淺談鋼桶表面前處理

甘肅省白銀市銀光制桶廠 羅定仁

既有良好的內在質量，又有良好的外觀質量的產品才是好的產品。鋼桶外表面涂層即保護鋼桶外表面不銹蝕，又達到美觀的目的，還提高鋼桶的耐用能力。當前，我國生產的鋼桶外表面涂敷質量與進口鋼桶相比較還有一定的差距，尤其是經長途運輸和反復裝卸后，漆膜嚴重脫落，鋼桶外衰銹蝕，用戶意見很大。

近年來，為了提高鋼桶的外涂質量，一些有條件的制桶廠家不斷地改進工藝和增加這方面的投資。在采用靜電自動噴涂和使用氨基烘漆等取得了一定效果。但筆者認為要解決漆膜脫落問題，提高漆膜的附著力，應該在鋼桶的前處理上（磷化處理）下工夫。

為提高漆膜的附著力，我在前處理上先后選用過“四合一”、“三合一”、去油劑、脫脂劑等處理液，用噴淋法清洗桶表面，收效甚微。近年在我廠投資增建靜電自動噴涂生產線的同時，著手對前處理設備和工藝進行了重新設計與改進，歷時兩個多月，經調試一次成功，取得滿意的磷化效果。在經過磷化處理的鋼桶表面進行噴涂，經測試涂層附著力明顯提高。見表1。

表1

磷化處理是鋼鐵表面與磷酸二氫鹽溶液相互作用，在金屬表面形成一層磷酸鹽覆蓋膜。其生成原理：

當鋼鐵表面與處理溶液接觸后，鋼鐵表面發生溶解，表面附近的化學液中的H+離子減少，PH值上升，其結果引起(4)、(5)式的化學反應，在鋼鐵表面析出，形成覆膜。覆膜由磷酸鋅與(5)所示的磷酸鐵Zn2Fe(P04)2·AH20的混合物組成。形成的覆蓋膜為微細結晶，使金屬表面具有一定的粗糙面而適應于涂裝作業，增加涂層的附著力，見圖1。

圖1 磷化前后表面狀態示意圖

金屬表面前處理工藝一般為：脫脂→水洗個除銹→水洗→活化→磷化→水洗→干燥。

筆者考慮到鋼桶采用的薄板表面幾乎無銹，為了簡化工藝減少投資和降低成本，采用中溫磷化，其工藝為：脫脂→水洗→活化→磷化→水洗→干燥，即能滿足要求。備工序的工藝條件見表2。

表2

目前，國內部分廠家新建了靜電自動噴涂線。鋼桶吊掛在懸掛輸送鏈上依次通過前處理槽、前烘道、噴涂機和后烘道4臺設備，形成一個循環回路，其工藝流程，如圖2。此工藝的弊病是：因鋼桶的頂或底部有一定深度，鋼桶在懸掛輸送鏈上進行前處理時，無法排除其上部積存的處理液。因此，鋼桶在前處理槽和前烘道內不宜懸掛，應該采取橫臥。在前烘道內采取縱臥用鏈條帶動前進。懸掛輸送鏈只通過噴漆機和后烘道。其工藝流程如圖3。

圖2

圖3

為了達到滿意的磷化效果，必須滿足前處理過程中各道工序的工藝條件，這是設計前處理設備時必須考慮的問題。設計時有的廠家采用鋼桶停留在前處理槽內固定點邊旋轉，邊噴淋如圖4。這種方法生產效率很低。若脫脂處理時間為2分鐘，在脫脂槽內設計兩道噴淋旋轉機構，則每分鐘也只能處理一只鋼桶。也有的廠家在處理槽內鋪設帶一定坡度的軌道，讓鋼桶在軌道上向前滾動進行噴淋，這樣做無法保證處理過程中每道工序的時間要求，效果不會理想。所以，筆者在設計中采用由鏈條帶著鋼桶在軌道上向前滾動，并用多排噴淋管進行噴淋如圖5。這種方法既可以保證每道工序的處理時間，又可保證處理速度。例如脫脂處理每分鐘要求處理3只鋼桶。工藝時間為2分鐘。桶與桶之間距離為700mm。計算脫脂槽長度為：

L≥0.7m×3×2＝4.2m

圖4

圖5

須注意的是：為了防止液體串槽，槽與槽之間應留一定長度的過渡段，一般在1m左右即可。

前處理另一工藝條件就是處理溫度。其加熱方式有蒸汽蛇形管加熱或電熱管加熱。后者結構簡單，操作方便，溫度易于控制。設計中也可同時采用兩種加熱方法，即夏天用電加熱，冬季用蒸汽加熱。脫脂槽和磷化槽應采取保溫措施。

鋼桶脫脂后增加磷化處理工序看來制造成本有所增加，但是磷化處理后在選用同一種涂料的情況下，涂層附著力可提高一個等級，相對來說總的成本并沒提高。設備經改造后表面前處理有一人操作即可，即節省了人力，又降低了勞動強度，更主要的是提高了鋼桶的外涂質量。