程：

脱脂→水洗→水洗→酸洗→水洗→水洗→硅烷处理→水洗→水洗→烘干

五源酸洗工艺流程：

脱脂→水洗→水洗→酸洗→水洗→水洗→表调→水洗→硅烷处理→水洗→水洗→烘干

1.3性能检测

1.3.1外观

观察酸洗钢板表面成膜状态

1.3.2防锈性能

通过湿热试验（35°C，60%湿度）测试硅烷膜防锈性能

1.3.3附着力及盐雾性能测试

由于工件酸洗后，部分酸容易残留工件表面的缝隙、 不平整处。在工件涂装后，从涂层内部腐蚀金属表面， 使得涂层和金属表面脱离，降低涂层质量。通过中性盐雾性能测试其涂层质量是非常重要的指标之一。

二.结果及讨论

2.1外观

如下图所示，工件经过酸洗后，由于工件表面氧化皮厚度不同，其酸洗后表面状态和金属活性不同，在普通硅烷或陶化后，转化膜颜色不均匀，且有锈斑。颜色差异大，说明表面膜厚不均匀，严重影响涂装性能，不能满足正常涂装要求。经过五源的酸洗环保工艺后，转化膜呈均匀的金黄色。由于五源特别开发的多功能表调剂PMU-301,具有强大表面调整功能，不仅能中和残留在工件缝隙间的酸，去除浮锈，还可以调整工件表面状态，使工件各部位成膜厚度均匀，涂装质量得到有效保障。

图1:普通酸洗环保工艺图2:五源酸洗环保工艺

2.2防锈性能（实验室模拟过程防锈）

在温度25-35°C，不同湿度情况下，无酸洗环保工艺、五源酸洗环保工艺和普通酸洗环保工艺的防锈性能的测试结果

表1:不同前处理膜不同湿度条件下的防锈时间

通过以上数据表明：普通的酸洗环保工艺制作出的工件几乎无法存放，而五源的酸洗环保工艺和未经过酸洗的环保工艺的防锈性能相当。正常条件下，存放时间达到48小时以上，完全满足各企业生产周转的需求。

2.3附着力及中性盐雾测试结果

表2 不同酸洗工艺附着力和中性盐雾数据

通过以上数据表明：普通的酸洗环保工艺制作出的工件其涂层性能差，完全不能满足涂装质量要求，而五源的酸洗环保工艺制作的试板，涂层性能良好，和无酸洗环保工艺的效果相当。

三．酸洗环保工艺的应用

目前由我司开发的酸洗环保工艺和产品皆已投放市场，并且在大型生产企业成功应用。五源科技拥有丰富的现场经验以及强大的前处理产品，在尽量满足客户现场条件的情况下，为客户量身定制最适合企业的前处工艺方案，并以配槽方便、使用简单、成本低、无污染、涂装性能好等优点，受到各大企业的认可和好评。

图2:五源酸洗硅烷工艺

四．结论

五源酸洗环保工艺，以其自主研发的多功能表调剂为核心，将酸洗工件表面调整成适合环保工艺处理的金属状态，配合五源科技成熟的环保硅烷技术，彻底完成酸洗环保工艺的系统解决方案。随着国家对环保要求的日益提高，酸洗环保前处理工艺将掀起一场绿色风暴，彻底替代传统磷化工艺。