CN115261837A - 一种钢铝混合基材的漆前处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种钢铝混合基材的漆前处理工艺，包括如下步骤：脱脂：采用脱脂剂进行处理；水洗：采用水洗去除表面的残留脱脂剂；表调：采用表调剂进行处理；磷化：采用磷化液进行处理，所述磷化液包括以下重量组分：磷酸21～42份、磷酸二氢锌8～16份、磷酸二氢锰4.5～9份、硝酸镁6.5～9.5份、氟硼酸钠2～6份、硝酸铁0.5～0.8份、硝酸钴0.5～0.7份，所述磷化液中，氟离子的浓度为140～250mg/L。本申请漆前处理工艺，采用无镍锌系磷化液，无需另建污水处理线，降低生产成本；氟离子含量在140～250mg/L，同时适用于冷轧钢板和5系、6系铝合金，使得冷轧钢板和铝合金能够实现同槽磷化处理，形成结晶均匀的磷化膜，与阴极电泳漆配套后的耐盐雾性能满足高腐蚀性要求。

Description

一种钢铝混合基材的漆前处理工艺
技术领域
本申请涉及金属表面处理技术领域，特别涉及一种钢铝混合基材的漆前处理工艺。
背景技术
随着节能减排及汽车轻量化的需要，铝合金作为车身轻量化的主要材料之一，其在商用车车身逐渐得到应用，其中5系铝合金和6系铝合金因其优越的性能，在商用车车身上的应用也越来越广泛。车身材料从全冷轧钢板到冷轧钢板和铝合金板材混合将是发展趋势。
为了增加基材的耐蚀性和漆膜结合力，在车身进行漆膜涂装前通常需要做漆前处理工艺，当前不同金属底材混合车身的涂装主要有三条技术路线：薄膜前处理、两步法磷化、改进型磷化。薄膜前处理虽然环保节能，但冷轧钢板经薄膜处理后与电泳的配套难以稳定达到车身高防腐性能的要求，因此主要应用于全铝车身或镀锌板、铝合金和少量钢板混合的车身。两步法磷化是在磷化工序后多一道钝化工序，需要对现的传统磷化处理生产线进行改造，投资巨大。改进型磷化是在传统磷化技术进行改进，在不用对生产线进行大量改造的基础上，实现冷轧钢板和铝合金的共线涂装。
全钢铁商用车车身采用磷化前处理技术，其基本工艺路线为：脱脂→水洗→表调→磷化，然后再进行电泳涂装，其中，脱脂、表调和磷化是车身油漆涂装前处理的三个主要工序。脱脂工序的主要作用是除去底材表面的油污，常采用碱性脱脂剂。表调主要是在表调微粒金属表面活性吸附，为磷化晶粒的生长提供形核点，目前常用的有粉体表调或液体表调。磷化处理主要是在金属表面形成磷化膜，可提高漆膜的附着力和防腐性能。
一方面，由于现有磷化液通常为锌镍锰三元体系磷化液，其中重金属镍对人体健康和环境均有危害，其排放受到严格限制，后续需要进行严格处理，大大增加了漆前处理成本。
另一方面，由于铝合金和冷轧钢板的磷化成膜性能不同，采用现有全钢铁车身漆前处理工艺或者全铝合金车身漆前处理工艺对钢铝混合材料车身的进行前处理，无法同时兼顾铝合金和钢材性能，将出现电泳后各底材油漆涂层的防腐性能不能满足要求的问题。因此只能进行生产线的改造或者新建生产线对两种基材分别进行处理，无疑增加了企业生产成本。
发明内容
本申请实施例提供一种钢铝混合基材的漆前处理工艺，以解决相关技术中钢铝混合基材无法进行共线漆前处理、工艺不环保、生产成本高的问题。
提供了一种钢铝混合基材的漆前处理工艺，包括如下步骤：
脱脂：采用脱脂剂进行处理；
水洗：采用水洗去除表面的残留脱脂剂；
表调：采用表调剂进行处理；
磷化：采用磷化液进行处理，所述磷化液包括以下重量组分：
磷酸21～42份、磷酸二氢锌8～16份、磷酸二氢锰4.5～9份、硝酸镁6.5～9.5份、氟硼酸钠2～6份、硝酸铁0.5～0.8份、硝酸钴0.5～0.7份，所述磷化液中，氟离子的浓度为140～250mg/L。
一些实施例中，所述磷化液的的游离酸度为0.7～1.0pt；
所述磷化液的总酸度为21～24pt；
所述磷化液中促进剂浓度为2.5～3.5pt。
一些实施例中，所述磷化液的温度为42～45℃，磷化处理时间为150～240s。
一些实施例中，所述脱脂剂包括以下重量组分：
碳酸盐20～30份、硅酸盐10～25份、碱性盐1～5份、酒石酸钠1～2份、乙二胺四乙酸四钠盐1～4份，葡萄糖酸钠2～3份、乙氧基化烷基醇4～8份、铝缓蚀剂0.5～3份。
一些实施例中，所述碳酸盐包括碳酸钠或者碳酸氢钠；
所述硅酸盐包括硅酸钠或者偏硅酸钠；
所述碱性盐氢氧化钠或者氢氧化钾；
所述铝缓蚀剂包括苯乙烯-马来酸共聚物。
一些实施例中，所述脱脂剂的游离碱度为5.5～8.5pt。
一些实施例中，“脱脂：采用脱脂剂进行处理”包括如下步骤：
预脱脂：采用喷淋方式进行处理，处理时间为50～90s；
主脱脂：采用浸渍方式进行处理，处理时间为180～240s。
一些实施例中，“表调：采用表调剂进行处理”包括：
浸入溶有表调剂的表调槽中进行处理，所述表调槽中表调剂的浓度为1.5～3.5pt，所述表调剂的PH值为9.5～11.0。
一些实施例中，所述表调剂包括以下重量组分：
磷酸锌15～18份，高分子分散剂2～5份；
所述磷酸锌中磷酸锌微粒的粒径为0.3～0.5μm。
一些实施例中，所述高分子分散剂包括聚氨酯型分散剂或者聚酯型分散剂。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本申请实施例提供的钢铝混合基材的漆前处理工艺，采用含硝酸钴的锌系磷化液，硝酸钴起到与镍相同的细化晶粒作用，能够保证磷化膜的质量，不会对环境和人体造成重大污染，其排放无需进行严格处理，降低企业生产成本；
氟离子含量在140～250mg/L的磷化液，同时适用于冷轧钢板和5系、6系铝合金的磷化处理，使得冷轧钢板和铝合金能够实现同槽同步磷化处理，无需另建生产线，降低企业成本，同时该磷化液处理后的钢铝混合基材能够形成结晶均匀的磷化膜，与阴极电泳漆配套后的耐盐雾性能满足高腐蚀性要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1中DC04试样经磷化步骤后表面的SEM图；
图2为实施例1中5052试样经磷化步骤后表面的SEM图；
图3为实施例1中6061试样经磷化步骤后表面的SEM图；
图4为实施例3中DC04试样经磷化步骤后表面的SEM图；
图5为实施例3中5052试样经磷化步骤后表面的SEM图；
图6为实施例3中6061试样经磷化步骤后表面的SEM图；
图7为实施例5中DC04试样经磷化步骤后表面的SEM图；
图8为实施例5中5052试样经磷化步骤后表面的SEM图；
图9为实施例5中6061试样经磷化步骤后表面的SEM图；
图10为实施例6中DC04试样经磷化步骤后表面的SEM图；
图11为实施例6中5052试样经磷化步骤后表面的SEM图；
图12为实施例6中6061试样经磷化步骤后表面的SEM图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种钢铝混合基材的漆前处理工艺，包括如下步骤：
脱脂：采用脱脂剂进行处理；
水洗：采用水洗去除表面的残留脱脂剂；
表调：采用表调剂进行处理；
磷化：采用磷化液进行处理，所述磷化液包括以下重量组分：
磷酸21～42份、磷酸二氢锌8～16份、磷酸二氢锰4.5～9份、硝酸镁6.5～9.5份、氟硼酸钠2～6份、硝酸铁0.5～0.8份、硝酸钴0.5～0.7份，所述磷化液中，氟离子的浓度为140～250mg/L。
需要说明的是，本申请所述钢铝混合基材指的是由冷轧钢板和铝合金两种底材组成的基材，其中，铝合金的面积在混合基材中的占比在30％以下。铝合金指的是5系铝合金和/或6系铝合金，所述5系铝合金可以采用本领域常用5系铝合金，包括但不限于5052、5005、5083、5A05系列，所述6系铝合金可以采用本领域常用6系铝合金，包括但不限于6005、6060、6061、6063、6082、6201、6262、6463、6A02系列。
发明人通过对冷轧钢板和铝合金的磷化成膜机理研究和大量实验发现，磷化液中的游离氟离子，一方面作为铝合金的腐蚀剂，另一方面作为游离铝离子的络合剂。在无游离氟存在的磷化液中，铝合金表面几乎无磷化膜生成，随着氟离子浓度的增加，铝合金基体腐蚀加快，腐蚀消耗了氢离子，磷酸二氢盐和磷酸一氢盐进一步水解，促进了磷酸锌在基体金属表面的结晶沉积，由此实现对铝合金的刻蚀促进磷化膜的形成。然而溶于磷化液中的Al3 +，更容易与磷酸根生成沉淀，会阻碍磷酸锌结晶的形成，通过在磷化液中加入氟化物和Na+、K+，使Al3+与F-、Na+、K+反应，以沉淀的形式从磷化液中排出，其反应如下：
Al3++3Na++6F-→Na3AlF6↓
Al3++2K++Na++6F-→K2NaAlF6↓
发明人通过研究发现，氟离子浓度过高，会使氟和铝的配位沉淀与磷酸锌共同沉积于铝表面，影响磷化膜的形成，因此通过控制氟离子含量在140～250mg/L范围内，一方面解决了冷轧钢板与铝合金无法进行共线磷化处理的问题，另一方面，经本发明实施例处理的冷轧钢板磷化膜结晶均匀，磷化晶粒尺寸约3-5μm，膜重1.6-2.3g/m2；5系铝合金磷化膜结晶均匀，磷化晶粒尺寸约7-10μm，膜重1.0-1.5g/m2；6系铝合金磷化膜结晶均匀，磷化晶粒尺寸约6-8μm，膜重1.4-1.9g/m2。
发明人通过研究发现，通过在本申请磷化液体系中添加0.5～0.7份的硝酸钴，硝酸钴具有细化晶粒的作用，与硝酸镍所起作用相同，相比于重金属镍，硝酸钴不会对环境和人体造成重大危害，因此其排放目前无需经过严格处理，在确保磷化膜质量的同时，避免了后续对磷化液的无害化处理，有效降低企业生产成本。
具体的，发明人通过磷化液中各成分配比平衡，以达到较佳成膜效果。例如，当磷酸含量较低时，成膜则过慢过薄，甚至不能成膜，反之则反应过快导致成膜过快，刚成的膜会被溶解，导致膜不够牢固，所以本实施例优选磷酸的重量份数为21-42份。其中，磷酸二氢锌和磷酸的作用在于提供磷化膜的主要成分，硝酸钴作为促进剂用于加速磷化，细化结晶减小磷化膜孔隙率，从而提高后续电泳涂层的耐腐蚀性能，硝酸钴含量过低，会导致磷化膜结晶粗大。
在一些实施例中，所述磷化液的的游离酸度为0.7～1.0pt；
所述磷化液的总酸度为21～24pt；
所述磷化液中促进剂浓度为2.5～3.5pt。
所述磷化液的游离酸度指的是磷化液中游离磷酸的含量，所述游离酸度过低不利于基材的溶解，难以成膜，所述游离酸度过高，会增大磷化膜的溶解速度，不利于成膜，甚至难以成膜，因此本磷化液体系优选游离酸度为0.7～1.0pt；
所述磷化液的总酸度指的是磷酸盐、硝酸盐和游离酸的总和，所述总酸度反应的是磷化内动力的大小，总酸度高，表明磷化动力大，速度快，结晶细，然而总酸度过高，产生的沉渣和粉末附着物多，总酸度过低，则磷化慢，结晶粗，因此本磷化液体系优选总酸度为21～24pt。
所述磷化液中促进剂浓度指的是硝酸盐的总和，若所述促进剂浓度过低无法加快磷化膜形成速度，若所述促进剂的浓度过高，则容易在金属表面钝化，阻碍磷化膜的形成，因此优选所述促进剂浓度为2.5～3.5pt。
在一些实施例中，所述磷化液的温度为42～45℃，磷化处理时间为150～240s。
在本申请无镍磷化液体系中，优选所述磷化液的温度为42～45℃，若温度过高，磷化液中可溶性磷酸盐的离解度增大，成膜离子浓度大幅度提高，产生不必要的沉渣，若温度过低，成膜离子浓度达不到浓度积，无法生成完整磷化膜。
若所述磷化处理时间过短，成膜量不足，不能形成致密的磷化膜层，若所述磷化处理的时间过长，由于结晶在已形成的膜上继续生长，可能产生有疏松表面的粗厚膜，因此优选所述磷化处理的时间为150～240s。
在一些实施例中，所述脱脂剂包括以下重量组分：
碳酸盐20～30份、硅酸盐10～25份、碱性盐1～5份、酒石酸钠1～2份、乙二胺四乙酸四钠盐1～4份，葡萄糖酸钠2～3份、乙氧基化烷基醇4～8份、铝缓蚀剂0.5～3份。
所述脱脂目的是去除基材表面的杂质和油污，此外，由于铝合金表面形成有一层致密氧化膜，该氧化膜对后续磷化工艺中磷化膜的形成不利，会导致磷化结晶生长不均匀，出现局部粗大等问题，因此在脱脂工艺中需同步将铝合金表面的氧化膜去除
在上述脱脂剂体系中，通过控制碳酸盐的重量组分以使所述脱脂剂的游离碱度在5.5～8.5pt范围内，配合铝缓蚀剂和硅酸盐，对铝合金腐蚀起到缓蚀作用，利于后续表调及磷化处理操作。
通过本发明实施例，能够将铝合金的脱脂腐蚀量在120mg/m2以下，利于后续磷化膜的形成。
在一些实施例中，所述碳酸盐包括碳酸钠或者碳酸氢钠；
所述硅酸盐包括硅酸钠或者偏硅酸钠；
所述碱性盐氢氧化钠或者氢氧化钾；
所述铝缓蚀剂包括苯乙烯-马来酸共聚物。
所述碳酸盐主要用于调节脱脂剂的PH及游离碱度，以使所述脱脂剂的游离碱度在合适范围内，若脱脂剂的游离碱度过低，无法将基材表面的油脂及铝合金表面氧化膜完全去除，若脱脂剂的游离碱度过高，影响后续磷化膜的形成；
所述硅酸盐一方面能起到良好去除油污的作用，另一方面还能够减缓脱脂剂对铝合金的腐蚀作用，避免铝合金的过量腐蚀；
所述碱性盐主要用于去除基材表面的油污；
所述铝缓蚀剂用于缓解脱脂剂对铝合金的缓释作用，避免铝合金的过量腐蚀，为后续表调及磷化工艺打下基础。
具体的，所述铝缓蚀剂还可以选自本领域常用铝缓蚀剂，例如丙烯酸共聚物等。
在一些实施例中，所述脱脂剂的游离碱度为5.5～8.5pt。
发明人结合冷轧钢板和5系、6系铝合金的性质，通过大量的实验发现，通过将脱脂剂的游离碱度控制在5.5～8.5pt范围内，既能确保脱脂剂的碱性足够大能够将基材表面的油污及铝合金表面的氧化膜完全去除，同时避免因脱脂剂碱性过强而造成铝合金腐蚀过度，在表面产生黑色或灰色腐蚀产物的现象，导致磷化后出现磷化膜覆盖不完整，因此优选本申请所用脱脂剂的游离碱度为5.5～8.5pt。
在一些实施例中，“脱脂：采用脱脂剂进行处理”包括如下步骤：
预脱脂：采用喷淋方式进行处理，处理时间为50～90s；
主脱脂：采用浸渍方式进行处理，处理时间为180～240s。
采用预脱脂结合主脱脂两道工序，使得除氧化膜、脱脂更充分，清洗更彻底。
在优选的实施例中，所述“预脱脂：采用喷淋方式进行处理，处理时间为50～90s”包括采用喷淋系统，控制循环泵喷射压力为0.08～0.2MPa将所述脱脂剂喷射至基材表面，处理时间60s。
在优选的实施例中，所述“主脱脂：采用浸渍方式进行处理，处理时间为180～240s”包括采用浸渍方式将基材浸入脱脂剂中，处理时间180s。
在一些实施例中，“表调：采用表调剂进行处理”包括：
浸入溶有表调剂的表调槽中进行处理，所述表调槽中表调剂的浓度为1.5～3.5pt，所述表调剂的PH值为9.5～11.0。
所述表调用于调整微粒金属表面活性吸附，为磷化晶粒的生长提供形核点加快磷化速度，细化磷化膜晶粒，有利于改善磷化膜外观，增强磷化膜与金属表面的结合强度，提高磷化膜的耐蚀性。
在一些实施例中，所述表调剂包括以下重量组分：
磷酸锌15～18份，高分子分散剂2～5份；
所述磷酸锌中磷酸锌微粒的粒径为0.3～0.5μm。
优选所述磷酸锌微粒的粒径在0.3～0.5μm，采用较小的粒径，使得磷酸锌微粒更易吸附在基材表面，为磷化结晶的形成提供更多的活化点，使磷化膜的结晶更加均匀致密。所述表调剂采用具有更高负极性的高分子分散剂，使磷酸锌微粒具有更低的负电位，其在基底表面的吸附能力增加，相当于表调微粒在基材单位面积上的吸附量更多，既能提升难处理板材如铝板的磷化性，同时又能起到细化磷化晶粒的作用，从而使磷化膜致密性提高，同时磷化膜重降低，相应的磷化液消耗量可降低10-15％，可降低成本。
在一些实施例中，所述高分子分散剂包括聚氨酯型分散剂或者聚酯型分散剂。
所述高分子分散剂用于防止表调剂中磷酸锌结块，使磷酸锌能够充分分散到液体中。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的钢铝混合基材的漆前处理工艺，包括如下步骤：
脱脂：将冷轧钢板DC04、5052铝合金和6061铝合金样板采用游离碱度为6.0pt的脱脂剂在45℃下处理4min，脱脂剂包括以下重量组分：
碳酸钠20份、碳酸氢钠2份、九水硅酸钠13、氢氧化钾1份、酒石酸钠2份、乙二胺四乙酸四钠盐4份，葡萄糖酸钠3份、乙氧基化烷基醇3份、壬基酚聚氧乙烯醚4份、铝缓蚀剂苯乙烯-马来酸共聚物2份。
水洗：将脱脂处理后的样板常温水洗30s；
表调：水洗后的车身浸入表调槽液中，表调槽液的总浓度3.5pt，pH值9.5，表调处理时间60s，
表调剂由16％磷酸锌、5％高分子分散剂和余量水组成，
磷酸锌微粒粒径为0.4μm；
磷化：将车身浸入温度为42℃，游离酸度为0.7pt，总酸度22.0pt，促进剂浓度为3.2pt，氟离子浓度为140mg/L的磷化液中处理3min，
磷化液包括如下重量组分：
磷酸36份、磷酸二氢锌10份、磷酸二氢锰8份、硝酸镁7份、氟硼酸钠4份、硝酸铁0.6份、硝酸钴0.6份、氟化氢钠1.8份。
实施例2
本实施例用于说明本发明公开的钢铝混合基材的漆前处理工艺，包括如下步骤：
脱脂：将冷轧钢板DC04、5052铝合金和6061铝合金样板采用游离碱度为6.0pt的脱脂剂在45℃下处理4min，脱脂剂包括以下重量组分：
碳酸钠20份、碳酸氢钠2份、九水硅酸钠13、氢氧化钾1份、酒石酸钠2份、乙二胺四乙酸四钠盐4份，葡萄糖酸钠3份、乙氧基化烷基醇3份、壬基酚聚氧乙烯醚4份、铝缓蚀剂苯乙烯-马来酸共聚物2份。
水洗：将脱脂处理后的样板常温水洗30s；
表调：水洗后的车身浸入表调槽液中，表调槽液的总浓度3.5pt，pH值9.5，表调处理时间60s，
表调剂由16％磷酸锌、5％高分子分散剂和余量水组成，磷酸锌微粒粒径为0.3μm；
磷化：将车身浸入温度为42℃，游离酸度为0.7pt，总酸度22.0pt，促进剂浓度为3.2pt，氟离子浓度为170mg/L的磷化液中处理3min，
磷化液包括如下重量组分：
磷酸36份、磷酸二氢锌10份、磷酸二氢锰8份、硝酸镁7份、氟硼酸钠4份、硝酸铁0.6份、硝酸钴0.6份，所述磷化液中，氟化氢钠2.2份。
实施例3
本实施例用于说明本发明公开的钢铝混合基材的漆前处理工艺，包括如下步骤：
脱脂：将冷轧钢板DC04、5052铝合金和6061铝合金样板采用游离碱度为6.0pt的脱脂剂在45℃下处理4min，脱脂剂包括以下重量组分：
碳酸钠20份、碳酸氢钠2份、九水硅酸钠13、氢氧化钾1份、酒石酸钠2份、乙二胺四乙酸四钠盐4份，葡萄糖酸钠3份、乙氧基化烷基醇3份、壬基酚聚氧乙烯醚4份、铝缓蚀剂苯乙烯-马来酸共聚物2份。
水洗：将脱脂处理后的样板常温水洗30s；
表调：水洗后的车身浸入表调槽液中，表调槽液的总浓度3.5pt，pH值9.5，表调处理时间60s，
表调剂由16％磷酸锌、5％高分子分散剂和余量水组成；
磷化：将车身浸入温度为42℃，游离酸度为0.7pt，总酸度22.0pt，促进剂浓度为3.2pt，氟离子浓度为200mg/L的磷化液中处理3min，
磷化液包括如下重量组分：
磷酸36份、磷酸二氢锌10份、磷酸二氢锰8份、硝酸镁7份、氟硼酸钠4份、硝酸铁0.6份、硝酸钴0.6份，所述磷化液中，氟化氢钠2.6份。
实施例4
本实施例用于说明本发明公开的钢铝混合基材的漆前处理工艺，包括如下步骤：
脱脂：将冷轧钢板DC04、5052铝合金和6061铝合金样板采用游离碱度为6.0pt的脱脂剂在45℃下处理4min，脱脂剂包括以下重量组分：
碳酸钠20份、碳酸氢钠2份、九水硅酸钠13、氢氧化钾1份、酒石酸钠2份、乙二胺四乙酸四钠盐4份，葡萄糖酸钠3份、乙氧基化烷基醇3份、壬基酚聚氧乙烯醚4份、铝缓蚀剂苯乙烯-马来酸共聚物2份。
水洗：将脱脂处理后的样板常温水洗30s；
表调：水洗后的车身浸入表调槽液中，表调槽液的总浓度3.5pt，pH值9.5，表调处理时间60s，
表调剂由16％磷酸锌、5％高分子分散剂和余量水组成，磷酸锌微粒粒径为0.5μm；
磷化：将车身浸入温度为42℃，游离酸度为0.7pt，总酸度22.0pt，促进剂浓度为3.2pt，氟离子浓度为220mg/L的磷化液中处理3min，
磷化液包括如下重量组分：
磷酸36份、磷酸二氢锌10份、磷酸二氢锰8份、硝酸镁7份、氟硼酸钠4份、硝酸铁0.6份、硝酸钴0.6份，所述磷化液中，氟化氢钠2.8份。
实施例5
本实施例用于说明本发明公开的钢铝混合基材的漆前处理工艺，包括如下步骤：
脱脂：将冷轧钢板DC04、5052铝合金和6061铝合金样板采用游离碱度为6.0pt的脱脂剂在45℃下处理4min，脱脂剂包括以下重量组分：
碳酸钠20份、碳酸氢钠2份、九水硅酸钠13、氢氧化钾1份、酒石酸钠2份、乙二胺四乙酸四钠盐4份，葡萄糖酸钠3份、乙氧基化烷基醇3份、壬基酚聚氧乙烯醚4份、铝缓蚀剂苯乙烯-马来酸共聚物2份。
水洗：将脱脂处理后的样板常温水洗30s；
表调：水洗后的车身浸入表调槽液中，表调槽液的总浓度3.5pt，pH值9.5，表调处理时间60s，
表调剂由16％磷酸锌、5％高分子分散剂和余量水组成，磷酸锌微粒粒径为0.3μm；
磷化：将车身浸入温度为42℃，游离酸度为0.7pt，总酸度22.0pt，促进剂浓度为3.2pt，氟离子浓度为250mg/L的磷化液中处理3min，
磷化液包括如下重量组分：
磷酸36份、磷酸二氢锌10份、磷酸二氢锰8份、硝酸镁7份、氟硼酸钠4份、硝酸铁0.6份、硝酸钴0.6份，所述磷化液中，氟化氢钠3.3份。
实施例6
本实施例用于说明本发明公开的钢铝混合基材的漆前处理工艺，包括：
包括实施例1大部分的操作步骤，不同之处在于：
表调：水洗后的车身浸入表调槽液中，表调槽液的总浓度3.5pt，pH值9.5，表调处理时间60s，
表调剂由16％磷酸锌、5％高分子分散剂和余量水组成，磷酸锌微粒粒径为0.6μm；
对比例1
本对比例用于对比说明本发明公开的钢铝混合基材的漆前处理工艺，包括如下步骤：
脱脂：将冷轧钢板DC04、5052铝合金和6061铝合金样板采用游离碱度为6.0pt的脱脂剂在45℃下处理4min，脱脂剂包括以下重量组分：
碳酸钠20份、碳酸氢钠2份、九水硅酸钠13、氢氧化钾1份、酒石酸钠2份、乙二胺四乙酸四钠盐4份，葡萄糖酸钠3份、乙氧基化烷基醇3份、壬基酚聚氧乙烯醚4份、铝缓蚀剂苯乙烯-马来酸共聚物2份。
水洗：将脱脂处理后的样板常温水洗30s；
表调：水洗后的车身浸入表调槽液中，表调槽液的总浓度3.5pt，pH值9.5，表调处理时间60s，
表调剂由16％磷酸锌、5％高分子分散剂和余量水组成，磷酸锌微粒粒径为0.4μm；
磷化：将车身浸入温度为42℃，游离酸度为0.7pt，总酸度22.0pt，促进剂浓度为3.2pt，氟离子浓度为100mg/L的磷化液中处理3min，
磷化液包括如下重量组分：
磷酸36份、磷酸二氢锌10份、磷酸二氢锰8份、硝酸镁7份、氟硼酸钠4份、硝酸铁0.6份、硝酸钴0.6份，所述磷化液中，氟化氢钠1.6份。
对比例2
本对比例用于对比说明本发明公开的钢铝混合基材的漆前处理工艺，包括如下步骤：
脱脂：将冷轧钢板DC04、5052铝合金和6061铝合金样板采用游离碱度为6.0pt的脱脂剂在45℃下处理4min，脱脂剂包括以下重量组分：
碳酸钠20份、碳酸氢钠2份、九水硅酸钠13、氢氧化钾1份、酒石酸钠2份、乙二胺四乙酸四钠盐4份，葡萄糖酸钠3份、乙氧基化烷基醇3份、壬基酚聚氧乙烯醚4份、铝缓蚀剂苯乙烯-马来酸共聚物2份。
水洗：将脱脂处理后的样板常温水洗30s；
表调：水洗后的车身浸入表调槽液中，表调槽液的总浓度3.5pt，pH值9.5，表调处理时间60s，
表调剂由16％磷酸锌、5％高分子分散剂和余量水组成，
磷酸锌微粒粒径为0.4μm；
磷化：将车身浸入温度为42℃，游离酸度为0.7pt，总酸度22.0pt，促进剂浓度为3.2pt，氟离子浓度为280mg/L的磷化液中处理3min，
磷化液包括如下重量组分：
磷酸36份、磷酸二氢锌10份、磷酸二氢锰8份、硝酸镁7份、氟硼酸钠4份、硝酸铁0.6份、硝酸钴0.6份，所述磷化液中，氟化氢钠3.6份。
对比例3
本对比例用于对比说明本发明公开的钢铝混合基材的漆前处理工艺，包括如下步骤：
脱脂：将冷轧钢板DC04、5052铝合金和6061铝合金样板采用游离碱度为6.0pt的脱脂剂在45℃下处理4min，脱脂剂包括以下重量组分：
碳酸钠20份、碳酸氢钠2份、九水硅酸钠13、氢氧化钾1份、酒石酸钠2份、乙二胺四乙酸四钠盐4份，葡萄糖酸钠3份、乙氧基化烷基醇3份、壬基酚聚氧乙烯醚4份、铝缓蚀剂苯乙烯-马来酸共聚物2份。
水洗：将脱脂处理后的样板常温水洗30s；
表调：水洗后的车身浸入表调槽液中，表调槽液的总浓度3.5pt，pH值9.5，表调处理时间60s，
表调剂由16％磷酸锌、5％高分子分散剂和余量水组成，
磷酸锌微粒粒径为0.4μm；
磷化：将车身浸入温度为42℃，游离酸度为0.7pt，总酸度22.0pt，促进剂浓度为3.2pt，氟离子浓度为140mg/L的磷化液中处理3min，
磷化液包括如下重量组分：
磷酸36份、磷酸二氢锌10份、磷酸二氢锰8份、硝酸镁7份、氟硼酸钠4份、硝酸铁0.6份、氟化氢钠1.8份。
性能测试
对实施例1-6和对比例1-3进行磷化步骤后的试样进行如下性能测试：
耐盐雾性能：将实施例1-6和对比例1-3进行磷化步骤后的各样板经阴极电泳后，试样表面划叉，按GB1771进行中性盐雾试验。
测试结果填入表1。
表1
Figure BDA0003724094780000161
Figure BDA0003724094780000171
根据表1的测试结果可以看出，实施例1-5中采用本申请提供的含硝酸钴无镍磷化液进行处理的铝合金及钢材样板与电泳漆配套良好，1000h盐雾测试沿叉单侧扩蚀宽度均小于等于2mm，满足高防腐性能要求；
结合实施例1-5和对比例1-2的测试结果可以看出，本申请提供的磷化液体系与冷轧钢板和5系铝合金或者6系铝合金共线磷化处理时，氟离子浓度在140-250mg/L时效果最优能达到高防腐蚀标准，对比例1中氟离子浓度只有100mg/L，不利于磷化膜完成覆盖，电泳配套后，1000h盐雾测试结果不满足高防腐蚀性能要求，对比例2中氟离子浓度280mg/L，铝合金刻蚀过快，不利于磷化膜形成，膜重下降且开始有六氟铝酸钠沉积于铝合金表面，与电泳配套后，1000h盐雾测试结果不满足高防腐蚀性能要求；
结合对比例3和实施例1的测试结果可以看出，对比例3中采用的磷化液不含硝酸钴，相对于实施例1，缺乏硝酸钴对晶粒的细化，使得形成的磷化膜孔隙率过大，因此与电泳漆配套后无法满足高防腐蚀性能要求。
结合实施例1和实施例6的测试结果可以看出，实施例6采用的表调剂粒径较大，其对磷化晶粒的细化作用有限，实施例1的表调剂采用具有更高负极性的高分子，使磷酸锌微粒具有更低的负电位，其在基底表面的吸附能力增加，相当于表调微粒在基材上吸附得更密，既能促进难处理板材如铝板的磷化性，同时又能起到细化磷化晶粒的作用，从而使磷化膜重减小，磷化液消耗量也相应降低。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种钢铝混合基材的漆前处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
脱脂：采用脱脂剂进行处理；
水洗：采用水洗去除表面的残留脱脂剂；
表调：采用表调剂进行处理；
磷化：采用磷化液进行处理，所述磷化液包括以下重量组分：
磷酸21～42份、磷酸二氢锌8～16份、磷酸二氢锰4.5～9份、硝酸镁6.5～9.5份、氟硼酸钠2～6份、硝酸铁0.5～0.8份、硝酸钴0.5～0.7份，所述磷化液中，游离氟离子的浓度为140～250mg/L。
2.如权利要求1所述的钢铝混合基材的漆前处理工艺，其特征在于，所述磷化液的的游离酸度为0.7～1.0pt；
所述磷化液的总酸度为21～24pt，
所述磷化液中促进剂浓度为2.5～3.5pt。
3.如权利要求1所述的钢铝混合基材的漆前处理工艺，其特征在于，所述磷化液的温度为42～45℃，磷化处理时间为150～240s。
4.如权利要求1所述的钢铝混合基材的漆前处理工艺，其特征在于，所述脱脂剂包括以下重量组分：
碳酸盐20～30份、硅酸盐10～25份、碱性盐1～5份、酒石酸钠1～2份、乙二胺四乙酸四钠盐1～4份、葡萄糖酸钠2～3份、乙氧基化烷基醇4～8份、铝缓蚀剂0.5～3份。
5.如权利要求4所述的钢铝混合基材的漆前处理工艺，其特征在于，所述碳酸盐包括碳酸钠或者碳酸氢钠；
所述硅酸盐包括硅酸钠或者偏硅酸钠；
所述碱性盐包括氢氧化钠或者氢氧化钾；
所述铝缓蚀剂包括苯乙烯-马来酸共聚物。
6.如权利要求1所述的钢铝混合基材的漆前处理工艺，其特征在于，所述脱脂剂的游离碱度为5.5～8.5pt。
7.如权利要求1所述的钢铝混合基材的漆前处理工艺，其特征在于，“脱脂：采用脱脂剂进行处理”包括如下步骤：
预脱脂：采用喷淋方式进行处理，处理时间为50～90s；
主脱脂：采用浸渍方式进行处理，处理时间为180～240s。
8.如权利要求1所述的钢铝混合基材的漆前处理工艺，其特征在于，“表调：采用表调剂进行处理”包括：
浸入溶有表调剂的表调槽中进行处理，所述表调槽中表调剂的浓度为1.5～3.5pt，所述表调剂的PH值为9.5～11.0。
9.如权利要求1所述的钢铝混合基材的漆前处理工艺，其特征在于，所述表调剂包括以下重量组分：
磷酸锌15～18份，高分子分散剂2～5份；
所述磷酸锌中磷酸锌微粒的粒径为0.3～0.5μm。
10.如权利要求9所述的钢铝混合基材的漆前处理工艺，其特征在于，所述高分子分散剂包括聚氨酯型分散剂或者聚酯型分散剂。
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