鋼鐵在進(jìn)行涂裝前通常需要進(jìn)行前處理，包括除油、除銹等工藝，化學(xué)前處理方法通常還要在鋼鐵的表面形成一層化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，該轉(zhuǎn)化膜既有一定的防腐能力，可以避免零件在噴涂前短暫的時(shí)間內(nèi)返銹，也可以增加零件表面的粗糙度，增強(qiáng)涂料與基底的結(jié)合力。

鋼鐵在進(jìn)行涂裝前通常需要進(jìn)行前處理，包括除油、除銹等工藝，化學(xué)前處理方法通常還要在鋼鐵的表面形成一層化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，該轉(zhuǎn)化膜既有一定的防腐能力，可以避免零件在噴涂前短暫的時(shí)間內(nèi)返銹，也可以增加零件表面的粗糙度，增強(qiáng)涂料與基底的結(jié)合力。

背景 

鋼鐵在進(jìn)行涂裝前通常需要進(jìn)行前處理，包括除油、除銹等工藝，化學(xué)前處理方法通常還要在鋼鐵的表面形成一層化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，該轉(zhuǎn)化膜既有一定的防腐能力，可以避免零件在噴涂前短暫的時(shí)間內(nèi)返銹，也可以增加零件表面的粗糙度，增強(qiáng)涂料與基底的結(jié)合力。目前大部分采用的是磷化工藝，隨著節(jié)能減排的不斷推進(jìn)，新型無(wú)磷轉(zhuǎn)化膜（陶化膜）正在悄然取代傳統(tǒng)的磷化膜。陶化液應(yīng)該就是所謂的鋯系、鋯鈦系、硅烷系、鋯硅烷系等。

當(dāng)前汽車前處理行業(yè)充滿挑戰(zhàn)和競(jìng)爭(zhēng)，隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格、能源和原材料成本的日益增加，以及勞動(dòng)力成本的上漲，促使原材料供應(yīng)商不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。氧化鋯轉(zhuǎn)化膜技術(shù)的發(fā)明，給汽車前處理行業(yè)帶來(lái)了全新的發(fā)展前景。

硅烷陶化劑

組成

1.硅烷處理劑

水溶液中通常以水解的形式存在：硅烷水解后通過(guò)其SiOH基團(tuán)與金屬表面的MeOH基（M表示金屬）的縮水反應(yīng)而快速吸附于金屬表面；一方面硅烷在金屬界面上形成Si-O-Me共價(jià)鍵。

Si(OR)3+H2O----------Si(OH)+3ROH (1)

Si(OH)+MOH-----------SiOM+ H2O (2)

一般來(lái)說(shuō)，共價(jià)鍵問(wèn)的作用力可達(dá)70010，硅烷與金屬之間的結(jié)合是非常牢固的；另一方面，剩余的硅烷分子通過(guò)SiOH基團(tuán)之間的縮聚反應(yīng)在金屬表面形成具有Si-O-Si三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅烷膜。該硅烷膜在烘干過(guò)程中和后道的電泳漆或噴粉通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)結(jié)合在一起，形成牢固的化學(xué)鍵。這樣，基材、硅烷和油漆之間可以通過(guò)化學(xué)鍵形成穩(wěn)固的膜層結(jié)構(gòu)。

陶化原理

(1)酸的侵蝕使金屬表面H+濃度降低：Fe-2e—Fe2+，2H++2e—2[H]

(2)納米硅促進(jìn)反應(yīng)加速：

[Si]：ZrO2+4[H]—[Zr]+2H2O

式中[Si]為納米硅，[Zr]為還原產(chǎn)物，納米硅為反應(yīng)活化體，加快了反應(yīng)速度，進(jìn)一步導(dǎo)致金屬表面H+濃度急劇下降，生成的[Zr] 成為成膜晶核。

(3)鋯酸根的兩級(jí)離解：

H2ZrF6+H+—ZrF62-+2H+

由于表面的H+濃度急劇下降，導(dǎo)致鋯酸根各級(jí)離解平衡向右移動(dòng)，最終為ZrF6-。

(4)鋯酸鹽沉淀結(jié)晶成膜：當(dāng)表面離解出的ZrF6-，與溶解中的金屬離子Fe2+達(dá)到溶度積常數(shù)Ksp時(shí)，就會(huì)形成鋯酸鹽沉淀。

Fe2++ ZrF62-+H2O — FeZrF6+2H20

鋯酸鹽沉淀與水分子一起形成成膜物質(zhì)，以[Zr]為膜晶核不斷堆積，晶核繼續(xù)長(zhǎng)大成為晶粒，無(wú)數(shù)個(gè)晶粒堆積形成轉(zhuǎn)化膜。硅烷化處理和陶化處理都可稱之為無(wú)磷成膜處理，目前市場(chǎng)上還有其它方式的無(wú)磷成膜處理方法，這些新技術(shù)與硅烷化或陶化處理有很多相似之處，一般都含有微量甚至不含重金屬和磷酸鹽，不需要表調(diào)，可處理多種板材等，處理時(shí)間短，可以提高生產(chǎn)效率，在節(jié)能減排方面具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，無(wú)磷成膜技術(shù)必將成為未來(lái)鋼鐵表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的主要處理方式。

陶化工藝流程

預(yù)脫脂→主脫脂→ 水洗 → 純水洗 →皮膜（陶化）→ 純水洗 →烘干→ 后處理

相關(guān)參數(shù)

1.采用浸漬式或噴淋式處理

2.處理槽材質(zhì)：為不銹鋼、厚壁塑料板或碳鋼（內(nèi)有防腐襯里）制，交換器和噴嘴應(yīng)為不銹鋼或尼龍制，配管和泵應(yīng)為不銹鋼制

3.建?。╣/l）：30-40

4.陶化點(diǎn)：3-8

5.工作液PH值：3.8~5.5

6.工作溫度：10℃ ~ 40℃

7.工作時(shí)間 :0.5~ 2min