浅谈钢桶表面前处理

甘肃省白银市银光制桶厂 罗定仁

既有良好的内在质量，又有良好的外观质量的产品才是好的产品。钢桶外表面涂层即保护钢桶外表面不锈蚀，又达到美观的目的，还提高钢桶的耐用能力。当前，我国生产的钢桶外表面涂敷质量与进口钢桶相比较还有一定的差距，尤其是经长途运输和反复装卸后，漆膜严重脱落，钢桶外衰锈蚀，用户意见很大。

近年来，为了提高钢桶的外涂质量，一些有条件的制桶厂家不断地改进工艺和增加这方面的投资。在采用静电自动喷涂和使用氨基烘漆等取得了一定效果。但笔者认为要解决漆膜脱落问题，提高漆膜的附着力，应该在钢桶的前处理上（磷化处理）下工夫。

为提高漆膜的附着力，我在前处理上先后选用过“四合一”、“三合一”、去油剂、脱脂剂等处理液，用喷淋法清洗桶表面，收效甚微。近年在我厂投资增建静电自动喷涂生产线的同时，着手对前处理设备和工艺进行了重新设计与改进，历时两个多月，经调试一次成功，取得满意的磷化效果。在经过磷化处理的钢桶表面进行喷涂，经测试涂层附着力明显提高。见表1。

表1

磷化处理是钢铁表面与磷酸二氢盐溶液相互作用，在金属表面形成一层磷酸盐覆盖膜。其生成原理：

当钢铁表面与处理溶液接触后，钢铁表面发生溶解，表面附近的化学液中的H+离子减少，PH值上升，其结果引起(4)、(5)式的化学反应，在钢铁表面析出，形成覆膜。覆膜由磷酸锌与(5)所示的磷酸铁Zn2Fe(P04)2·AH20的混合物组成。形成的覆盖膜为微细结晶，使金属表面具有一定的粗糙面而适应于涂装作业，增加涂层的附着力，见图1。

图1 磷化前后表面状态示意图

金属表面前处理工艺一般为：脱脂→水洗个除锈→水洗→活化→磷化→水洗→干燥。

笔者考虑到钢桶采用的薄板表面几乎无锈，为了简化工艺减少投资和降低成本，采用中温磷化，其工艺为：脱脂→水洗→活化→磷化→水洗→干燥，即能满足要求。备工序的工艺条件见表2。

表2

目前，国内部分厂家新建了静电自动喷涂线。钢桶吊挂在悬挂输送链上依次通过前处理槽、前烘道、喷涂机和后烘道4台设备，形成一个循环回路，其工艺流程，如图2。此工艺的弊病是：因钢桶的顶或底部有一定深度，钢桶在悬挂输送链上进行前处理时，无法排除其上部积存的处理液。因此，钢桶在前处理槽和前烘道内不宜悬挂，应该采取横卧。在前烘道内采取纵卧用链条带动前进。悬挂输送链只通过喷漆机和后烘道。其工艺流程如图3。

图2

图3

为了达到满意的磷化效果，必须满足前处理过程中各道工序的工艺条件，这是设计前处理设备时必须考虑的问题。设计时有的厂家采用钢桶停留在前处理槽内固定点边旋转，边喷淋如图4。这种方法生产效率很低。若脱脂处理时间为2分钟，在脱脂槽内设计两道喷淋旋转机构，则每分钟也只能处理一只钢桶。也有的厂家在处理槽内铺设带一定坡度的轨道，让钢桶在轨道上向前滚动进行喷淋，这样做无法保证处理过程中每道工序的时间要求，效果不会理想。所以，笔者在设计中采用由链条带着钢桶在轨道上向前滚动，并用多排喷淋管进行喷淋如图5。这种方法既可以保证每道工序的处理时间，又可保证处理速度。例如脱脂处理每分钟要求处理3只钢桶。工艺时间为2分钟。桶与桶之间距离为700mm。计算脱脂槽长度为：

L≥0.7m×3×2＝4.2m

图4

图5

须注意的是：为了防止液体串槽，槽与槽之间应留一定长度的过渡段，一般在1m左右即可。

前处理另一工艺条件就是处理温度。其加热方式有蒸汽蛇形管加热或电热管加热。后者结构简单，操作方便，温度易于控制。设计中也可同时采用两种加热方法，即夏天用电加热，冬季用蒸汽加热。脱脂槽和磷化槽应采取保温措施。

钢桶脱脂后增加磷化处理工序看来制造成本有所增加，但是磷化处理后在选用同一种涂料的情况下，涂层附着力可提高一个等级，相对来说总的成本并没提高。设备经改造后表面前处理有一人操作即可，即节省了人力，又降低了劳动强度，更主要的是提高了钢桶的外涂质量。