Листовой металл приходит на участок подготовленным по геометрии, но с промасливанием: технологические масла и следы смазочно-охлаждающих жидкостей мешают смачиванию и образованию фосфатной плёнки. Как обезжирить листовой металл так, чтобы не «убить» скорость линии и получить стабильную адгезию? Правильно подобранная эмульсия для обезжиривания металла, согласованная с типом металла (сталь, оцинковка, алюминий) и контроль режимов устраняют причины дефектов, повышают качество фосфатного покрытия и снижают риски брака на этапе подготовки перед окраской.
Роль эмульсии в подготовке листа
Подготовка листа к фосфатированию начинается с химической мойки. Состав моющей эмульсии строится на смеси ПАВ и щёлочных буферов; добавки силикатов и (поли)фосфатов могут выполнять роль буферов и секвестрантов жёсткости, усиливая диспергирование и суспензирование частиц. ПАВ обеспечивают смачивание, их адсорбция на границе раздела стабилизирует капли масла как коллоид, щёлочь нейтрализует кислые компоненты и переводит их в водорастворимые формы. Важно: устойчивое эмульгирование облегчает удаление масла с листа, но увеличивает риск разнесения загрязнений в последующие ванны; для линий с жёсткими требованиями к перетоку применяют маслосбрасывающие (демульгирующие) рецептуры в сочетании с механическим съёмом масла (скиммеры/коалесценция) и правильно организованными переливами.
Для фосфатирования листового металла важно добиться гидрофильности поверхности: водяная плёнка должна ложиться равномерно, без «разбегания». Это снижает риск мест без фосфата и улучшает адгезию. На практике применяют тест «водяного разрыва» и смывы для контроля остаточного загрязнения. Из цеховой практики: на линии автокомпонентов неполная обработка щелочным раствором давала пятна фосфата; корректировка рецептуры ПАВ и промывка между ваннами устранили проблему. В качестве базового щёлочного состава в моечных машинах и распылительных камерах применяют формулы универсального типа, например Проклин Юнитех Ал - щёлочное среднепенное концентрированное универсальное средство для очистки деталей и оборудования; по данным производителя, при рекомендуемых режимах оно не вызывает коррозии. На практике перед внедрением требуется проверка совместимости с вашим материалом (в т.ч. оцинкованные и алюминиевые поверхности) и подтверждение по образцам, поскольку составы с силиката́ми/фосфатами при недостаточном ополаскивании могут оставлять остатки, мешающие фосфатированию.
Параметры ванны: концентрация, температура, время
Параметры мойки листа подбирают под масло и метод нанесения. Концентрация эмульсии влияет на ёмкость по загрязнению, температура процесса ускоряет смачивание и адсорбцию, время выдержки обеспечивает завершение эмульгирования/отрыва. Для стабильности процесса фиксируют контрольные точки:
- анализ рабочей концентрации титрованием для оценки щёлочного резерва (титрование ПАВ не отражает их моющей активности); активность ПАВ контролируют косвенно - по поверхностному натяжению/рефрактометрии/визуальным тестам;
- наблюдение пенообразования и скорости мойки в распыле или при погружении с учётом допустимого уровня пены для оборудования;
- слив и утилизация плавающего масла, применение скиммеров/коалесцентных сепараторов в демульгирующих ваннах, корректировка подмеса по загрязнению и жёсткости воды;
- визуальный контроль смачивания и смывы на остаточную органику перед переходом к фосфату.
Метод распыления эффективен при свежих тонких маслах, погружение лучше «держит» тяжёлые остатки и абразивную пыль. В обоих случаях важно ограничить переток щёлочного раствора и масел: каскадное ополаскивание защищает фосфатную ванну и уменьшает расход химии; для распылительных систем выбирают низкопенные рецептуры. На участках, где перед фосфатом нужно оперативно убрать смешанные загрязнения на оснастке, рольгангах и таре, подходят пенные слабощёлочные концентраты, например Проклин Нейтрафом - слабощёлочной пенный концентрат, который удаляет жировые загрязнения и совместим с чёрными и цветными металлами по данным производителя; важно исключить переток остатков пены/моющего в контур фосфатирования и проверять совместимость с материалами на образцах.
Нейтрализация и переход к фосфатированию
Даже при корректно проведённой мойке остатки щёлочи и ПАВ могут снижать скорость зарождения фосфата. Поэтому многокаскадные ополаскивания обязательны; кислотная нейтрализация и/или кислая активация применяются по регламенту конкретного процесса (для ряда схем - обязательно, для других достаточно каскадных промывок). Цель - вывести поверхность к нейтральной реакции без гидрофобных следов. В линиях используют несколько каскадов воды и, при необходимости, короткую кислотную активацию; для цинк‑фосфата обычно требуется стадия активации. Качество контролируют по равномерности фосфатной плёнки на листе, адгезии лакокрасочного покрытия и сопротивлению коррозии по действующим регламентам ГОСТ и ISO.
Процесс фосфатирования листа чувствителен к перетоку щёлочи/эмульсии и солевому фону. В случае машиностроительного предприятия снижение качества фосфатирования листовой стали проявлялось точечными просветами: оказалось, что контактное время ополаскивания было недостаточным. Перенастройка душевых рамп и контроль электролитической проводимости и pH ополаскивателя стабилизировали процесс. На финише такая поверхностная обработка листов повышает защиту от коррозии и снижает риск отслоений при нанесении сложных грунт-эмалей; для цветных металлов и оцинкованных покрытий обязательны предварительные испытания на отсутствие потемнения/матирования при выбранной щёлочности.
Надёжное обезжиривание листа перед фосфатом - это баланс состава (эмульгирующий или маслосбрасывающий), режима и контроля: стабильная ванна, корректная промывка/активация и аккуратный переход в фосфат. Соблюдайте требования безопасности: СИЗ для работы со щёлочами и кислотами, локальная вентиляция, контроль перетоков. Подробнее решения можно посмотреть в каталоге средств Pro.Clean. Если требуется подобрать химию под ваши условия, напишите нам - поможем выбрать режим и средство.