底材表面處理質量好壞，不僅決定著工件表面能否涂裝，而且也極大地影響著涂層的附著力、外觀、耐濕性及耐腐蝕性等性能。國外有一句格言：好的涂裝前處理，可以使普通的涂料得到良好的涂層；沒有好的涂裝前處理，即使優(yōu)質的涂料也得不到優(yōu)質的涂層。前處理不好，銹蝕仍會在涂層下繼續(xù)蔓延，使涂層成片脫落。為了獲得更好的涂層性能，需要對底材進行表面處理。

　　金屬表面處理方法大致可以分為機械法及化學法兩大類。機械法主要包括拋光、打磨、噴砂（或拋丸）等，化學法主要包括氧化、磷化等。噴砂是采用壓縮空氣為動力，以形成高速噴射束將噴料（銅礦砂、石英砂、金剛砂等）高速噴射到需要處理的工件表面，使工件的外表面或形狀發(fā)生變化，從而獲得一定的清潔度和不同的粗糙度，使工件表面的機械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲勞性，增大了涂層間的附著力，延長了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和裝飾。磷化工藝是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要是：給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用于涂漆前打底，提高涂層的附著力與防腐蝕能力；在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑作用。

　　本文通過研究噴砂、磷化及二者復合工藝對涂層光澤、抗彎曲性、抗沖擊性和耐腐蝕性的影響，確定最佳的工藝條件，從而使涂層綜合性能達到最優(yōu)。

　　1實驗部分

　　1.1原材料及儀器

　　試板：120mm×50mm×0.3mm馬口鐵板，國家涂料檢測中心；150mm×70mm×10mmA3鋼板，自備。磷化液，杭州三榮表面處理科技公司；脫脂劑，上海Chemetall公司；鋼丸，長沙縣跳馬鋼砂廠，硬度HRC46.4~50.3。涂料：Amerlock400高固體分環(huán)氧漆，龐貝捷涂料昆山有限公司；不同類型的鐵路專用彈性元件產品，自備。

　　Q326A型履帶式噴砂機，青島海寧鑄友機械有限公司自動磷化線，無錫市凱靈電鍍設備有限公司；GT-7004-L鹽水噴霧試驗機，高鐵檢測儀器（東莞）有限公司；KGZ-1A鏡向光澤度儀，天津材料試驗機廠；TT260覆層測厚儀，北京時代集團公司；QCJ漆膜沖擊器，天津材料試驗機廠；刀片、膠帶、尺。

　　1.2涂裝前處理工藝1.2.1噴砂工藝將馬口鐵板試樣脫脂后黏貼在A3鋼板上，放入Q326A型噴砂機噴砂處理；將A3鋼板試樣脫脂后，放入Q326A型噴砂機中。用不同粒徑的鋼丸在不同的噴砂時間下處理試樣。噴砂處理的試樣表面吹凈后，30min內噴涂涂料或進入自動磷化線，在進入自動磷化線處理的試樣在8h內噴涂涂料。

　　1.2.2自動磷化線工藝流程

　　上料→預脫脂→脫脂→水洗1→水洗2→酸洗→水洗1→水洗2→交換水洗→表調→磷化→去離子水洗1→去離子水洗2→熱去離子水洗→烘干→下料（備用）。

　　1.3涂層性能檢測

　　按照GB/T9754—2007檢測A3鋼板試樣的光澤；按照GB/T6742—2007檢測馬口鐵板試樣的抗彎曲性；按照GB/T1732—1993檢測馬口鐵板試樣的抗沖擊性；按照GB/T1771—2007對A3鋼板試樣和鐵路專用彈性元件產品試樣進行中性鹽霧試驗。

　　2結果與討論

　　2.1不同處理工藝對光澤的影響涂層的光澤是衡量涂層外觀性能的一個重要指標，金屬底材的不同處理工藝，對涂層的光澤有重要影響。圖1為噴砂、磷化及噴砂后再磷化3種處理工藝的光澤變化。圖1表明：噴砂后再磷化的涂層光圖澤比僅噴砂的要大8個單位，而比磷化的要小20個單位。將石英砂高速噴射到底材上，可使得底材外表面或形狀發(fā)生一定的變化，獲得不同粗糙度的表面。噴砂后的表面粗糙度變大，使得對應的光澤大大降低。噴砂后的底材經過磷化處理后，在試板表面形成一層細致密實又薄的磷化膜，從而使其光澤有所增加。

　　2.2不同處理工藝對柔韌性的影響彎曲試驗主要檢測涂層的柔韌性，但它所反映的不僅是柔韌性，還涉及到硬度、附著力等其他性能。不同處理工藝對涂層柔韌性的影響如圖2所示。從圖2可以看出：磷化后的涂層柔韌性很差，雖然磷化膜堅硬，耐蝕性好，但脆性大，柔韌性和耐沖擊性都會降低，涂裝后受到撓曲、沖擊等外力作用時，涂膜即使無任何缺陷，也常會出現(xiàn)剝落。而噴砂后的涂層柔韌性較好。

　　2.3不同處理工藝對抗沖擊性的影響抗沖擊性是指涂層瞬間變形的能力和彈性。不同的工藝對涂層的抗沖擊性有很大的影響（圖3）。由圖3可以看出：噴砂的抗沖擊性最強，磷化較弱，噴砂后再磷化介于二者之間。噴砂是通過高強度的砂粒使金屬表面形成不規(guī)則的凹凸表面，增大涂料接觸面積并形成了機械鑲嵌，增加了涂膜與表面的吸附力，從而重錘自由落于試板上時很難引起涂層破壞。而通過化學方法磷化形成的致密薄膜由于脆性大，使得其抗沖擊性大大下降。

　　2.4不同處理工藝對耐中性鹽霧性的影響鹽霧試驗是利用鹽霧試驗設備所創(chuàng)造的人工模擬海洋氣候環(huán)境條件來考核產品或金屬材料耐腐蝕性的環(huán)境試驗。經過磷化、噴砂、噴砂后再磷化的處理工藝的樣板鹽霧試驗結果如表1所示。

　　經中性鹽霧試驗542h后，直接磷化后的樣板劃痕處腐蝕擴散≤0.5mm，僅噴砂的樣板腐蝕擴散達2~4mm，噴砂后再磷化的樣板腐蝕擴散≤2mm?？梢姡谆蟮臉影妍}霧性能最好。這是因為磷化后的底材表面形成了均勻致密的薄膜，增強了涂膜的滲透及吸附能力，大大降低了水和氧的透過速率，使得其抗腐蝕能力增加。而噴砂處理增加了底材表面的粗糙度，由于過于粗糙的表面不能被涂料很好浸潤，容易包裹空氣而形成缺陷，其抗腐蝕能力就大大下降。

　　進一步探討噴砂后再磷化工藝關于噴砂時間及石英砂粒徑對耐鹽霧性的影響，試驗結果見表2。由表2可見：噴砂后再磷化工藝噴砂粒徑為0.6~0.8mm對耐中性鹽霧性影響不大，噴砂時間對中性鹽霧試驗影響也很小，這主要是因為噴砂后的試板經磷化處理后，磷化液在金屬試板表面形成自身固有的晶體，對不同噴砂粒徑和不同噴砂時間對試板產生的不同粗糙度有一個填平效應，從而使不同噴砂粒徑和不同噴砂時間對涂層中性鹽霧試驗的影響減少。

　　3不同處理工藝對鐵路專用彈性元件產品中性鹽霧試驗的影響

　　為了證明涂料的常規(guī)性能隨處理工藝的不同而有所變化，我們對公司的減振器、球鉸和通用墊板3種產品進行中性鹽霧試驗，其中每種產品經過噴砂（未磷化）或噴砂后再磷化工藝處理。

　　可以明顯看出：未磷化的減振器經過200h的中性鹽霧試驗后，主表面全部生銹；而磷化后的減振器經過308.5h后，主表面卻只有少量的白色腐蝕物及紅銹。從而說明磷化后減振器的耐鹽霧性遠好于未磷化的減振器。

　　未磷化的球鉸經過66h的中性鹽霧試驗后，主表面有少量的紅銹并且起泡，軸孔有少量的紅銹；磷化后的球鉸經過282.8h后，主表面沒有明顯的腐蝕，有一軸孔有少量的紅銹。這說明磷化后球鉸的耐鹽霧性優(yōu)于未磷化的球鉸產品。

　　可以明顯看出：經過200h的中性鹽霧試驗后，未磷化的通用墊板主表面幾乎全部生銹；而磷化后的主表面卻只有少量的紅銹。說明磷化后通用墊板的耐鹽霧性遠好于未磷化的通用墊板。

　　由減振器、球鉸、通用墊板3種產品進行中性鹽霧試驗的結果可以得出結論經過磷化后的產品其耐鹽霧性優(yōu)于未磷化的產品，這與2.4節(jié)試板的中性鹽霧試驗結果保持一致。

　　4結語

　　為了保證涂層的光澤、抗彎曲性、抗沖擊性及耐鹽霧性等綜合性能達到最佳，我們選擇噴砂后再磷化的復合工藝作為噴涂前最佳金屬表面處理工藝。但是實際生產中，根據(jù)產品形狀規(guī)格或客戶的要求，可能還會選擇打磨、拋光等其他工藝或復合工藝，這需要在生產中靈活應用。