CN116288315A - 一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺，包括清洗、脱脂、水洗、酸洗、表调、磷化、无铬钝化以及烘干的步骤，其中通过在脱脂过程中采用泵循环或工件移动的方式，可以加强除油效果，缩短浸渍清洗的时间，在酸液除锈过程中，通过添加缓蚀剂，降低酸对铝型材的腐蚀，铝型材对金属的腐蚀作用会不断带入油污或其它杂质，其中的悬浮杂质可通过刮捞的方式进行去除，提高其整体的工作效率，消除工件表面因碱液除油或酸洗除锈所造成的表面状态的不均匀性，使铝材表面形成大量的极细的结晶中心，且克服了现有采用酸洗铬化处理工艺废水中含有大量的氟离子、铬离子，废水处理后又产生氟渣和铬渣这些工业危废的问题。

Description

一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺

技术领域

本发明涉及铝合金加工技术领域，具体来说，涉及一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺。

背景技术

金属型材以其优异的耐久性、装饰性和加工成型性的特点，广泛应用于建筑等各个行业，而铝型材因其加工性能佳，质轻等特点，用量占金属型材的80％以上，其中氟碳涂装铝型材使用寿命可以达到10～15年，且色彩丰富，更能满足人们对多样化和个性化的追求。

铝型材涂装前表面处理通常采用除油、铬化、烘干工艺处理，而且现有的这种技术，其生产废液含有大量Cr和Cr，工业危废要出厂要缴交处理费，每吨400元，废渣处理费金额高昂，大大增加了生产成本，更重要的是，六七十万吨的工业危废可能对环境所造成恶劣影响，危害我们的子孙后代的生存与发展。第二，虽然铬化膜的耐蚀性好，也能提高喷涂涂层附着性，但铬作为一种重金属，对人体伤害是很大的，废水排放标准要求铬的浓度非常低，因此处理废水时又产生大量的危废铬渣，同时，现有技术中对铝型材喷涂前处理工艺较的效率较低，效果不高。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺，具体包括以下步骤：

步骤一、首先将工件铝型材挂起，用自来水对铝型材进行清洗，除尘除屑；

步骤二、将清洗后的铝型材通过脱脂剂对各类铝型材上的油脂的进行皂化、加溶、润湿、分散和乳化作用，使油脂从铝型材工件表面脱离，变成可溶性的物质或被乳化、分散而均匀稳定地存在于槽液内，脱脂过程中采用泵循环或工件移动的方式，可以加强除油效果，缩短浸渍清洗的时间；

步骤三、对脱脂后的铝型材进行水洗，对铝型材表面的冲洗工作；

步骤四、酸洗中可采用喷射法进行酸洗处理，铝型材在10％-20％的硫酸溶液中酸洗，温度为40C，当溶液中含铁量超过80g/L，硫酸亚铁超过215g/L时，应更换酸洗液，常温下用20％-80％的盐酸溶液对铝型材进行酸洗，不易发生过腐蚀和氢脆现象，由于酸对铝型材的腐蚀作用很大，需要添加缓蚀剂；

步骤五、利用胶体钛盐作为表面调整剂，对铝型材的表调处理，可以消除工件表面因碱液除油或酸洗除锈所造成的表面状态的不均匀性，使铝材表面形成大量的极细的结晶中心，从而加快磷化反应的速度，有利于磷化膜的形成。

步骤六、利用低温锌系磷化液的作用，对铝型材进行磷化处理，通过添加适量的NO-2加快磷化反应速度。

步骤七、将无铬钝化剂溶解于水中配成钝化液，喷淋在铝型材表面，对铝型材进行表面无铬钝化处理；

步骤八、对处理后的铝型材进行烘干，采用低温烘干法，将温度控制在70-90℃以内。

优选的，所述步骤四中，酸洗是在常温下进行的，当使用加热酸洗时，一般控制在40℃～70℃之间，虽然温度对酸洗能力的提高影响较大，但温度过高会加剧对工件、设备的腐蚀，对工作环境的影响也非常不利；并且在完全除去锈迹的前提下，酸洗时间应尽可能短，以减少铝材的腐蚀和氢脆的影响。

优选的，所述步骤四中，酸液在除锈过程中，会不断带入油污或其它杂质，其中的悬浮杂质可通过刮捞的方式进行去除；当可溶性的铁离子超过一定含量时，槽液的除锈效果不但会大大降低，而且过量的铁离子随工件表面的残液混入磷化槽内，加速磷化槽液的污染老化，严重影响工件的磷化质量，一般酸液的铁离子含量应控制在不超过6％～10％为宜，超过控制指标时必须更换槽液。

优选的，所述步骤五中进行表调处理时，槽液所用水质中如所含水锈严重、钙镁离子含量较大，会影响表调液的稳定性，槽液配制时可预先添加软水剂以消除水质对表调液的影响，当槽液沉淀分层，呈絮状，此时必须更换槽液。

优选的，所述步骤六中，随着磷化反应的不断进行，槽液内的沉渣量会逐渐增多，过量的沉渣会影响工件表面的界面反应，导致磷化膜发花、挂灰严重，甚至不成膜，因此槽液必须根据处理的工件量和使用时间适时进行倒槽，进行清渣除淤。

优选的，所述步骤七中，无铬钝化时间15-30s，钝化液浓度为0.4％，钝化液pH要求在2.8-3.8范围内，电导率在200-600us/cm范围内。

本发明提供了一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺，有益效果如下：

通过在脱脂过程中采用泵循环或工件移动的方式，可以加强除油效果，缩短浸渍清洗的时间，在酸液除锈过程中，会不断带入油污或其它杂质，其中的悬浮杂质可通过刮捞的方式进行去除，提高其整体的工作效率，同时，增加其效果，且克服了现有采用酸洗铬化处理工艺废水中含有大量的氟离子、铬离子，废水处理后又产生氟渣和铬渣这些工业危废的问题。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明做进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

需要说明，若发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，“多个”指两个以上。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在发明要求的保护范围之内。

根据本发明实施例的一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺，具体包括以下步骤：

步骤一、首先将工件铝型材挂起，用自来水对铝型材进行清洗，除尘除屑；

步骤二、将清洗后的铝型材通过脱脂剂对各类铝型材上的油脂的进行皂化、加溶、润湿、分散和乳化作用，使油脂从铝型材工件表面脱离，变成可溶性的物质或被乳化、分散而均匀稳定地存在于槽液内，脱脂过程中采用泵循环或工件移动的方式，可以加强除油效果，缩短浸渍清洗的时间；

步骤三、对脱脂后的铝型材进行水洗，对铝型材表面的冲洗工作；

步骤四、产中可采用喷射法进行酸洗处理，铝型材在10％-20％的硫酸溶液中酸洗，温度为40C，当溶液中含铁量超过80g/L，硫酸亚铁超过215g/L时，应更换酸洗液，常温下用20％-80％的盐酸溶液对铝型材进行酸洗，不易发生过腐蚀和氢脆现象，由于酸对铝型材的腐蚀作用很大，需要添加缓蚀剂；

步骤五、利用胶体钛盐作为表面调整剂，对铝型材的表调处理，可以消除工件表面因碱液除油或酸洗除锈所造成的表面状态的不均匀性，使铝材表面形成大量的极细的结晶中心，从而加快磷化反应的速度，有利于磷化膜的形成。

步骤六、利用低温锌系磷化液的作用，对铝型材进行磷化处理，通过添加适量的NO-2加快磷化反应速度。

步骤七、将无铬钝化剂溶解于水中配成钝化液，喷淋在铝型材表面，对铝型材进行表面无铬钝化处理；

步骤八、对处理后的铝型材进行烘干，采用低温烘干法，将温度控制在70-90℃以内。

在本实施例处理后铝型材表面喷涂热固性聚酯涂料，根据GB/T5237.4-2017标准检测喷粉型材的各项性能，测试结果见表1。

表1：

在一实施例中，优选的，所述步骤四中，酸洗是在常温下进行的，当使用加热酸洗时，一般控制在40℃～70℃之间，虽然温度对酸洗能力的提高影响较大，但温度过高会加剧对工件、设备的腐蚀，对工作环境的影响也非常不利；并且在完全除去锈迹的前提下，酸洗时间应尽可能短，以减少铝材的腐蚀和氢脆的影响，酸液在除锈过程中，会不断带入油污或其它杂质，其中的悬浮杂质可通过刮捞的方式进行去除；当可溶性的铁离子超过一定含量时，槽液的除锈效果不但会大大降低，而且过量的铁离子随工件表面的残液混入磷化槽内，加速磷化槽液的污染老化，严重影响工件的磷化质量，一般酸液的铁离子含量应控制在不超过6％～10％为宜，超过控制指标时必须更换槽液。

在一实施例中，所述步骤五中进行表调处理时，槽液所用水质中如所含水锈严重、钙镁离子含量较大，会影响表调液的稳定性，槽液配制时可预先添加软水剂以消除水质对表调液的影响，当槽液沉淀分层，呈絮状，此时必须更换槽液。

在一实施例中，所述步骤六中，随着磷化反应的不断进行，槽液内的沉渣量会逐渐增多，过量的沉渣会影响工件表面的界面反应，导致磷化膜发花、挂灰严重，甚至不成膜，因此槽液必须根据处理的工件量和使用时间适时进行倒槽，进行清渣除淤。

在一实施例中，所述步骤七中，无铬钝化时间15-30s，钝化液浓度为0.4％，钝化液pH要求在2.8-3.8范围内，电导率在200-600us/cm范围内。

在实际应用时，首先将工件铝型材挂起，用自来水对铝型材进行清洗，除尘除屑；将清洗后的铝型材通过脱脂剂对各类铝型材上的油脂的进行皂化、加溶、润湿、分散和乳化作用，使油脂从铝型材工件表面脱离，变成可溶性的物质或被乳化、分散而均匀稳定地存在于槽液内，通过机械作用对脱脂的质量；对脱脂后的铝型材进行水洗，对铝型材表面的冲洗工作；酸洗中可采用喷射法进行酸洗处理，铝型材在10％-20％的硫酸溶液中酸洗，温度为40C，当溶液中含铁量超过80g/L，硫酸亚铁超过215g/L时，应更换酸洗液，常温下用20％-80％的盐酸溶液对铝型材进行酸洗，不易发生过腐蚀和氢脆现象，由于铝型材对金属的腐蚀作用很大，需要添加缓蚀剂；利用胶体钛盐作为表面调整剂，对铝型材的表调处理，可以消除工件表面因碱液除油或酸洗除锈所造成的表面状态的不均匀性，使铝材表面形成大量的极细的结晶中心，从而加快磷化反应的速度，有利于磷化膜的形成；利用低温锌系磷化液的作用，对铝型材进行磷化处理，通过添加适量的NO-2加快磷化反应速度；将无铬钝化剂溶解于水中配成钝化液，喷淋在铝型材表面，对铝型材进行表面无铬钝化处理；对处理后的铝型材进行烘干，采用低温烘干法，将温度控制在70-90℃以内即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一、首先将工件铝型材挂起，用自来水对铝型材进行清洗，除尘除屑；

步骤二、将清洗后的铝型材通过脱脂剂对各类铝型材上的油脂的进行皂化、加溶、润湿、分散和乳化作用，使油脂从铝型材工件表面脱离，变成可溶性的物质或被乳化、分散而均匀稳定地存在于槽液内，脱脂过程中采用泵循环或工件移动的方式，可以加强除油效果，缩短浸渍清洗的时间。

步骤三、对脱脂后的铝型材进行水洗，对铝型材表面的冲洗工作；

步骤四、酸洗中可采用喷射法进行酸洗处理，铝型材在1O％-20％的硫酸溶液中酸洗，温度为40C，当溶液中含铁量超过80g/L，硫酸亚铁超过215g/L时，应更换酸洗液，常温下用20％-80％的盐酸溶液对铝型材进行酸洗，不易发生过腐蚀和氢脆现象，由于酸对铝型材的腐蚀作用很大，需要添加缓蚀剂；

步骤五、利用胶体钛盐作为表面调整剂，对铝型材的表调处理，可以消除工件表面因碱液除油或酸洗除锈所造成的表面状态的不均匀性，使铝材表面形成大量的极细的结晶中心，从而加快磷化反应的速度，有利于磷化膜的形成；

步骤六、利用低温锌系磷化液的作用，对铝型材进行磷化处理，通过添加适量的NO-2加快磷化反应速度；

步骤七、将无铬钝化剂溶解于水中配成钝化液，喷淋在铝型材表面，对铝型材进行表面无铬钝化处理；

步骤八、对处理后的铝型材进行烘干，采用低温烘干法，将温度控制在70-90℃以内。

2.根据权利要求1所述的一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺，其特征在于，所述步骤四中，酸洗是在常温下进行的，当使用加热酸洗时，一般控制在40℃～70℃之间，虽然温度对酸洗能力的提高影响较大，但温度过高会加剧对工件、设备的腐蚀，对工作环境的影响也非常不利；并且在完全除去锈迹的前提下，酸洗时间应尽可能短，以减少铝材的腐蚀和氢脆的影响。

3.根据权利要求1所述的一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺，其特征在于，所述步骤四中，酸液在除锈过程中，会不断带入油污或其它杂质，其中的悬浮杂质可通过刮捞的方式进行去除；当可溶性的铁离子超过一定含量时，槽液的除锈效果不但会大大降低，而且过量的铁离子随工件表面的残液混入磷化槽内，加速磷化槽液的污染老化，严重影响工件的磷化质量，一般酸液的铁离子含量应控制在不超过6％～10％为宜，超过控制指标时必须更换槽液。

4.根据权利要求1所述的一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺，其特征在于，所述步骤五中进行表调处理时，槽液所用水质中如所含水锈严重、钙镁离子含量较大，会影响表调液的稳定性，槽液配制时可预先添加软水剂以消除水质对表调液的影响，当槽液沉淀分层，呈絮状，此时必须更换槽液。

5.根据权利要求1所述的一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺，其特征在于，所述步骤六中，随着磷化反应的不断进行，槽液内的沉渣量会逐渐增多，过量的沉渣会影响工件表面的界面反应，导致磷化膜发花、挂灰严重，甚至不成膜，因此槽液必须根据处理的工件量和使用时间适时进行倒槽，进行清渣除淤。

6.根据权利要求1所述的一种绿色环保铝型材喷涂前处理工艺，其特征在于，所述步骤七中，无铬钝化时间15-30s，钝化液浓度为0.4％，钝化液pH要求在2.8-3.8范围内，电导率在200-600us/cm范围内。