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1、青岛海创凯特化学品有限公司青岛海创凯特化学品有限公司资料资料 无磷成膜无磷成膜产品及产品及工艺工艺介绍介绍20112011年年8 8月月传统磷化工艺现状传统磷化工艺现状 七种物料七种物料1.1.脱脂剂脱脂剂 2.2.磷化磷化 R R 3.3.磷化磷化 M M4.4.促进剂促进剂 5.5.中和剂中和剂 6.6.表调剂表调剂 7.7.除渣剂除渣剂 传统磷化工艺存在问题传统磷化工艺存在问题 能耗高：高温脱脂、中温磷化，传统工艺能耗高。能耗高：高温脱脂、中温磷化，传统工艺能耗高。结渣多：产生大量磷化结渣，堵塞损坏管路。结渣多：产生大量磷化结渣，堵塞损坏管路。污染重：磷是有害物质，需专门进行废液处理。污

2、染重：磷是有害物质，需专门进行废液处理。劳动量大：需按时清洗喷嘴，定期清理沉渣。劳动量大：需按时清洗喷嘴，定期清理沉渣。物料杂：应用物料杂：应用7 7种物料，操作、管理麻烦。种物料，操作、管理麻烦。换槽周期短，需定期配槽。换槽周期短，需定期配槽。单耗大：物料消耗多，加料频繁。单耗大：物料消耗多，加料频繁。工艺调整参数多，质量不易控制。工艺调整参数多，质量不易控制。综合应用成本高。综合应用成本高。传统磷化工艺改进方案传统磷化工艺改进方案 传统中高温脱脂传统中高温脱脂传统中温磷化传统中温磷化传统磷化表调传统磷化表调低温无磷脱脂低温无磷脱脂室温无磷成膜室温无磷成膜HCH无磷成膜发展历程无磷成膜发展历

3、程 二十世纪九十二十世纪九十年年代初期代初期美国美国HicharmHicharm研制成功无磷成膜产品研制成功无磷成膜产品20002000年在北美多家涂装前处理生产线进行生产性验证年在北美多家涂装前处理生产线进行生产性验证20012001年首次成功应用于年首次成功应用于RheemRheem公司公司RaypakRaypak系列热水器产品系列热水器产品20022002年开始在多家北美及欧洲涂装前处理生产线进行应用年开始在多家北美及欧洲涂装前处理生产线进行应用20032003年进行无磷成膜产品技术升级及成本改进年进行无磷成膜产品技术升级及成本改进20052005年海创凯特公司开始年海创凯特公司开始中国

4、市场的无磷成膜中国市场的无磷成膜产品推介产品推介20062006年国内涂装前处理生产线开始正式应用年国内涂装前处理生产线开始正式应用HCHHCH无磷成膜工艺无磷成膜工艺20092009年获美国年获美国NCCANCCA协会最佳新技术应用成果嘉奖协会最佳新技术应用成果嘉奖 HicharmHicharm将无磷成膜产品做为公司技术秘密予以保护管理，并不将无磷成膜产品做为公司技术秘密予以保护管理，并不断改进成本及提高性能，确保产品始终处于竞争优势。断改进成本及提高性能，确保产品始终处于竞争优势。HCH无磷成膜工艺流程无磷成膜工艺流程 两两种物料种物料1.1.脱脂剂脱脂剂 (选配活化剂选配活化剂)2.2.

5、成膜剂成膜剂HCH无磷成膜能耗优势无磷成膜能耗优势 一条采用传统磷化工艺的中型前处理生产线，每天工作一条采用传统磷化工艺的中型前处理生产线，每天工作8 8小时能小时能源费用大约在源费用大约在20002000元元30003000元，采用元，采用HCHHCH无磷成膜工艺能源费用可无磷成膜工艺能源费用可降低降低70%70%以上。以上。传统磷化工艺传统磷化工艺无磷成膜工艺无磷成膜工艺预脱脂温度预脱脂温度606025253030脱脂温度脱脂温度555525253030磷化磷化/成膜温度成膜温度4545室温室温HCH无磷成膜生产管理优势无磷成膜生产管理优势 HCHHCH无磷成膜工艺无需表调工位，不需要表调

6、剂、促进剂（一条无磷成膜工艺无需表调工位，不需要表调剂、促进剂（一条采用传统磷化工艺的中型前处理生产线表调剂、促进剂每月的添采用传统磷化工艺的中型前处理生产线表调剂、促进剂每月的添加量在加量在20002000元元30003000元），不区分配槽剂和添加剂，可减少管理元），不区分配槽剂和添加剂，可减少管理成本，提高生产效率。成本，提高生产效率。传统磷化工艺传统磷化工艺无磷成膜工艺无磷成膜工艺工序道次工序道次8 8道道7 7道道物料种类物料种类7 7种种2 2种种（或（或3 3种）种）HCH无磷成膜设备维护优势无磷成膜设备维护优势 一条采用传统磷化工艺的中型前处理生产线，每天工作一条采用传统磷化工

7、艺的中型前处理生产线，每天工作8 8小时用小时用于废水处理的费用大约在于废水处理的费用大约在200200元元300300元，采用元，采用HCHHCH无磷成膜工艺废无磷成膜工艺废水采用中和处理为主，处理费用可降低水采用中和处理为主，处理费用可降低50%50%以上。以上。传统磷化工艺传统磷化工艺无磷成膜工艺无磷成膜工艺结渣清除结渣清除定期清除定期清除无结渣无结渣喷嘴清理喷嘴清理经常清理经常清理极少清理极少清理废液处理废液处理专门处理专门处理无需处理无需处理HCH无磷成膜质量优势无磷成膜质量优势 高性能：相当于铁系磷化高性能：相当于铁系磷化+钝化钝化 涂装后优良的成型性涂装后优良的成型性/无碎屑无碎

8、屑(HCH(HCH无磷成膜层硬于磷化膜层无磷成膜层硬于磷化膜层)均匀的膜层均匀的膜层(例如：喷嘴的间距不再重要例如：喷嘴的间距不再重要)长时间工艺停顿情况下无闪锈长时间工艺停顿情况下无闪锈 符合符合ISO14001(ISO14001(无磷，低温等）无磷，低温等）HCH无磷成膜成本优势无磷成膜成本优势 无磷成膜槽液可长期使用，无磷成膜槽液可长期使用，减少减少换槽换槽消耗消耗单耗低，单位处理量为普通磷化的单耗低，单位处理量为普通磷化的5 58 8倍倍 单位面积耗量：单位面积耗量：3 35 5克克/平方米平方米无磷成膜耗量：无磷成膜耗量：0.070.070.100.10元元/平方米平方米无磷脱脂耗量

9、：无磷脱脂耗量：0.050.050.100.10元元/平方米平方米HCH无磷成膜作用机理无磷成膜作用机理-1 酸的浸蚀使基体金属表面酸的浸蚀使基体金属表面H H+浓度降低浓度降低 Fe2eFeFe2eFe2+2+2H2H+2e2H +2e2H (1)(1)纳米硅纳米硅促进促进反应反应加速加速 SiSi:ZrO:ZrO2 2+4+4HHZrZr+2 2H H2 2O O (2)(2)式中式中 SiSi 为为纳米硅，纳米硅，ZrZr 为还原产物，为还原产物，纳米硅作为反应活化纳米硅作为反应活化体，体，加快了反应（加快了反应（1 1）的速度，进一步导致金属表面）的速度，进一步导致金属表面H H+浓度

10、急剧浓度急剧下降。下降。生成的生成的 ZrZr 成为成膜晶核。成为成膜晶核。锆锆酸根的酸根的两两级离解级离解 H H2 2ZrFZrF6 6 HZrFHZrF6 6-+H+H+ZrFZrF6 62 2-+2H+2H+（3 3）由于金属表面的由于金属表面的H+H+浓度急剧下降，导致浓度急剧下降，导致锆锆酸根各级离解平衡酸根各级离解平衡向右移动，最终为向右移动，最终为ZrFZrF6 62 2-。HCH无磷成膜作用机理无磷成膜作用机理-2 以氟锆酸、氧化锆、纳米硅为基础，能在清洁的金属物质表面以氟锆酸、氧化锆、纳米硅为基础，能在清洁的金属物质表面形成一层纳米陶瓷转化膜层。形成一层纳米陶瓷转化膜层。锆

11、原子形成防锈晶体，纳米硅作为活化中心，交联基材金属并锆原子形成防锈晶体，纳米硅作为活化中心，交联基材金属并填充晶粒缝隙。填充晶粒缝隙。锆锆酸盐沉淀结晶成膜酸盐沉淀结晶成膜 当金属表面离解出的当金属表面离解出的ZrFZrF6 62 2-与溶液中（金属界面）的金属离子与溶液中（金属界面）的金属离子（FeFe2+2+）达到溶度积常数）达到溶度积常数KspKsp时，就会形成时，就会形成锆锆酸盐沉淀酸盐沉淀 FeFe2+2+ZrFZrF6 62 2-+H+H2 2OFeOFeZrFZrF6 6HH2 2O O （4 4）锆锆酸盐沉淀与水分子一起形成酸盐沉淀与水分子一起形成膜物质，以膜物质，以 ZrZr

12、为膜晶核不断为膜晶核不断堆积堆积，晶核继续长大成为晶粒，无数个晶粒紧密堆集形成，晶核继续长大成为晶粒，无数个晶粒紧密堆集形成转转化化膜。膜。HCH无磷成膜应用定位无磷成膜应用定位 无磷成膜综合处理成本远低于铁系磷化和锌系磷化，性能优无磷成膜综合处理成本远低于铁系磷化和锌系磷化，性能优于铁系磷化，接近于锌系磷化，相当于于铁系磷化，接近于锌系磷化，相当于“铁系磷化铁系磷化+钝化钝化”。HCH无磷成膜显微无磷成膜显微观察观察-1 冷轧裸板冷轧裸板HCH无磷成膜（冷轧板）无磷成膜（冷轧板）HCH无磷成膜显微无磷成膜显微观察观察-2 HCH无磷成膜（冷轧板）无磷成膜（冷轧板）铁系磷化（冷轧板）铁系磷化（

13、冷轧板）HCH无磷成膜状态分析无磷成膜状态分析 HCH无磷无磷成膜成膜试验试验-附着力附着力 杯突试验杯突试验标准：标准：GB 4156-1984 GB 4156-1984；结果：；结果：8mm8mm通过通过弯曲试验弯曲试验标准：标准：GB/T 6742-2007 GB/T 6742-2007；结果：；结果：2mm2mm通过通过划格试验划格试验标准：标准：GB/T 9286-1998 GB/T 9286-1998；结果：；结果：0 0级通过级通过冲击试验冲击试验标准：标准：GB/T 1732-1993 GB/T 1732-1993；结果：；结果：50Kgf50Kgf正反通过正反通过HCH无磷无

14、磷成膜成膜试验试验-盐雾盐雾 标准：标准：GB/T 1771-1991GB/T 1771-1991，480h 480h 结果：无起泡、剥落、裂纹现象，离切缝腐蚀线小于结果：无起泡、剥落、裂纹现象，离切缝腐蚀线小于1mm1mm，无腐蚀蔓延现象。无腐蚀蔓延现象。镀锌板镀锌板冷轧板冷轧板HCH无磷无磷成膜成膜试验试验-水煮水煮 标准：标准：9898以上纯水中放置以上纯水中放置4h4h，取出经，取出经h h后进行常规项目试验后进行常规项目试验结果：无差异结果：无差异HCH无磷无磷成膜成膜试验试验-湿热湿热 标准：标准：5050，湿度，湿度98%98%以上，放置以上，放置100h100h，取出经，取出经

15、h h后进后进行常规项目试验。行常规项目试验。结果：无差异结果：无差异HCH无磷成膜工艺要求无磷成膜工艺要求 兼容原有的铁系磷化和锌系磷化生产线兼容原有的铁系磷化和锌系磷化生产线 使用不锈钢槽体或有防护内层的槽体使用不锈钢槽体或有防护内层的槽体 配槽和最终水洗应使用纯水配槽和最终水洗应使用纯水(50S/cm)(50S/cm)使用碱性清洗使用碱性清洗 用于无磷成膜的前道水洗尽可能满足要求：用于无磷成膜的前道水洗尽可能满足要求：电导率电导率350S/cm350S/cm，CaCa离子浓度离子浓度100ppm100ppmHCH无磷成膜槽液管理无磷成膜槽液管理 使用纯水配槽，使用纯水配槽，槽液浓度（槽液

16、浓度（1.5-2.5%）使用期间无需换槽，通常情况下只需添加使用期间无需换槽，通常情况下只需添加 日常补加时只需添加一种药剂（脱脂槽除外）日常补加时只需添加一种药剂（脱脂槽除外）少数情况下，可能需要添加调整剂以调整少数情况下，可能需要添加调整剂以调整PHPH值值 日常检测参数：日常检测参数：PH PH值值(3.8(3.86 6.5).5)HCHHCH无磷成膜工艺无磷成膜工艺应用案例应用案例-1 1奔泰电子（奔泰电子（PentairPentair）是）是美国最专业的电子产品配美国最专业的电子产品配套商，长年为朗讯、摩托套商，长年为朗讯、摩托罗拉、诺基亚等知名客户罗拉、诺基亚等知名客户加工机柜加工

17、机柜/箱喷涂箱喷涂。其国内。其国内工厂工厂20082008年开始转换应用年开始转换应用HCHHCH无磷成膜工艺。无磷成膜工艺。应用应用HCHHCH无磷成膜工艺后无磷成膜工艺后，产品质量保持稳定，得产品质量保持稳定，得到国内外客户认可，每年到国内外客户认可，每年可节省前处理综合费用上可节省前处理综合费用上百万元。百万元。HCHHCH无磷成膜工艺无磷成膜工艺应用案例应用案例-2 2海尔（海尔（HaierHaier）做为国内）做为国内最知名、影响最大的家电最知名、影响最大的家电制造厂商，一直追求技术制造厂商，一直追求技术领先与进步领先与进步。其冰箱、冷。其冰箱、冷柜、热水器、洗衣机等产柜、热水器、洗衣机等产品已全面推广应用品已全面推广应用HCHHCH无磷无磷成膜工艺。成膜工艺。应用应用HCHHCH无磷成膜工艺后无磷成膜工艺后，产品质量明显提高，能产品质量明显提高，能耗成本、环保费用大大降耗成本、环保费用大大降低，经济效益十分显著。低，经济效益十分显著。