Mục đích:
Để tạo lớp phốt phát kẽm trên bề mặt thân xe, lớp này có khả năng chống gỉ tốt và tăng độ bám cũng như độ đàn hồi của lớp sơn bên ngoài.
Tẩy dầu, phốt phát hóa hệ sắt gồm: (NH4)2HPO4: 82%; NaNO2: 8%; chất hoạt động bề mặt không có ion 10%, pha thành dung dịch nồng độ 2.5%, pH = 3.8, nhiệt độ thường, phun áp suất 0.1 MPa trở lên, thời gian 60 giây, trọng lượng màng 0.32 g/m2, màng màu xanh da trời.
Phốt phát hóa muối kẽm gồm:
H3PO4(85%): 7.8 ml/l; NaNO3: 9.4 g/l; ZnO: 0.6 g/l; NaNO2: 0.15 g/l; pH = 3.4 ± 0.1; nhiệt độ 50 - 55°C, thời gian 2 phút.
Phốt phát hóa phun nhiệt độ thấp gồm:
H3PO4(85%): 7 ml/l; Mn(H2PO4)2 : 1 g/l; ZnO: 4.4 g/l; NaClO3: 3.5 g/l; HNO3: 4 ml/l; Metasunfonatri Nitro Benzen: 1 g/l; Ni(NO3)2: 2 g/l; C4H6O6: 1 g/l; HBF4: 0.7 g/l FA (độ axit tự do): 8 - 1.2
TA (tổng độ axit): 20 - 21 Nhiệt độ 35°C phun 80 giây
Phốt phát hóa nhúng, nhiệt độ thấp gồm:
Zn(H2PO4)2: 55 g/l; Ni(NO3)2: 5 g/l; Zn(NO2)2: 90 g/l; C4H6O6: 0.5 g/l; FA = 3 - 4; TA = 75 - 95; nhiệt độ 35 - 45°C, thời gian nhúng 5 - 15 phút.
Công nghệ và thiết bị phốt phát hóa
Để đảm bảo được lớp màng phốt phát hóa tốt và hiệu quả cao ngoài việc chọn hệ phốt phát và điều kiện công nghệ thích hợp, cần chú ý xử lý che phủ thụ động hóa sau khi phốt phát hóa.
Che phủ thụ động hóa
Màng phốt phát có 1% lỗ xốp, những chất ăn mòn dễ xâm nhập tạo nên sự ăn mòn, vì vậy sau khi phốt phát cần che phủ thụ động. Dung dịch che phủ thụ động thường là dung dịch CrO3, nó oxi hóa bề mặt kim loại thành lớp thụ động, lỗ xốp được bịt kín bởi CrPO4.
Sau khi thụ động trực tiếp sấy khô, hiệu quả che phủ tương đối tốt, nhưng trong lớp màng phốt phát hóa có lượng CrO3 dư, CrO3 dễ hút nước, khi sơn trong môi trường có độ ẩm cao phân tử nước thấm vào màng sơn làm cho Cr2O3biến thành dung dịch đặc axit crôm (H2CrO4) có tác dụng thẩm thấu màng rất cao, nếu phân tử nước thâm nhập càng nhiều sẽ gây ra lớp sơn bong. Để giải quyết vấn đề này, cần phải che phủ thụ động hóa trong dung dịch Cr+3 ─ Cr2O 2
7+ + ─ H3PO4, chất Cr2O 2 7 + có tác dụng tạo màng thụ động, Cr+3─ H3PO4có tác dụng điền vào lỗ xốp, sau khi xử lý rửa lại cũng không làm mất đi hiệu quả che phủ thụ động.
Do dung dịch crôm gây ô nhiễm môi trường nên hiện nay đều dùng chất che phủ màng phốt phát không có crôm. Thành phần chất này gồm có: chất oxi hóa; chất tạo phức; nhựa bịt lỗ hòa tan trong nước. Nhưng chất tẩy là NaNO2 - Trietylamin; NaNO2nhựa polyacrylat hòa tan trong nước, tananh nhựa gốc amin hòa tan trong nước,…Khi phốt phát hòa tan mạ kẽm, do kẽm ăn mòn rất mạnh, hình thành màng
phốt phát thô, chịu kiềm yếu vì thế cần phải xử lý trong dung dịch crôm mới được tinh thể mịn và ổn định.
Công nghệ
Công nghệ và thiết bị phốt phát hóa quyết định bởi phương thức phốt phát hóa. Có nhiều phương thức phốt phát hóa như phương thức phốt phát hóa nhúng, phốt phát phun, phốt phát phun - nhúng, phốt phát phun - nhúng - phun, phốt phát dung môi hữu cơ, phốt phát quét và trục lăn,…để thỏa mãn cho các sản phẩm khác nhau, hệ phốt phát khác nhau và phương thức sản xuất khác nhau
Hình 2.7 Các phương pháp phốt phát hóa 1: Phun 2: Phun nhúng một nửa 3: Nhúng hoàn toàn
Phốt phát phun
Đặc điểm phốt phát phun là có hiệu suất cao, năng suất cao, nhưng sản phẩm có hình dáng phức tạp, góc cạnh không có màng phốt phát, chỉ tạo thành màng phốt phát kẽm, chịu kiềm yếu. Thiết bị phốt phát phun gồm có: bể, bơm, ống phun, thiết bị gia nhiệt và máy lọc. Bể ngắn, thiết kế đủ công năng phốt phát phun, ở dưới đáy bể thiết kế chụp hứng hình nón góc 60 độ để hứng kết tủa và dung dịch chảy ra. Khoảng cách giữa ống phun và vòi phun khoảng 300 mm, lưu lượng đi ra vòi phun 20 l/phút, áp lực phun 0.1 MPa bảo đảm khi phun phân bố đồng đều.
Phốt phát sục hoặc phun nửa nhúng:
Theo phương pháp này, sản phẩm chỉ nhúng 1 nửa trong dung dịch bể phốt phát hóa, bảo đảm tính chống gỉ tốt ở phần dưới xe ô tô. Nếu như ở đưới đáy bể có thiết kế ống phun, phun từ dưới lên theo phương thức phun sục thì bề mặt bên trong nóc xe cũng hình thành màng phốt phát, nâng cao độ ăn mòn.
Phốt phát nhúng:
Phốt phát nhúng thích hợp với các sản phẩm có các loại hình dáng, chịu ăn mòn tốt nhưng hiệu suất tạo màng chậm, năng suất thấp. Thiết bị phốt phát gồm có: bể phốt phát, hệ thống gia nhiệt và thiết bị lọc. Bể phốt phát được chế tạo bằng thép cacbon thấp, có lót trong, chịu axit để chống ăn mòn, thiết bị gia nhiệt nằm ở cạnh bể hoặc gia nhiệt bên ngoài bể. Do màng phốt phát để kết tủa trên bề mặt ống gia nhiệt nên phương pháp gia nhiệt ở ngoài bể là tốt nhất, để tiện dùng kiềm và axit loại bỏ kết tủa. Khi gia nhiệt cần tránh quá nhiệt cục bộ trong bể phốt phát. Để đề phòng nhiều kết tủa trên ống gia nhiệt, vì thế nhiệt độ của chất gia nhiệt gần với nhiệt độ dung dịch phốt
phát. Ví dụ: khi phốt phát nhiệt độ cao gia nhiệt bằng hơi nước, phốt phát nhiệt độ trung bình gia nhiệt bằng nước nóng, nếu dùng gia nhiệt hơi nước nên dùng phương thức gia nhiệt 2 cấp.
Thiết bị phốt phát tương đối hợp lý ở hình 2.7, ở giữa bể có thiết kế ống bao quanh, làm cho không khí luôn lưu thông, tạo màng phốt phát đồng đều trên toàn bộ bề mặt.
Hình 2.8 Công nghệ và thiết bị phốt phát nhúng
Phốt phát phun - nhúng - phun (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phốt phát hóa nhúng, khi tốc độ chuyển động rất chậm, sản phẩm dần dần nhúng vào trong bể sẽ hình thành vệt bậc thang, làm màng phốt phát không đồng đều, ảnh hưởng đến sự phân bố đồng đều của màng sơn nhúng tĩnh điện. Phương pháp giải quyết là thiết kế 1 - 2 hàng ống phun trước khi đi vào bể, thời gian phun không quá 10 giây, để tạo thành màng phốt phát hoàn chỉnh lúc đầu. Nếu thời gian phun quá dài, tinh thể màng phốt phát có dạng hình kim, kích thước lớn, lỗ xốp cao, giảm tính năng bảo vệ của màng.
Khi phốt phát dễ sinh ra kết tủa, bản thân trên bề mặt sản phẩm trở thành màu tro trắng, gây bong màng sơn. Ở trạng thái ẩm, kết tủa rất bẩn dễ bong ra khi phun, vì thế sau khi đi ra ngoài bể phốt phát cũng thiết kế ống phun để loại bỏ bột trắng. Thiết bị công nghệ nhúng - phun xem hình 2.8, ống phun được thiết kế cách bề mặt dung dịch 50 - 200 mm, có thể sục dung dịch để tránh sinh ra vết.
Thiết bị lọc:
Khi hàm lượng tạp chất trong bể phốt phát đến 700 g/m3, màng thụ động có vệt tro đen. Khi hàm lượng tạp chất trong bể phốt phát phun đến 300 g/m3, dễ bịt kín vòi phun. Hằng ngày, hàm lượng tạp chất trong bể sinh ra nhỏ hơn hàm lượng cho phép, phải dùng phương pháp lọc, theo phương thức để lắng kết tủa, nếu hằng ngày hàm
lượng tạp chất trong bể sinh ra vượt quá hàm lượng cho phép phải dùng phương pháp lọc liên tục
Hình 2.9 Thiết bị phốt hóa nhúng - phun
Lọc liên tục có 2 phương pháp: lọc phân ly và lọc ly tâm. Phương pháp lọc phân ly được lọc qua ống quay giấy lọc và lọc qua vải.
Hình 2.10 Thiết bị lọc phốt phát ống quay giấy lọc
1: Bể phốt phát hóa 3: Bơm 2: Ống quay giấy lọc 4: Van
1: Bể phốt phát hóa 2: Thiết bị trao đổi nhiệt 3:Thiết bị lọc vải 4: Bể axit hoặc bể kiềm 5: Bơm 6: Van