1、機械式停車設備 表面處理工藝的探討一、綜述二、鋼鐵表面預處理工藝三、鋼鐵表面處理工藝四、結論五、參考文獻隨著城市化進程的迅猛發展，隨著人民生活水平的日益提高，城市車輛飛速增長。居民擁有的私家車越來越多，又加之生活區、購物區、公務區、景點區處在城市建筑密集的地段，車輛停放成了城市的難題。據統計，目前我國共有轎車等幾百萬輛，這個數字還在隨著生活水平的提高與日俱增，而目前我國停車泊位只有幾十萬個。 在土地資源緊缺的市區，大力發展城市立體停車設施是急待解決的問題。從事停車行業研究的專家指出，“解決城市停車難應該充分利用地下空間發展地下停車場，特別是立體停車業”。 立體停車設備安裝地域廣泛，且制造材料9

2、5%涉及鋼鐵材質，因此，鋼鐵的防銹、防蝕涂裝質量成為決定立體停車設備全面質量好壞的重要方面之一。產品外觀質量不僅反映了產品防護、裝飾性能 , 而且也是構成產品價值的重要因素。 立體停車設備防銹、防腐蝕涂裝工藝一般可分為涂裝前表面處理工藝和防銹底漆涂裝工藝。 據英國英國帝國化學公司介紹，涂層壽命受 3 方面因素制約：表面預處理占60%，涂裝方式占25%，涂料本身質量占15% 。由此可知，立體停車設備防銹涂裝質量在很大程度上取決于表面預處理方式和涂裝工藝的好壞。鋼鐵表面的預處理大致分為兩種化學方法和物理方法。 u 化學預處理法工藝流程：除油二道水洗化學除銹表面調整磷化二道水洗去離子水洗鋼鐵表面處理

3、工藝（其中除銹和磷化工藝通常合并為除銹磷化工藝）； u 物理預處理法工藝流程：物理除銹鋼鐵表面處理工藝。化學預處理法 ：低溫除油工藝 Ø 定義：傳統堿性除油工藝通常將除油液溫度加至6090, 過程需大量能源, 揮發的堿霧危害人體健康,除油效率低, 除油不徹底, 廢水處理費用高等問題。低溫除油工藝, 對鋼鐵工件的除油可以在室溫條件下進行, 從而達到節能、降耗、減污的目的。 Ø 低溫除油工藝特點：除油溫度20（或10-20）；時間10min（或30min）；成本約0.095元/，各項性能指標均達到國家標準。化學除銹 ：Ø 化學除銹定義：化學除銹是一種利用化學反應將金屬

4、表面氧化物等有害介質去除的過程。 Ø 化學除銹磷化特點：處理溫度45-50，能生成完整、均勻、附著力好、耐蝕性強的銀灰色或灰黑色磷化膜，膜層致密、均勻。防腐層未經任何封閉處理的試件，浸于3%NaCl溶液中，溫度25±2，浸泡1小時后，膜層完整，基體金屬無腐蝕；經處理的產品放置于室內幾個月不銹蝕。 經優化的除銹磷化液不燃、不爆、無刺激性氣味，操作安全，溶液不會影響金屬材質性能。不但能除去結構件表面的油污、氧化皮和鐵銹，而且又能生成具有防腐性的磷化膜。降低了生產成本，縮短操作時間，提高了生產效率和經濟效益。物理預處理法 ：p 物理除銹定義：物理除銹是一種利用物理作用將金屬表面氧

5、化物等有害介質去除的過程。除銹的主要目的是去除不能牢固附著于鋼鐵表面的氧化物，阻止鋼鐵的進一步腐蝕，對后續的涂裝良率及日后圖層是否能有效保護鋼鐵極為重要。 p 物理除銹方法：物理除銹方法可分為手工工具除銹、動力工具除銹、噴射除銹和高壓水除銹等方法。這些除銹方法在鋼結構表面所能達到的表面清耐高溫漆潔度和表面粗糙度是大不相同的。（附表格） 除銹方法 工具 勞動強度 生產效率 除銹效果 可除去物 手工除銹 鋼絲刷、刮刀、鏟刀、鑿刀、鏟錘和紗布等簡單工具和人力 大 低 差 鋼結構物表面的較疏松的鐵銹和與鋼表面結合不牢的氧化皮 動力工具除銹 以電動機帶動或以壓縮空氣驅動的除銹工具 中 中 中 所有松散的

6、氧化皮、銹斑和其他有害介質 噴射除銹 噴射除銹設備 低 高 優 鋼結構表面的鐵銹、氧化皮及其他污物，并使剛接歐股表面獲得一定的表面粗糙度 高壓水除銹 高壓水除銹設備 低 高 優 鋼結構表面的鐵銹、氧化皮及其他污物 物理除銹方法不僅能夠去除鋼鐵表面的氧化物和其他有害介質等，同時也可去除油脂等雜質，但清潔水平要低于化學預處理方法。由上表可知，因立體停車設備對除銹的精度要求為Sa2 . 5級標準，且零件表面積較大，其適用的除銹方法應為噴射除銹，噴射除銹可分為噴砂除銹、拋丸除銹。噴砂除銹又可分為：干噴砂、濕噴砂、真空噴砂等方法，較適用于薄板的表面預處理；拋丸除銹適用于較厚鋼板的表面預處理。 立體停車行

7、業的零配件具備表面積巨大、表面預處理要求精度適中、鋼板較厚的特點，因此通常選用拋丸除銹法達到除油除銹的雙重目的。鋼鐵表面預處理小結： 綜上所述，用于立體停車設備的鋼鐵表面的化學預處理方式宜采用低溫去油、除銹磷化的優化工藝；而物理與處理方式宜采用拋丸工藝一次將表面處理完成，此兩種預處理方式適用于后續對鋼鐵各種不同的表面處理工藝。 鋼鐵表面處理工藝分類： p 鋼鐵表面處理工藝有：噴漆烤漆、噴涂噴塑、熱噴涂、電鍍、熱鍍鋅、發黑、電泳等。 噴漆 Ø 定義：用壓縮空氣將涂料噴成霧狀涂在經過制備的基體表面自然干燥的工藝。 Ø 工藝流程：除油除銹表面調整磷化清洗噴涂干燥 Ø 工

8、藝特點：操作簡單、實用，對設備要求不高，主要用于裝飾面板飾面。漆面有紋路，不光滑，有桔皮現象，觸摸有異感。烤漆 Ø 定義：在基材上打三遍底漆、四遍面漆，每上一遍漆，都送入無塵衡溫烤房烘烤的工藝。烤漆分為兩大類，一類低溫烤漆固化溫度為140-180，另外一類就稱為高溫烤漆，其固化溫度為280-400。 Ø 工藝流程：除油除銹表面調整磷化清洗干燥打磨吹塵噴涂補漆預熱爐烘烤主爐烘烤 Ø 工藝特點：涂膜具有優良的耐熱和耐低溫特性，可以在冷凍溫度下工作而不脆化，在高溫下不融化。表面不沾水和油質，如粘有少量污垢，簡單擦拭即可清除。在一定的負載下，具備耐磨損和不粘附的雙重優點。

9、幾乎不受藥品侵蝕，可以保護零件免于遭受任何種類的化學腐蝕。但對設備要求高，且固化溫度較高，能耗高。熱噴涂 Ø 定義：熱噴涂是指一系列過程，在這些過程中，細微而分散的金屬或非金屬的涂層材料，以一種熔化或半熔化狀態，沉積到一種經過制備的基體表面，形成某種噴涂沉積層。它是利用某種熱源（如電弧、等離子噴涂或燃燒火焰等）將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態，然后借助焰留本身或壓縮空氣以一定速度噴射到預處理過的基體表面，沉積而形成具有各種功能的表面涂層的一種技術。 Ø 工藝流程： 除油除銹表面調整 磷化干燥制造熱涂層涂料封閉處理 噴砂拋丸 Ø 工藝特點：應用

10、范圍廣，設備輕便，可現場施工。操作程序少。涂層厚度可以控制（幾十微米到幾毫米）。除噴焊外，對基材加熱溫度較低，適用各種基體材料的零部件。但噴涂層與基體結合強度較低、較脆；基體表面制備要求高Sa3.0以上，成本高；熱噴涂外需加防腐涂層封閉，且防腐涂層需定期維護。電鍍（以電鍍鋅為例） Ø 定義：利用電解工藝，在制件表面形成均勻、致密、結合良好的金屬或合金沉積鍍層的表面處理技術。是利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝從而起到防止腐蝕，提高耐磨性、導電性、反光性及增進美觀等作用。 Ø 工藝流程：(磨光拋光)上掛除油水洗(電解拋光或化學拋光)酸洗活化(預鍍)電鍍

11、水洗(后處理)水洗干燥下掛檢驗包裝 Ø 工藝特點：電鍍應選擇堿性鋅酸鹽鍍鋅（電流效率90%）優化工藝，并以鋅合金（如鋅鎳合金、鉻合金等）代替鍍單層鋅，三價鉻鈍化代替六價鉻鈍化。如上述操作，可明顯提高鍍層的韌性、抗腐蝕性和耐二次加工的能力；且具有綜合成本降低，能源效率提高等優勢。電鍍時間（min）=鍍層厚度（m）*7.13*60/1.22/電流密度/電流效率（%）/100。熱鍍鋅 Ø 定義：熱鍍鋅也叫熱浸鋅和熱浸鍍鋅，是將除銹后的鋼件浸入500左右融化的鋅液中，使鋼構件表面附著鋅層，從而起到防腐的目的，是一種有效的金屬防腐方式，主要用于各行業的金屬結構設施上。 Ø

12、工藝流程： 除油除銹水洗浸溶劑（觸媒）烘干 熱鍍鋅鈍化 噴砂拋丸 Ø 工藝特點：熱鍍鋅過程操作溫度450-470分鐘，熱鍍鋅層一般厚度為65-100m，鍍膜潔白，鈍化過程可染色（如黑色、綠色等）。鍍鋅具有成本低，抗腐蝕性好、美觀和耐貯存的優點。發黑 Ø 定義：發黑又叫發藍，工件在空氣、水蒸氣或化學藥物的溶液中在室溫或加熱到適當溫度，在工件表面形成一層藍色或黑色氧化膜，以改善其耐蝕性和外觀的表面處理工藝。 Ø 工藝：化學除油熱水洗冷水洗酸洗冷水洗（兩次）氧化處理回收溫水洗冷水洗浸肥皂水干燥浸油。 Ø 發黑特點（以含碳量0.4%-0.7%為例）：氧化過程處理

13、溫度130-145，氧化處理時間20-25分鐘，控制合適的氫氧化鈉、亞硝酸鈉和鐵離子的含量，可生成藍黑色致密氧化膜，表面無花斑、未氧化斑點及銹跡等瑕疵。電泳涂漆（電泳） Ø 定義：在直流電場作用下帶電荷的樹脂粒子到達相反電極，通過放電(或得到電子)析出不溶于水的漆膜沉積在被涂物表面，直到最后得到完全均勻的涂層為止。 Ø 電泳涂漆工藝：除油堿蝕水洗水洗初回水洗陽極氧化水洗水洗電解著色水洗熱純水洗高純水洗瀝干電泳涂漆循環水系瀝干烘烤固化冷卻 Ø 工藝特點：涂料幾乎100%得到利用，解決了有機溶劑污染的問題，有效抵御腐蝕，光澤保持時間較長。電泳膜一般為透明，但也有彩色涂

14、膜半透明技術。該技術對設備要求較高。噴涂 Ø 定義：噴涂通過噴槍或碟式霧化器，借助于壓力或離心力，分散成均勻而微細的霧滴，施涂于被涂物表面的涂裝方法。 Ø 工藝流程：除油除銹磷化鈍化噴涂固化 Ø 工藝特點：噴涂中的主要問題是高度分散的漆霧和揮發出來的溶劑，既污染環境，不利于人體健康，又浪費涂料，造成經濟損失。噴涂作業生產效率高，適用于手工作業及工業自動化生產，應用范圍廣主要有五金、塑膠、家私、軍工、船舶等領域，是現今應用最普遍的一種涂裝方式。噴塑 Ø 定義：噴塑也就是我們常講的靜電粉末噴涂,它是利用靜電發生器使塑料粉末帶電,吸附在鐵板表面,然后經過180

15、220的烘烤,使粉末熔化黏附在金屬表面,噴塑產品多用于戶內使用的箱體,漆膜呈現平光或啞光效果。噴塑粉主要有丙烯酸粉末、聚酯粉末等。 Ø 工藝流程：除油除銹磷化鈍化 靜電噴涂高溫固化 拋丸處理 工藝特點：不需稀料，施工對環境無污染，對人體無毒害；涂層外觀質量優異，附著力及機械強度強；噴涂施工固化時間短；涂層耐腐耐磨能力高出很多；不需底漆；施工簡便，對工人技術要求低；成本低于噴漆工藝；有些施工場合已經明確提出必須使用靜電噴塑工藝處理；靜電噴粉噴涂過程中不會出現噴漆工藝中常見的流淌現象；對設備要求高。鋼鐵表面處理工藝的探討結論（1）噴漆烤漆噴涂噴塑熱噴涂電鍍（鋅）熱鍍鋅發黑電泳涂漆處理時間

16、自然干燥20-30min 20-30min20-30min 短 30-120min5-10min 20-25min3min處理溫度可自然干燥或高溫烘烤需140-400烘烤烘房內固化溫度180-200 烘烤過程需180-220烘烤需加熱至涂料融化，約1000-5000不等電鍍鋅的能源消耗要高于熱鍍鋅熱鍍鋅過程需450-470高溫氧化過程需130-145漆膜需要在160-180固化能耗空壓機帶動，動力能耗極低，可自然晾干需多次高溫烘烤，能耗高一次固化，能耗較高靜電噴涂和固化過程需高能耗 需融化涂層材料，能耗高電耗一般能耗較高能耗一般 電泳及烘烤固化過程需高能耗涂層原材料特性油漆底漆和面漆塑粉粉末(

17、主要有丙烯酸粉末、聚酯粉末等)粉末或絲狀的金屬或非金屬含金屬陽離子的電鍍液和鍍層金屬鋅溶液酸性或堿性溶液水溶性涂料(樹脂粒子對基體表面要求要求較低（不需磷化膜，因底漆有優良防銹性能）要求較低（不需磷化膜，因底漆有優良防銹性能）打砂除銹，不能有油污要求高（需有磷化膜，以提高涂膜的附著力和耐腐蝕能力）高，Sa3.0以上高，Sa3.0以上高，Sa3.0以上較高，基體表面需除油除銹后干燥充分要求較高（可有磷化膜，以提高涂膜的附著力和耐腐蝕能力）覆蓋率較好，可均勻覆蓋點、面，但多孔、多空隙工件較難處理覆蓋率好，均勻覆蓋率好，均勻覆蓋率好，均勻 不均勻覆蓋率好，均勻不均勻較好優秀，可均勻覆蓋每個點、面、孔

18、附著力中高強中弱中高高高涂層厚度一次涂裝在5-20m5-25m室內50-100m，室外60-120m一次涂裝在50-300m一次涂裝在10-200m一次涂裝小于10m一次涂裝在65-100m-5-0m 一次涂裝在15-30m鋼鐵表面處理工藝的探討結論（2）噴漆烤漆噴涂噴塑熱噴涂電鍍（鋅）熱鍍鋅發黑電泳涂漆耐磨程度涂層不耐沖擊、劃刻在一定負載下耐磨損，不粘附，耐沖擊劃刻耐磨性好，耐沖擊性較好耐磨能力高涂層可減磨耐磨，但受沖擊易碎鋅合金鍍層韌度較高，并耐二次加工不耐磨不耐磨涂層耐磨且耐沖擊耐低溫冷凍下不脆化冷凍下不脆化-50-50-450受不同涂層材料的影響不受溫度影響 不受溫度影響不受溫度影響

19、不受溫度影響耐高溫可承受短時間300高溫，在220-240可正常使用而不熔化可承受短時間300高溫，在220-240可正常使用而不熔化450450受不同涂層材料的影響耐高溫耐高溫耐高溫不怕火燒，耐高溫防水性能普通優秀優秀優秀受不同涂層材料的影響優優一般優耐腐蝕耐腐蝕能力好 不受藥品侵蝕，耐化學腐蝕不受藥品侵蝕，耐化學腐蝕耐腐蝕能力取決于磷化膜好壞需加防腐涂層封閉 抗腐蝕性能一般，鋅合金鍍層要比單層鋅鍍層抗腐蝕 抗腐蝕性能好，耐貯存一般 耐腐蝕性能好柔韌性好差差差好差中中好涂層是否可修補是否否否是是否否否設備投入設備簡單設備要求高設備要求高設備要求高設備輕便設備要求高設備簡單設備簡單設備要求高鋼鐵表面處理工藝的探討結論（3）噴漆烤漆噴涂噴塑熱噴涂電鍍（鋅）熱鍍鋅發黑電泳涂漆環保評估 噴漆霧狀擴散，溶劑易揮發，污染環境危害人體 噴漆霧狀擴散，溶劑易揮發，污染環境危害人體粉塵無需稀料，無污染無毒害，無流淌現象無需稀料，無污染無毒害，無流淌現象產生毒性較大的廢水，可引起中毒致