CN106078525A - 大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺 - Google Patents

大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺 Download PDF

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汪元奎
李健
邱佳红
毛世勇
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Abstract

本发明公开了一种大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，主要步骤包括(1)表面预处理：对待处理的大型热浸锌工件表面进行清理；(2)表面喷砂：用喷砂机，对已清理的表面进行喷砂处理，其中喷砂磨料选用非金属磨料，磨料粒径为0.5‑1.5mm，喷射压力设定为0.50‑0.60Mpa，喷砂距离为350‑500mm，喷砂角度为60‑90°，喷射时间为5‑10秒。本发明的大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，对热浸锌的大型工件进行喷砂处理，有效提高了镀锌表面的清洁度和粗糙度，增强了漆膜附着力；使镀锌层厚度减薄小，保持良好的防腐效果；且操作工艺简单，成本低、效率高，处理过程中对环境无污染。

Description

大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺
技术领域
本发明涉及一种大型工件表面的处理工艺，尤其是一种大型热浸锌工件表面的处理工艺。
背景技术
大型钢结构如桥梁、锅炉构架等产品，各工矿企业对设计生产制造的钢构件根据标准GB/T30790(ISO12944)要求，对不同产品的工作环境、寿命及投资等情况综合评估，选用不同表面处理等级(Sa2.5/Sa3等)、粗糙度及不同预期耐久性(低、中、长)的基本要求，设计选择相匹配套的防腐体系。对预期耐久性中以上的，其涂层防腐体系有：喷锌、喷铝、热浸锌及防腐涂料等进行配套防腐，也可以用几种防腐体系相结合的方式进行防腐。随着对锅炉等钢结构产品表面防腐预期寿命的提高，部分部件如平台扶梯、楼梯、围护结构等涂装配套体系为：热浸锌加涂料涂装。
热浸锌也称热浸镀锌或热镀锌，是钢铁构件经表面处理后，浸入熔融的锌液锅中获得以金属锌覆盖层为主的Zn-Fe合金层的一种工艺方法，因其表面质量完整，均匀，结合力好等特点广泛用于电力、五金等各工矿行业。由于锌为两性金属，具有较强的活性，在潮湿的空气中，镀锌层表面易与大气中的氧气、水和二氧化碳生成碱式氧化锌和碳酸锌等外观呈白色或灰色的锈蚀产物，俗称“白锈”。由于白色或灰色的锈蚀产物降低了待涂表面的清洁度，且热浸镀锌后的工件表面光滑，其粗糙度一般为10μm左右，不能满足涂装技术规范中对待涂表面清洁度和粗糙度的要求，进而不能满足漆膜与热浸镀锌层间的附着力要求。目前对热镀锌表面在涂料涂装前常用的处理方法如下表所示：
由上表可以看出，采用磷化或轻度喷砂表面前处理工艺适用于结构简单、尺寸较小的热浸镀锌零部件表面的粗化，不适用于大型工件、如大型钢结构表面，对于大型热浸锌工件，由于热浸锌层相对较软，且厚度在100μm左右，进行喷砂处理容易破坏热浸锌层厚度以至基材裸露，影响防腐效果；因此目前常用含有铜盐的改性水性处理剂或碱清洗对大型镀锌工件表面进行处理，但是采用含有铜盐的改性水性处理剂对时间要求较为严格，通常在镀锌后48h内，在实际生产过程中很难做到；采用碱清洗法腐蚀速率难以控制且污染环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低、效率高且不污染环境、不破坏热浸锌层厚度的大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，包括以下步骤：
(1)表面预处理：对待处理的大型热浸锌工件表面进行清理；
(2)表面喷砂：用喷砂机，对已清理的表面进行喷砂处理，其中喷砂磨料选用非金属磨料，磨料粒径为0.5-1.5mm，喷射压力设定为0.50-0.60Mpa，喷砂距离为350-500mm，喷砂角度为60-90°，喷射时间为5-10秒。
进一步的，步骤(1)的表面清理包括除油、锐边和焊缝清理。
优选的，非金属磨料可选用石英砂、碳化硅、石榴石或棕刚玉。
优选的，经步骤(2)表面喷砂后大型热浸锌工件表面清洁度达到Sa2.5级以上。
优选的，经步骤(2)表面喷砂后大型热浸锌工件表面粗糙度为30-50μm。
优选的，经步骤(2)表面喷砂后大型热浸锌工件表面漆膜附着力达到1级以上。
优选的，经步骤(2)表面喷砂后大型热浸锌工件镀锌层厚度减薄量不大于10μm。
进一步优选的，镀锌层厚度减薄量为5-10μm。
本发明的有益效果是：本发明的大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，对热浸锌的大型工件进行喷砂处理，有效提高了镀锌表面的清洁度和粗糙度，增强了漆膜附着力；使镀锌层厚度减薄量不大于10μm，保持良好的防腐效果；且操作工艺简单，成本低、效率高，处理过程中对环境无污染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
大型工件主要是指体积大、吨位重的结构件，如钢结构等；本发明的一种大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，包括以下步骤：
(1)表面预处理：对待处理的大型热浸锌工件表面进行清理，包括采用除油、锐边、焊缝清理等方式除去表面油脂、除去表面杂物；
(2)表面喷砂：用喷砂机，对已清理的表面进行喷砂处理，其中喷砂磨料选用非金属磨料，磨料粒径为0.5-1.5mm，喷射压力设定为0.50-0.60Mpa，喷砂距离为350-500mm，喷砂角度为60-90°，喷射时间为5-10秒；
喷砂距离指的是喷砂机喷枪与待喷砂大型热浸锌工件表面的直线距离；喷砂角度指喷砂机喷枪与待喷砂大型热浸锌工件表面的夹角。
金属磨料一般为钢丸、钢丝段等，采用金属磨料如果清理不到位，表面残余的Fe会和Zn发生电化学反应，对锌层继续腐蚀；因此本发明选用非金属磨料，所述的非金属磨料可选用石英砂、碳化硅、石榴石或棕刚玉。
喷砂后大型热浸锌工件表面清洁度达到Sa2.5级以上，表面粗糙度达到30-50μm，漆膜附着力达到1级以上，镀锌层厚度减薄量不超过10μm。
本发明所进行的试验：
选用不同的磨料及工艺参数对大型浸锌工件表面进行喷砂试验，结果如表1、表2、表3所示：由表1可以看出，喷砂角度较小、喷射时间较长，虽然能达到表面清洁度和漆膜附着力的要求，但是锌层减薄量较大，容易破坏热浸锌层厚度以至基材裸露，影响防腐效果；在试验方案4、5虽然减小了锌层减薄量，但是表面粗糙度未达标，进而影响漆膜附着力，使后期喷涂油漆不达标。
表1
表2
由表2可以看出，磨料规格过大时，可使表面清洁度和漆膜附着力达标，但是锌层减薄量较大。
由表3可以看出，较小的喷砂角度、喷射距离和喷射压力，可使表面清洁度和漆膜附着力达标，但是锌层减薄量较大。
表3
由表1、2、3可见，磨料规格、喷射压力、喷砂距离、喷射时间以及喷砂角度都影响着大型浸锌工件表面的喷砂效果；这几个参数相互影响，互相制约；锌层减薄量与表面清洁度、表面粗糙度、漆膜附着力是此消彼长的关系，若达到表面清洁度、表面粗糙度、漆膜附着力的要求，锌层减薄量较大，容易破坏热浸锌层厚度以至基材裸露，影响防腐效果；若锌层减薄量达标，表面清洁度、表面粗糙度、漆膜附着力未达标，则不能满足涂装技术规范中对待涂表面清洁度和粗糙度的要求，进而不能满足漆膜与热浸镀锌层间的附着力要求。本发明的大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，对已清理的表面进行喷砂处理，喷砂磨料选用非金属磨料，磨料粒径为0.5-1.5mm，喷射压力设定为0.50-0.60Mpa，喷砂距离为350-500mm，喷砂角度为60-90°，喷射时间为5-10秒；使得锌层减薄量较小，表面清洁度、表面粗糙度、漆膜附着力达标，既不破坏热浸锌层厚度以至基材裸露以致影响防腐效果，又满足了涂装技术规范中对待涂表面清洁度和粗糙度的要求，进而满足漆膜与热浸镀锌层间的附着力要求。
实施例1：
选用大型钢结构的桥梁作为基材，在表面热浸锌后进行涂装前处理工艺：
(1)表面预处理：对待处理表面进行清理，除去表面油脂；
(2)表面喷砂：用喷砂机，对已清理的表面进行喷砂处理，喷砂磨料选用粒径为0.5-1.5mm的石英砂，喷射压力设定为0.50Mpa，喷砂距离为350mm，喷砂角度为70°，喷射时间为5秒。
喷砂结束后使用压缩空气吹去表面的灰粉，在24小时内完成底漆的喷涂，底漆漆膜实干后进行面漆的喷涂，待漆膜实干后进行检验，热浸锌钢结构桥梁表面喷砂后清洁度达到Sa2.5级，表面粗糙度为30μm，漆膜附着力达到1级，镀锌层厚度减薄量为5μm。
实施例2：
选用大型锅炉构架作为基材，在表面热浸锌后进行涂装前处理工艺：
(1)表面预处理：对待处理表面进行除油、锐边和焊缝清理，除去表面油脂、杂物；
(2)表面喷砂：用喷砂机，对已清理的表面进行喷砂处理，喷砂磨料选用粒径为0.5mm碳化硅的，喷射压力设定为0.55Mpa，喷砂距离为400mm，喷砂角度为80°，喷射时间为7秒。
喷砂结束后使用压缩空气吹去表面的灰粉，在24小时内完成底漆的喷涂，底漆漆膜实干后进行面漆的喷涂，待漆膜实干后进行检验，热浸锌锅炉构架表面喷砂后清洁度达到Sa2.5级，表面粗糙度为40μm，漆膜附着力达到1级，镀锌层厚度减薄量为6μm。
实施例3：
选用锅炉钢结构平台扶梯作为基材，在表面热浸锌后进行涂装前处理工艺：
(1)表面预处理：对待处理的大型热浸锌工件表面进行清理，除去表面油脂、杂物；
(2)表面喷砂：用喷砂机，对已清理的表面进行喷砂处理，其中喷砂磨料选用粒径为1.0mm的石榴石，喷射压力设定为0.60Mpa，喷砂距离为500mm，喷砂角度为90°，喷射时间为10秒。
喷砂结束后使用压缩空气吹去表面的灰粉，在24小时内完成底漆的喷涂，底漆漆膜实干后进行面漆的喷涂，待漆膜实干后进行检验，热浸锌锅炉钢结构平台扶梯表面喷砂后清洁度达到Sa3级，表面粗糙度为50μm，漆膜附着力达到0级，镀锌层厚度减薄量为10μm。
实施例4：
选用锅炉钢结构楼梯作为基材，在表面热浸锌后进行涂装前处理工艺：
(1)表面预处理：对待处理的大型热浸锌工件表面进行清理，除去表面油脂、杂物，焊缝清理；
(2)表面喷砂：用喷砂机，对已清理的表面进行喷砂处理，其中喷砂磨料选用粒径为1.5mm的棕刚玉，喷射压力设定为0.52Mpa，喷砂距离为450mm，喷砂角度为60°，喷射时间为8秒。
喷砂结束后使用压缩空气吹去表面的灰粉，在24小时内完成底漆的喷涂，底漆漆膜实干后进行面漆的喷涂，待漆膜实干后进行检验，热浸锌锅炉钢结构平台扶梯表面喷砂后清洁度达到Sa3级，表面粗糙度为45μm，漆膜附着力达到1级，镀锌层厚度减薄量为7μm。

Claims (8)

1.大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)表面预处理：对待处理的大型热浸锌工件表面进行清理；
(2)表面喷砂：用喷砂机，对已清理的表面进行喷砂处理，其中喷砂磨料选用非金属磨料，磨料粒径为0.5-1.5mm，喷射压力设定为0.50-0.60Mpa，喷砂距离为350-500mm，喷砂角度为60-90°，喷射时间为5-10秒。
2.根据权利要求1所述的一种大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，其特征在于，步骤(1)的表面清理包括除油、锐边和焊缝清理。
3.根据权利要求1所述的一种大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)的非金属磨料可选用石英砂、碳化硅、石榴石或棕刚玉。
4.根据权利要求1所述的一种大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，其特征在于，经步骤(2)表面喷砂后大型热浸锌工件表面清洁度达到Sa2.5级以上。
5.根据权利要求1所述的一种大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，其特征在于，经步骤(2)表面喷砂后大型热浸锌工件表面粗糙度为30-50μm。
6.根据权利要求1所述的一种大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，其特征在于，经步骤(2)表面喷砂后大型热浸锌工件表面漆膜附着力达到1级以上。
7.根据权利要求1所述的一种大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，其特征在于，经步骤(2)表面喷砂后大型热浸锌工件镀锌层厚度减薄量不大于10μm。
8.根据权利要求7所述的一种大型热浸锌工件表面涂装前处理工艺，其特征在于，镀锌层厚度减薄量为5-10μm。
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