一直以來,家電產品的部分工件如果對(duì)防腐有著較高的要求,目前比較普遍的解決(jué)方案是在金(jīn)屬塗裝前處(chù)理工藝中,使用一種化學與電化學反(fǎn)應形成磷酸鹽化學轉化膜(這個過程簡稱(chēng)磷(lín)化,所形成的(de)磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜),它和後道塗裝一起保護家電等金屬製品保證10年或以上的時間內不(bú)發生鏽穿等問題(tí)。
盡管磷化的抗腐蝕等性能非常優異(yì),但是它同時也產生諸多問題,比如能耗高、汙染較嚴重(chóng)、含有害重金(jīn)屬、廢水處理較(jiào)困難、容易在管壁及(jí)管道內結渣等一係列問題(tí)。隨著科技的不斷進步和環保要求的不斷提高,更環保(bǎo)的金屬表麵(miàn)前處理工藝正在(zài)全球範圍內發展起來,目前這方麵的研究(jiū)工作集(jí)中在(zài)環保磷化(huà)和合金催化液的全新工藝兩個方麵。
磷(lín)化工藝發展曆程
磷化處理工藝,最早的可靠記載是英國CharlesRoss於1869年獲得的專利,至今已一個多世紀。磷化處(chù)理工藝的發展過程可(kě)分為以下幾個階段:
第(dì)一次世(shì)界大戰之前,磷化工藝的基礎(chǔ)階段,這一時期完成了許多基(jī)本的發現,主要是在英國。
第一二次世界大戰之(zhī)間,大規(guī)模的工業應用階段,此(cǐ)時磷(lín)化工藝的發展(zhǎn)中心由英國轉移至美國。這期間,美國的(de)T.W.Coslet將鋅(xīn)、氧化鋅或磷酸鋅鹽溶於磷酸中製(zhì)成了第一個鋅係(xì)磷化液。這(zhè)一研究成(chéng)果大(dà)大促(cù)進了磷(lín)化工藝的發展。Parker防鏽(xiù)公司研究開發的ParcoPower(帕克粉(fěn)劑)配製磷(lín)化液,將磷化處理時間縮短(duǎn)至1小時,1929年Bonderizing又將磷化時間縮短至10分鍾,1934年磷化處理(lǐ)技術取得了革命性的發展,即采用了將磷化液(yè)噴射到工件上的方法。
第二次世界大戰期間,磷化工藝的新用途階段,主要發(fā)生(shēng)在德國。
二戰結(jié)束以後,磷化工藝穩步的發展和完善階段,磷化工藝很少有突破性(xìng)進展。這個時期磷化處(chù)理技術重要改(gǎi)進有:低溫磷化、各(gè)種控製磷化膜膜重的方法、連續鋼帶高速磷化(huà)(處理時間隻需5秒)。
上世紀90年代,國外環保型塗裝前處理工藝逐漸成為(wéi)業(yè)內研究的熱點。由於磷化處(chù)理工藝中(zhōng)毒性較(jiào)大、汙染比較嚴重(chóng)的主要是亞硝(xiāo)酸鹽,重金屬Ni2+、Cr6+、Mn2+等離子。所以,該領域的研究也主(zhǔ)要集中在(zài)為(wéi)這些物質尋(xún)找替代品上,主(zhǔ)要分為無亞硝酸鹽磷化和無鎳磷化。不過,合肥市金屬表麵工程技術研究中心主任劉(liú)萬青表示,這(zhè)種(zhǒng)環保型無毒磷化工藝隻是在(zài)原有的(de)磷化體係中“兜圈(quān)子”,雖然減少了磷化工藝中的(de)有毒有害物質,卻不能從(cóng)根(gēn)本(běn)上解決(jué)問題。上海凱密特爾化學品有限公司(Chemetall)有關負責人也表示,金屬表麵前處理工(gōng)藝的發展方向不應該隻是減少有毒有害物質,而應該(gāi)從根本(běn)上解(jiě)決磷化的汙染問題。
合金催化液替代技術的發(fā)展
北京香蕉视频創新科技發展中心於2005年8月推出合金催化液代替換傳統電鍍。本中心參(cān)照國外材料表麵處理先進技術,結合我國的原材(cái)料市場,在中(zhōng)國科學院、化工部、冶金(jīn)部及科技(jì)部等有關部門的協助下,經過幾年(nián)的潛心研究,現成功地研製出一種替代電鍍進(jìn)行金屬表(biǎo)麵處理的最好(hǎo)項目——新一代環保型特(tè)種表麵合金催化液。它的問(wèn)世將我(wǒ)國的金屬(shǔ)表麵保護工業推向一個新的裏程,開創了金屬表麵保護工業的新時代,在專家論證會上,中國科學院、冶金工業部等單位及有關專家均給予了(le)極高的評價。《人民日報》、《經(jīng)濟日報》、《科技日報》、《工人日報》等報刊紛紛做了報(bào)道,中(zhōng)央電視台的(de)科技欄目也做了大量專題采訪。該產(chǎn)品已通過國家防腐性能鑒定及中國預防醫學科學院(yuàn)環衛所的環境衛生測試,並已向國家知識產權局申報發明專利。
新一代環保型特種表麵合金催化(huà)液特點:
1、 無毒(dú)無味(wèi),無三(sān)廢排放,對人體不構成(chéng)危害,對環境不造成汙染,屬國家大力提倡推廣的綠色環保產品(pǐn)。
2、 工藝簡單,使用方便快捷(jié),不需外接電源,可直接將鍍(dù)件放置(zhì)在該催化液中浸泡20~40分鍾,即可形成光亮如鏡(jìng)的表麵(miàn),具有點石成金的功效,神(shén)奇般地將(jiāng)鐵變成了不鏽鋼,既美觀,又耐用。無論是催化液的生產,還是對工件進行處理,生(shēng)產操(cāo)作都十分(fèn)便捷,全部(bù)使用國產易購原料,極適於企業單件或批量生產。
3、 成本低廉,每平方米的造價約10—15元(根據鍍件要(yào)求,表麵催化厚度不同,成本有(yǒu)所浮動(dòng),如純裝飾型表麵,每平米成本僅為(wéi)3—6元),僅為電鍍鉻的1/3,不鏽鋼(gāng)的1/4。
4、 與金屬基件結(jié)合強度高,一般在350~400Mpa,不起皮、不脫落,永不生鏽,既保持了金屬(shǔ)基件原機械性能,又增加了耐磨性、耐腐蝕性。
5、 表麵合金層(céng)均勻致密,不論是沉孔(kǒng)、深孔、管道內壁、製品拐角等形狀(zhuàng)複雜的表麵(miàn),都能進行表麵處理,無麻點,無氣孔。
6、 耐(nài)腐蝕性強,本產品處理後的表麵是(shì)一種非晶態鍍層,因無晶界,所以抗腐蝕性特別優良(見表一)。同時表(biǎo)麵硬度高,經熱處理後,其鍍層(céng)表麵形(xíng)成非(fēi)晶態和晶態的混合物時,硬度可達1200HV(見表二、表三)。
7、 經催化處理後(hòu)的表麵是一種非晶態,即處於(yú)基本平麵狀態,有潤滑性,因此(cǐ)磨擦係數小,非粘著性好。
8、 仿型性好。技術無尖端(duān)電流密(mì)度過大現象,在尖角或邊緣突出部分沒有過分的增厚,處理(lǐ)後不(bú)需要磨削加(jiā)工。
9、 厚度(dù)可控。可用於修複零件表麵和工模具因磨(mó)削(xuē)加工或磨損而(ér)引起的尺寸超差,使報廢零件複用(yòng)。
10、 鍍層其它指標性能:
顯微結構:非晶態(tài)合(hé)金,非磁性
融點:860℃~880℃ 密度:7.8g/cm3 內應力:鋼上內應(yīng)力低於7Pa
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