日本鋼桶的化學表面處理

[日本]鈴木一幸

作為日本鋼桶協會技術委員會的代表，我希望能在“關于鋼桶化學表面處理問題”這個主題上和大家一起探討。

一、生產過程以及桶的化學轉化處理

首先，我將大致介紹一下鋼桶的生產過程，桶身的生產包括剪切鋼板，按照固定的長度從卷料鋼板上剪切、卷圓，然后用電阻焊縫焊，接著進行沖壓。

另外，桶頂和桶底采用卷料鋼板沖壓成頂蓋和底蓋，在頂端沖成標準規格的大小兩個封閉器法蘭孔。然后，桶身頂和底都被轉到成表面化學處理工序，這個過程是本文的重點部分。

最后，桶身和桶底、頂進行裝配密封。鋼桶的前段生產就完成了。

二、日本桶身化學處理現狀

1、在日本，大多數的鋼桶表面都要經過化學處理。

2、下面是化學處理的類型

（1）大多數采用鋅系磷化的方法

（2）也有少數采用鐵系磷化的方法

3、化學處理也被大多數鋼桶作為內涂層的前處理來使用。

現在，我講的重點是“化學處理問題”。在日本，大多數的鋼桶制造商都要在他們的鋼桶上進行化學處理，通常使用鋅系磷化和鐵系磷化兩種方法，前者使用比后者更普遍。

化學表面處理也是過去常被國際鋼桶制造商用于鋼桶表面涂層處理的方法。

三、化學處理法的目的

1、日本鋼桶購買者要求鋼桶制造商提供的鋼桶內不能有任何油脂和灰塵。

2、因此，鋼桶必須進行脫脂除油和清潔，否則鋼桶也容易生銹。

3、化學表面處理是為了鋼桶的表面除油和清潔后防止生銹。

接下來，我將詳細解釋此環節。

在日本，鋼桶購買商通常提供給制造商嚴格的鋼桶標準。這些要求桶內清潔，但是任何國家的原材料都難免存在的灰塵和油脂。因此，鋼桶要嚴格的進行除油和清洗，在成形之前，鋼板的表面也容易生銹。因此化學處理是保護鋼桶不生銹的重要方法。

四、化學表面處理的效果

1、在脫脂處理和鋼桶灌裝階段進行防銹

2、鋼桶的持續保潔（防油和清潔的效果）

3、涂膜的耐久性

4、保持鋼桶優良外觀

鋼桶表面化學處理可以減少鋼桶生產和使用階段的生銹（當生產商生產和購買商灌裝鋼桶時）鋼桶內部是干凈的，因為在化學表面處理前，這些鋼桶都是被除油和清洗過的。鋼桶內外表面的涂膜有一個很好的耐久性，尤其是涂膜強度和附著力比較好，因為他們已經被化學表面處理后進行涂裝，因此他們有著漂亮的外觀，即使他們不被涂裝，桶的內部表面也同樣被化學表面處理的防銹薄膜覆蓋上。

五、化學表面處理過程

現在，我將解釋一下化學表面處理工藝。

化學表面處理工藝應用于三個方面，分別是桶身、頂端和底部，最顯著效果使體現在桶身上的。

六、化學處理設備 

這幅圖展示了設備從里到外的處理過程，這個處理設備包括一個隧道，里面的處理液能從上到下，從左到右各個方向流下來。

這幅圖展示了處理設備的外觀，通過外觀，桶身、頂和底都能進行化學表面處理。

七、鋅系磷化和鐵系磷化處理過程

1、鋅系和鐵系磷化過程

這幅圖分別展示了鋅系磷化和鐵系磷化的過程。

亮灰色是鋅系磷化，藍紫色的為鐵系磷化。

2、特征

上面表格闡明了鍍鋅膜和鍍鐵膜處理過程和各自涵蓋的特點。

這個鋅系和鐵系膜是用鋅或鐵離子結晶形成的。

3、掃描顯微鏡的來的薄膜圖片

鋅系磷化處理             鐵系磷化處理

這些圖片是用掃描顯微鏡得來的，表明鋼桶表面被鋅系磷化和鐵系磷化分別處理過。

這張鋅系磷化處理的圖片顯示結晶像白色針狀物。因此，鋅系磷化薄膜處理的通過鋅結晶形成的。

另一方面，鐵系磷化薄膜處理的圖片只展示了鋼板的表面，不全是鐵系薄膜處理形成的。

4、鋅系薄膜的結晶結構

這些特征表明鋅系磷化膜的結晶結構。鋅系磷化膜包含磷酸鋅和磷酸鋅鐵的比例大約是7:3。

八、提高磷化膜的耐腐蝕性

1、在鋼桶中通過結露生銹

如果空氣的溫度上升，當鋼桶已經在高溫和高濕度生產，結露被形成在內部表面產生銹斑。接下來，將舉個例子來提升鋅系磷化膜的耐腐蝕性處理。

如果空氣中的溫度減少在鋼桶在高溫和高濕度后，水珠在鋼桶內部表面形成也可能生產銹斑。用這個例子表明銹斑是結露形成的。

2、通過結露生銹因素

我們已經考慮到工廠通過結露生銹因素。

在這個方面，橫坐標顯示為氯離子和硫酸根離子的濃度在最后的清洗過程中被鋅離子置換，縱坐標表示循環的干、濕空氣暴露生產銹的過程。橫坐標表示用過高濃度氯離子和硫酸根離子清洗過的桶在鋅系磷化過程中的處理。

3、去離子效果

在A工廠，最后清洗水中氯離子和硫酸根離子的濃度分別是18ppm和24ppm。因此，在工廠的排出廢水中有害離子已經很少，而且鋼桶表面薄膜的耐腐蝕性已經大大改善了。

鋼桶中的各部分

因此，我們治理工廠中的有害離子，考慮了幾種不同的方法，在最后的水洗中除去氯離子和硫酸根離子。

這個特征表明了去離子的效果已經運用在防銹的生產上。在A工廠，工業用水常常被使用在最后的清洗氯離子和硫酸根離子過程。結果，銹蝕的過程已經大大減少，作用明顯展示。

九、結論

1、日本大多數鋼桶都被經過化學表面處理。

2、化學表面處理可以起到暫時防銹的作用，在桶內部清潔和給桶填充貨物時。

3、防銹持續被磷化液改進在化學表面處理的過程中。

現在，我總結一下這個主題，在日本大多數鋼桶生產都要經歷化學表面的處理，使鋼桶內部清潔，并且由暫時防銹的效果在內部鋼桶清潔和用戶灌裝時間里。去離子水被使用在最后水沖洗化學表面處理過程，因此鋼桶的防銹可以大有改觀。

用磷酸鋅處理提供的膜，是由磷酸鋅晶體形成的厚度約為0.6微米。它為還未裝任何填充物的鋼桶起到暫時的保護作用，并且能提高涂層膜的耐久性作用。覆蓋磷酸鋅膜的鋼桶主要用于一般化學品和樹脂類液體的容器。

另一方面，鐵系磷化膜不是結晶的，它的厚度大約只有0.06微米。其厚度是鋅系磷化膜厚度的十分之一。它雖然沒有對底漆涂膜的形成重要影響，它只有一個防銹的效果。鋼桶磷化之后主要用于盛裝潤滑油和不含鋅的溶液等包裝。