表面预处理
表面处理第三讲表面预处理技术及作业环境
在航空航天领域的应用
航空材料的预处理
航空航天领域对材料的要求极高，通 过表面预处理技术可以改善航空材料 的表面性能，提高其耐腐蚀、抗氧化 和高温稳定性等特性。
航天器的清洁与防护
在航天器的制造和维护过程中，表面 预处理技术用于清洁和保护航天器的 表面，确保其在极端环境下的正常运 转。
在新能源领域的应用
记录要求
对预处理过程中的各项操作和结果进行详细记录，包括工艺参数、操作人员、 处理时间等，以便于后续的质量追溯和问题分析。
质量问题的分析与改进
问题识别
及时发现预处理过程中出现的质量问题，如表面缺陷、处理效果不佳等，并进行 原因分析。
改进措施
根据问题分析结果，采取相应的改进措施，如调整工艺参数、更换材料、优化设 备等，以提高预处理质量。同时，对改进措施进行跟踪和验证，确保问题得到有 效解决。
以确保处理效果和质量。
湿度测量与监控
在预处理过程中，应定期测量和监控湿度，以确保其稳定 在所需的范围内。
清洁度要求
01
清洁度的重要性
清洁度是表面预处理作业环境的重要要求之一。表面上的污垢、油脂、
尘埃等杂质会影响涂层的附着力和外观质量。
02 03
清洁度标准
根据不同的表面处理工艺和材料特性，所需的清洁度标准也有所不同。 一般来说，表面预处理的清洁度应达到一定的标准，以确保处理效果和 质量。
03
表面预处理质量控制
预处理效果的检测与评价
检测方法
采用物理、化学或无损检测等方法， 对表面预处理后的效果进行检测，确 保达到预期的处理效果。
评价标准
根据不同的表面处理要求，制定相应 的评价标准，如表面粗糙度、清洁度 、转化膜厚度等，确保预处理质量符 合要求。
不锈钢 耐高温的表面预处理
不锈钢耐高温的表面预处理有多种方法，以下是其中几种常用的方法：
1. 喷丸处理：通过喷丸处理，可以在不锈钢表面形成一层均匀的硬化层，从而提高其耐高温性能。
2. 热处理：通过热处理，可以提高不锈钢的抗拉强度和屈服强度，使其在高温下保持更好的机械性能。
3. 涂层处理：通过涂层处理，可以在不锈钢表面形成一层保护膜，防止高温氧化和腐蚀。
常用的涂层材料包括陶瓷涂层、玻璃涂层和金属涂层等。
4. 渗碳处理：通过渗碳处理，可以将碳原子渗入不锈钢表面，形成一层高硬度的硬化层，从而提高其耐高温性能。
5. 渗氮处理：通过渗氮处理，可以将氮原子渗入不锈钢表面，形成一层高硬度的硬化层，从而提高其耐高温性能。
渗氮处理后不锈钢的抗拉强度和屈服强度会明显提高，同时具有良好的耐腐蚀性能。
需要注意的是，不同的预处理方法适用于不同类型的不锈钢材料，因此在实际应用中需要根据具体情况选择合适的预处理方法。
同时，预处理后的不锈钢材料也需要进行质量检测，以确保其性能符合要求。
涂装质量控制项点
引言：涂装质量控制是在涂装过程中进行的一系列操作，以确保涂层的质量符合要求。
本文将从五个大点阐述涂装质量控制的要点，包括表面预处理、涂料选择、喷涂方法、涂层干燥和涂漆设备的质量控制。
概述：为了确保涂装质量达到预期目标，涂装工作人员应该关注一系列控制项点，包括表面预处理、涂料选择、喷涂方法、涂层干燥和涂漆设备的质量控制。
下文将详细介绍这些控制项点，以帮助涂装工作人员提高涂装质量。
正文内容：一、表面预处理：1.检查表面的净化情况：确保表面没有油脂、灰尘和其他污染物，以免影响涂装质量。
2.预处理方法选择：根据涂装对象的材料和要求，选择适当的表面预处理方法，如去油、打磨、除锈等。
3.清洁度评估：使用适当的检测方法评估表面的清洁度，如使用目视检查、粒度计、粘度计等，确保表面达到涂装要求。
二、涂料选择：1.涂料性能评估：根据涂装对象的使用环境和要求，选择合适的涂料，如耐候性、耐化学品性能、耐磨性等。
2.涂料兼容性评估：检查涂料与表面材料的兼容性，以确保涂料能够良好附着在表面上。
3.涂料质量检测：使用适当的涂料质量检测方法，如粘度测量、干燥时间测定等，确保涂料质量符合要求。
三、喷涂方法：1.喷嘴选择：根据涂装对象的形状和要求，选择合适的喷嘴，以保证喷涂均匀和高效。
2.喷涂技术控制：掌握正确的喷涂技术，如喷涂距离、喷涂速度、喷涂压力等，以确保涂层均匀、无气泡和滴垂。
3.喷涂环境控制：维持适宜的喷涂环境，包括温度、湿度、风速等，以避免影响涂装质量。
四、涂层干燥：1.干燥时间控制：根据涂料的干燥性能和要求，控制涂层的干燥时间，避免过早干燥或过度干燥。
2.干燥条件控制：维持适宜的干燥条件，如温度、湿度、通风等，以促进涂层的快速干燥并避免出现缺陷。
3.干燥效果评估：使用适当的检测方法评估涂层的干燥效果，如触摸干燥、划痕测试等，确保涂层达到要求。
五、涂漆设备的质量控制：1.设备校准：定期对涂漆设备进行校准，确保喷涂压力、喷涂量和喷涂宽度等参数准确可靠。
喷涂中的表面预处理方法
喷涂中的表面预处理方法喷涂是一种广泛应用于各行各业的涂装工艺，它可以为原材料和制品提供美丽的外观以及卓越的防腐功能。
然而，由于涂装表面的缺陷，如油脂、污垢、氧化、水分、尘埃等，这些缺陷会在涂装过程中引起很多问题，如涂层附着力不佳、涂层表面质量不好、漏涂、鱼眼和气泡等问题，这些问题不仅会影响涂装产品的使用寿命和质量，而且也会浪费大量的材料和人力。
因此，在喷涂之前进行一定的表面处理是非常必要的。
表面预处理的主要目的是清除表面缺陷，使得涂料能够更好地附着在表面上，并且保证涂层的表面质量好。
在工业方面，表面预处理的方法多种多样，常用的包括机械除锈、化学清洗、磷化处理、静电喷涂以及激光清洗等。
1. 机械除锈机械除锈是一种物理方法，通过特殊的机械设备对金属表面的生锈、污垢和其他缺陷进行切割、研磨、打磨、铲除等机械处理方法。
机械除锈的优点是速度快、效果好、成本低、掌握方便、对环境无污染。
但是，由于机械力的切割和研磨作用，机械除锈通常会让金属表面毛糙，在涂装中还需要进行进一步的表面处理，很难达到极致的表面平滑度。
2. 化学清洗化学清洗是一种化学方法，通过一定的化学药剂作用于金属表面，清除掉表面上的油脂、氧化物、尘埃、污垢等，保证表面清洁。
化学清洗的好处是成本低、效果好、清理彻底，有助于涂料的附着和耐久性。
然而，这种方法并不适用于所有的金属表面，因为一些表面材料会对清洗剂产生不良反应，从而导致表面出现一些问题，而且还会对环境造成污染。
3. 磷化处理磷化处理是一种电化学方法，将金属表面放入磷酸水溶液中，施加一定的电流，使得表面和溶液中的磷酸结合，将磷离子沉积在表面上，形成一种磷化物质，此时金属表面得到了更好的附着力、锈蚀性更好等特点。
此方法广泛应用于复杂的表面，如镀银、镀锌，还包括燃气管道、电气设备等。
但是，磷化处理准确性要求较高，一些细微的错误操作可能会对表面质量产生很大影响。
4. 静电喷涂静电喷涂是一种现代化的喷涂方式，属于高科技技术，它使用静电场吸附涂料颗粒，从而均匀分布在被处理的表面。
表面预处理
表面预处理表面预处理是为了得到良好的涂层，由于工件在加工制造、搬运、保存期间会有油脂、氧化物锈皮、灰尘、锈及腐蚀产物等在表面上，若不除将直接影响到涂膜的性能，外观等，所以前处理在涂装工艺中占有极为重要的地位。
表面前处理为材料表面处理的必经阶段，其是表面处理的基础工序。
表面前处理对整个镀层或涂层的质量、使用寿命、外观均有重要影响。
表面预处理的工艺流程依次为：除油、水洗、除锈、水洗、表调、水洗、磷化（活化）、热水洗、冷水洗、（烘干）。
1、除油：主要有矿物油、润滑油、动植物油脂，比如操作与搬运过程中用手摸等油脂使绝大部分涂层或镀层的附着力严重下降，并影响它的干燥，也使涂层或镀层的硬度和光泽度降低。
脱脂除油主要采用碱性脱脂剂或水性脱脂剂，以浸泡或喷淋的方式，在一定的温度和时间下进行的。
碱性脱脂剂常由NaOH、等混合而成，利用皂化作用使工件表面的油脂脱离材料表面的过程。
NaHCO32、水洗：以清水或蒸馏水漂洗，以免前一工序中的溶液污染到下一工序，而且清水一般采用流动方式清洗工件。
3、除锈：工件表面的氧化物锈皮及腐蚀产物会在涂层或镀层下进一步发生腐蚀蔓延，使涂层或镀层失去屏蔽性和不透湿性。
在高温下能导致涂层和金属的早期破坏，松散的锈皮附着力差，会与涂层一起脱落。
而降低涂层或镀层的附着力。
除锈的方式很多，如碱液法、酸液法、机械法、电解法等。
常见为碱液法或酸液法，采用化学溶液利用化学反应使工件表面的锈皮溶解于除锈液中。
对于电镀而言，其对表面的要求较为严格，故而在溶液除锈后会采用电解除油的方式对工件的表面进行进一步的处理来达到要求。
4、表调（中和）：以酸（或碱）溶液除去除锈工序中表面多余的碱（或酸），调整酸碱度以适应后续工序的进行。
5、磷化：磷化是一种化学与电化学反应形成的磷酸盐化学转化膜的过程。
所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。
磷化的目的主要是给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属的腐蚀和用于涂漆前的打底层，以提高漆膜的附着力与防腐蚀能力，并在金属冷加工工艺中起减摩润滑的作用。
钢材表面预处理
一、目的与适用范围1 范围1.1本工艺适用于钢材，包括钢板和型材的抛丸预处理流水线。
2 定义2.1钢材进厂后，在加工前对钢材的原材料进行处理，除去表面的氧化皮和锈蚀，涂上车间底漆以确保钢材在加工过程中不继续腐蚀，这一阶段的钢材表面处理，称之为钢材的表面预处理。
2.2钢材预处理的方式有抛射磨料处理、喷射磨料处理和酸洗处理三种方式。
其中要获得高效率的自动化流水作业，目前还只有抛射磨料处理方式。
抛射磨料处理亦称为抛丸处理。
二、工艺内容1 钢板校平造船用钢板，在运输过程中或经过长期的堆积后，会产生形变。
形变的钢板在分段落料加工时会影响加工精度，形变严重的钢板将影响船体的线型。
因此，钢板的预处理之前或之后，应对钢板作校平处理。
2 预热预热是为了在抛丸前将钢板升温，除去表面水分、部分油污，使钢板升温至一定的温度以利于喷漆后的干燥。
预热应使钢板升温至40左右。
升温太低，不利于除去水分、油污，不利于而后喷涂的车间底漆的干燥；升温过高，则多耗能量，又易使车间底漆在干燥过程中产生起泡的弊病。
3 抛丸及磨料抛丸用于清除钢材表面的氧化皮与锈蚀，并使钢材产生一定的粗糙度。
理想的抛丸处理磨料是钢丸加钢丝段或钢丸加钢砂，前后两者的比例为1：1到1：2范围之内。
4 喷漆抛丸处理后的钢材表面需立即涂覆车间底漆。
涂漆以自动化方式进行。
5 烘干钢材喷漆后应进入烘干炉，促使快速干燥以利迅速搬运。
烘干炉可以远红外辐射或蒸汽为热源，不能采用明火直接加热。
烘干炉应设排风装置，防止炉内溶剂气体积聚而引起燃爆事故。
6 抛丸预处理流水线工艺要求车间底漆一般采用无机硅酸锌涂料。
普通钢板及型材采用灰色的车间底漆，特殊强度的钢材则采用浅绿色车间底漆加以区分。
钢材在进行预处理前必须采用清洁剂擦洗及高压淡水冲洗等方法去除钢材表面的油污等杂物（如有任何污物）。
一般厚度介于6mm与40mm之间的钢板，需经钢板预处理流水线抛丸队锈，除锈标准为ISO8501-1：1988中规定的S级（除锈标准均采用ISO标准），粗糙度必须控制在40—70微米范围，相当于ISO8503Medium Grade 至Course Grade的表面粗糙度。
表面预处理概述
表面预处理概述表面预处理就是利用某种工艺方法和手段，使工件的表面得到清理，或者使表面变得粗糙，以保证表面涂（镀）层与金属基体的有效结合。
有时，人们又把表面预处理称为表面调整与净化。
将采取各种加工方式使制品（或基材）表面达到一定表面粗糙度的过程称为表面精整。
所有表面处理技术在工艺实施之前都必须对材料进行预处理，以便提高表面覆层的质量以及覆层与基材的结合强度。
大量实践证明，预处理是表面处理工程技术能否成功实施的关键因素之一。
图3-1 加工制作后表面沾有油污的零部件1.表面预处理的目的和内容表面预处理的好坏，不仅在很大程度上决定了各类覆盖层与基体的结合强度，往往还影响这些表面生长层的质量，如结晶粗细、致密度、组织缺陷、外观色泽及平整性等。
干净的待加工表面也是保证其工艺过程顺利进行和得到高质量改性层的基础条件。
金属原始表面一般覆盖着氧化层、吸附层及普通沾污层，如图3-2所示。
表面预处理的主要内容就是选择适当的方法去除覆盖物，达到与各种表面技术要求相符的清洁度。
（1）对工件进行镀前预处理的目的对工件进行镀前预处理的目的主要有以下几个方面：1）使工件表面几何形状满足涂镀层的要求，如表面整平或拉毛。
2）使工件表面清洁度满足涂镀层的要求，如除油等。
图3-2 金属原始表面示意图1—普通沾污层 2—吸附层 3—氧化层 4—贝氏层 5—变形层 6—基体3）除去化学覆盖层或化学吸附层，包括除锈、脱漆、活化，这样才能获得良好的镀层。
（2）对工件进行镀前预处理的内容镀前预处理包括：整平、除油、浸蚀、表整四个部分。
1）整平主要是除去工件上的毛刺、结瘤、锈层、氧化皮、灰渣及固体颗粒等，使工件表面平整、光滑。
整平主要采用机械方法，如磨光、机械抛光、滚光、喷砂等；化学抛光和电化学抛光用于除去微观不平。
2）除油又称脱脂。
表面油污是影响金属表面处理质量的重要因素，油污的存在会使表面涂层与基体的结合力下降，甚至使涂层起皮、脱落。
除去工件表面油污（包括油、脂、手汗及其他污物）使工件表面清洁的方法有化学除油、电化学除油、有机溶剂除油等。
防氧化涂层的处理工艺
防氧化涂层的处理工艺防氧化涂层是一种可以延长材料寿命、保护材料表面免受氧化和腐蚀的涂层。
它可以应用于各种金属、合金和陶瓷等材料的表面，以提高其使用寿命和性能。
防氧化涂层的处理工艺通常可以分为以下几个步骤：1. 表面预处理：表面预处理是防氧化涂层工艺的关键步骤之一。
首先，需要清洗材料表面以去除油脂、灰尘和其他污染物。
可以使用溶剂、清洗剂或超声波清洗等方法进行清洗。
然后，使用酸洗或鹰钠处理等化学方法，去除材料表面的氧化物和表面腐蚀。
2. 涂层制备：在表面预处理后，可以开始制备防氧化涂层。
常见的涂层制备方法有热浸镀、物理气相沉积、化学气相沉积和离子镀等。
其中，热浸镀是最常用的方法之一，它通过将材料浸入含有防氧化剂的液体中，在高温下使防氧化剂与材料表面反应，形成致密的防氧化膜。
物理气相沉积和化学气相沉积则是在真空环境中，通过加热或使用高能量离子束沉积材料形成防氧化膜。
离子镀是在低压和高温等条件下，通过离子轰击材料表面，使材料表面发生化学反应，形成防氧化膜。
3. 热处理：在涂层制备完成后，还需要进行热处理来提高涂层的性能。
热处理可以通过加热材料至高温，使涂层与材料表面更好地结合，并增强涂层的致密性和抗氧化性能。
通过控制热处理的温度和时间，可以调节涂层的厚度和性能。
4. 表面处理：完成热处理后，可以进行表面处理来改善防氧化涂层的外观和性能。
常见的表面处理方法包括抛光、研磨和焊接等。
抛光和研磨可以使涂层表面更加光滑，提高涂层的美观度和表面质量。
焊接可以将涂层与材料表面连接在一起，确保涂层的完整性和可靠性。
5. 检测和评估：最后一步是对防氧化涂层进行检测和评估，以确保其质量和性能符合要求。
常用的检测方法包括电化学测试、X射线衍射和扫描电镜等。
通过这些测试方法，可以评估涂层的抗氧化性能、结构和厚度等指标，以保证涂层的质量和稳定性。
总之，防氧化涂层的处理工艺包括表面预处理、涂层制备、热处理、表面处理以及检测和评估等步骤。
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一、碱液清洗
1、普通碱液清洗
2、电解碱液清洗
二、溶剂清洗
1、擦洗
用棉纱或旧布蘸溶剂擦除工件表面油污。
该方法简单，不需要专用设备，操作方便；但劳动强度大、劳动保护差，脱脂效果不好，只适用于生产条件较差、脱脂要求不高的场合。
2、浸洗
将工件沉浸于有机溶剂中脱脂。
该方法设备简单，操作方便，室温下施工，适合于中小型工件的脱脂清洗。
为了去干净工件表面油污，可将工件依次浸人两个或三个以上的有机溶剂槽中，并用毛刷刷洗。
最后一个槽中应盛有不断更换的完全洁净的溶剂。
为了加快脱脂速度和提高清洗效果，还可采用溶剂超声波清洗法。
3、超声波清洗
超声波是指频率高于16kHz的高频声波，常用频率范围为16~24kHz。
当它照射到液体上时，瞬间交替产生正、负压力并反复进行。
当产生负压时，溶液中生成真空空穴，溶剂的蒸汽或溶解于溶剂(液)中的气体进入其中形成气泡，气泡形成的下一瞬间，由于正压力的压缩作用，气泡被破坏而分散，这种形成空穴的现象称气蚀，而气泡破裂的一瞬间所产生的冲击波，形成冲刷工件表面油污的冲击力。
气泡破裂时，公众号：KP8661028瞬间的温度极高，压力极大。
超声波的脱脂作用，主要是利用冲击波对油污层的冲刷破坏，以及由于气蚀引起的激烈的局部搅拌。
同时，超声波反射引起的声压对液体也有搅拌作用。
此外，超声波在液体中还具有加速溶解和乳化作用等。
因此，对于那些采用常规清洗法难以达到清洗要求，以及几何形状比较复杂的零件的清洗，超声波清洗效果会更好。
4、蒸汽清洗
溶剂蒸汽清洗可归纳为四种类型：单一蒸汽清洗、喷淋蒸汽清洗、热熔剂蒸汽清洗、沸腾熔剂+热熔剂蒸汽清洗。
1)单一蒸汽清洗：工件单纯在蒸汽区经受蒸汽冷凝作用清洗。
该方法适用于清洗形状简单、重、断面厚的工件和黏附力较小的油污。
2)喷淋蒸汽清洗：工件在蒸汽区中受溶剂喷淋后，停留至蒸汽在其表面不再冷凝为止。
该方法适用于清洗形状较复杂，如带沟槽和不通孔的工件，能清洗黏附力较强的油污。
3)热溶剂蒸汽清洗：工件通过蒸汽区进人热溶剂中浸洗后，升至蒸汽区停留至蒸汽在其表面
不再冷凝为止。
该方法适用于清洗形状复杂、断面薄的工件的表面灰尘、油污等。
4)沸腾溶剂+热溶剂蒸汽清洗：工件进入沸腾溶剂中，被强烈的沸腾作用刷脱脂污和铁屑等，转人热溶液中除去残留物和降温，再升至蒸汽区中，以蒸汽冷凝做最终清洗。
该方法适用于大批量、形状复杂或易重叠的工件，能除去黏附牢的重油污。