低溫加熱前處理工藝在工業(yè)上應用較普遍，但實際不具備加溫條件的廠家也不少（中小型廠家居多），因此研究常溫前處理工藝依然必要。本文介紹的CZ99－03（7）常溫鋅系磷化劑在貨架上的應用，滿足了某貨架廠的生產(chǎn)條件，并取得了良好的效果。
一、應用效果
A、工藝操作（1）嚴格操作：根據(jù)不同材質的表面狀況，采用不同工序。熱軋板材除油除銹；冷軋板材可省去除銹工序。（2）把握條件：熱軋板材除油時間適當縮短(15min左右),除銹時間需在30min左右。冷軋板材除油要徹底（30min左右）。
B.注重槽液維護（1）槽液調整：計算基數(shù)為：槽液量6.2t，每日處理面積750m2（2班制）。考因素是槽液處理量較大和串槽現(xiàn)象較嚴重。①脫脂槽液：經(jīng)常補充有效成分的消耗，半個月補加脫脂劑50kg，當槽液老化，及時換槽；②二合一槽液：根據(jù)反應速率的變化來調整除銹劑和添加劑濃度(以補加HCl為主)；③磷化槽液：每日補充磷化劑50～60kg(處理量15～20m2/kg)；促進劑15kg（處理量50m2/kg）。（2）槽液除渣與更新：①經(jīng)常打撈脫脂液面和除銹液面的油污或懸浮物，以防止工件出槽時二次沾上油污。當槽液中油污或污物銹渣較多時，應翻槽，并要定期更換老化槽。②表調槽和封閉槽每周更換1次。表調劑用量2～3g/L，投料攪拌均勻，控制pH為8～10。③每周清除磷化渣1次。簡易清渣法為泵吸和鏟除。前者系用0.66kW耐酸磁力泵，從槽底吸渣，槽液浪費較多；后者用鐵鏟鏟渣，較麻煩。為減少沉渣，一是控制酸度（TA不宜過高，F(xiàn)A不宜過低）；二是嚴格促進劑用量（用量大，沉渣多，槽液變渾黑色，有刺激味），以少加勤加為原則。（3）配合技術服務：由于廠家管理槽液跟不上（無專人化驗和調槽，忽視管理），配合技術服務顯得十分重要。經(jīng)常協(xié)助廠家化驗調槽，讓操作人員掌握管理方法，及時處理現(xiàn)場故障。
C.改善生產(chǎn)用水條件某貨架廠生產(chǎn)用水不足，導致水洗質量差，換槽難以按期進行。如每周換表調槽和封閉槽需12t水，若靠現(xiàn)場灌滿水需停產(chǎn)24h以上。為此，購水換槽，時間短（4h），做到工藝與生產(chǎn)兩不誤。
D.提高經(jīng)濟效益某貨架廠在優(yōu)化工藝前，曾因前處理質量不合格造成部分出廠產(chǎn)品退貨（涂層過早脫落和基體局部銹蝕），信譽和經(jīng)濟倍受損失。自優(yōu)化工藝后，前處理質量明顯好轉，產(chǎn)品質量得以保證（合格率由85%上升至98%），創(chuàng)造出良好的經(jīng)濟效益（產(chǎn)量超歷年最好水平）。
二、貨架構件的特點及前處理工藝存在的問題
1.構件的特點貨架是由層板、斜撐、橫梁、角碼等構件組裝成不同類型（輕、中、重型），供倉庫、超市、貨場等存放貨物。特點：①材質表面狀態(tài)各異：撐、梁之類系熱軋板材制件，層板、角碼系冷軋板材制件，前者氧化皮厚，油污少，后者油污重無銹；②腔體構件焊縫多：重型腔體橫梁屬此類制件，該梁先對焊成長形腔體，兩端封口（焊通孔擋板），再焊座爪。焊接點焊，焊縫多。
2.前處理工藝存在的問題（1）除銹工件易泛黃：由于構件長（撐、梁長度4m以上），裝掛多（吊籃〕，操作不便，進出槽速率慢，又缺少中和工序，工件水洗后，空運中易泛黃，磷化前無法除盡銹跡，必然影響磷化質量。（2）清洗困難：工件裝掛多，漂洗性差（工件堆壓重疊）；腔體內和焊縫處清洗不徹底，有殘液；清洗槽短缺（除油和除銹共用一個水槽），且水量嚴重不足（自來水流量小，井水補充量有限）；再者水槽溢流效果差（溢流口小）。最終導致工件清洗質量不良和串槽現(xiàn)象嚴重。
三、前處理工藝的選擇
1.前處理工藝應具備的條件（1）常溫化：某貨架廠前處理線不具備加溫設施，只允許常溫處理。（2）適應性強：要求除油液和除銹液能兼顧處理2種材質；磷化液應有常溫性能好、反應速率快、工藝范圍寬、穩(wěn)定性高、膜厚均勻細致等優(yōu)點。（3）簡單易行：必須滿足現(xiàn)有的工藝布局，實現(xiàn)簡易工藝流程。其工藝流程如下：脫脂→水洗酸洗→表調→磷化→水洗
2.優(yōu)化前處理工藝途徑（1）改善磷化前處理質量：常溫對前處理的影響較大，特別是重油污在常溫下脫脂效果不佳，成為影響前處理質量的關鍵環(huán)節(jié)。為此，改用常溫脫脂與二合一脫脂除銹配套工藝，以彌補常溫脫脂的不足。常溫脫脂劑用量為40g/L，TAL（總堿度）為40～50點，F(xiàn)AL（游離堿度）為25～30點，常溫，15～30min（除盡油污為止）。試驗表明，本劑除油率約為97%（稱重法）。二合一脫脂除銹液是由12％H2SO4、50％HCl、5g/L添加劑組成的，處理工藝為常溫，30min。其特點：①處理速率快且質量好。潤濕劑和脫脂劑具有較好潤濕、滲透和分散等作用，有利于除銹劑與鋼鐵表面的接觸，使除銹劑很快到達基體與氧化皮的界面，從而加快了脫脂和除銹速率。同時絡合劑可防止工件表面產(chǎn)生黑膜而光潔。②使用壽命長。絡合劑可減緩溶液中鐵離子增長速率，延長使用壽命。③操作條件好。表面活性劑有抑酸霧作用。2種除銹劑濃度合適，既保證了除銹速率，又減少了酸霧逸出。（2）篩選性能良好的磷化劑：某貨架廠曾試用幾種市售磷化劑，均因質量不穩(wěn)定而放棄，而選用CZ99-03（7）常溫鋅系磷化劑，對提高貨架前處理質量較明顯，并能穩(wěn)定生產(chǎn)，頗受廠家歡迎。CZ99-03（7）磷化劑分A劑、促進劑、中和劑等。A劑（1：20）：d＝1.56～1.57（28℃），TA＝820～830，F(xiàn)A＝110～120；配槽用量：A劑為50ml/L，中和劑為6.0～6.5ml/L，促進劑為2.5ml/L；工藝參數(shù)：TA＝30～40，F(xiàn)A=2.5～4.0，促進劑l～2氣點，20～30℃，15～30min。本劑具有槽液穩(wěn)定，工藝范圍寬，可調性好等優(yōu)點。（3）完善工藝流程：腔體橫梁磷化缺陷使焊縫處易泛黃及腔體內流黃水，這是工藝流程不完善所致。解決方法是因地制宜地增加酸洗后中和工序（以脫脂液代替中和液）和磷化后封閉處理（以磷化后水洗槽改用封閉槽，磷化后直接超低鉻鈍化30s），這對提高磷化膜耐蝕性有好處。
四、影響磷化質量的工藝因素
1.除油除銹速率實踐表明，常溫脫脂劑堿含量14％時，除油速率慢（30min內難以除盡油污），增至28％時，除油效果明顯好轉。此外，二合一除銹劑以H2SO4為主和HCl為輔時，常溫下除氧化皮速率慢(30min內除不盡氧化皮），以HCl為主和H2SO4為輔時，除氧化皮速率明顯加快。
2.磷化工藝參數(shù)（1）酸度的影響：TA過高（大于50點），成膜速率慢，膜層結晶粗，沉渣增多。FA過高（大于4點），金屬與磷化膜界面處的PH升高慢，磷酸鹽水解困難，反應速率降低，結晶疏松，耐蝕性差；FA過低（小于2點），沉渣增多，易形成彩色膜。所以TA、FA以中限值為宜。（2）溫度的影響：溫度對反應速率影響大，隨溫度升高，反應速率加快，膜增厚。檢測表明（條件：TA=31.l，F(xiàn)A=2.02，20min)，溫度21℃測得膜質量為0.11g/m2；溫度30℃的膜質量為0.74g/m2，即溫度升高9℃，膜質量增加約6.7倍。溫度過低，膜易泛黃。（3）時間的影響：時間對膜質量的增量也較明顯。延長時間（規(guī)范內），膜質量增加，膜層均勻細致，耐蝕性好。檢測表明（條件：FA、TA同上，溫度20℃），磷化15min，膜質量為0.86g/m2，延長至30min，膜質量為1.19g/m2，膜質量增加約0.4倍。
五、工藝改進盡管優(yōu)化前處理工藝初見成效，畢竟前處理線存在工藝布局不合理的缺陷。為此，廠家決定新建前處理線。筆者建議優(yōu)化工藝設計，擬定工藝流程為：脫脂→水洗→除銹→水洗→中和→水洗→表調→磷化→水洗→熱水封閉（添加適量鈍化劑）。同時提出采用低溫工藝為優(yōu)（脫脂和磷化）。本建議得到廠家認可，也符合國內前處理工藝發(fā)展趨勢。
