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引言
为了提高喷涂型材的附着性和耐蚀性，铝型材喷涂前必须经过表面预处理，由于铬酸盐处理技术其化学转化膜具有优异的耐蚀性能和良好的自修复能力以及与涂层良好的附着兼容性，生产操作及工艺控制比较简易，因此，大多数铝型材厂都采用铬酸盐表面处理技术。但随着环境问题越来严峻，国内外许多地方政府考虑到传统的六价铬及三价铬对环境的危害性，以及治理和监管的困难，纷纷出台了严格限制采用传统的含铬钝化工艺的环境政策。
因此，无铬化表面处理技术在铝型材企业生产中的应用是必然趋势，国内外都在致力于无铬化技术方面的研究，目前应用的无铬化工艺主要有Zr-Ti系无铬钝化、硅烷处理、稀土金属钝化以及阳极氧化处理等[1]。但由于研究方向各异、研究实力参差不齐，无铬钝化工艺技术良莠不齐，加上应用企业管理控制水平差异，企业在采用无铬化表面处理技术时常遇到批量性脱涂等质量事故及客户投诉退货，不仅给企业造成了经济损失，而且影响公司的信誉度，导致了企业在使用无铬化处理技术有疑虑或失去信心。在此，本文将近5年的Zr-Ti系无铬化钝化工艺的应用经验与大家分享。
一、Zr-Ti系无铬化化学反应机理
1.1 无铬钝化膜结构
1.2 钝化原理及化学成分
在无铬钝化液中存在无机和有机两相，无机物通过与基底的反应形成氟铝络合物，并且在金属表面的液层中形成胶体热力学不稳定相，在反应中一旦出现热力学不平衡因素时，便促使反应向产物一方进行，最终再次建立动力学平衡，从而在金属表面迅速沉积一层纳米陶瓷，纳米陶瓷结构示意图及化学成分如下图所示。产物中包括铝氟化物、锆、钛与铝的氧化（词条“氧化”由行业大百科提供）物及其氢氧化物等等，同时反应溶液中的有机物也同时发挥其杂化作用，与纳米陶瓷协同沉积对金属基底进行保护。在此反应中形成的钝化膜均匀、耐蚀性强，而且由于杂化作用，与金属基底和有机涂层形成了优异的结合力。
二、立式瀑布前处理喷涂生产线的工艺流程及各工序注意事项
2.1 立式喷涂生产线的工艺流程
2.2 各工序注意事项
1)上架：前处理脱脂无法去除的油污或脏物应进行打磨或用乙醇、丙酮、乙二醇等溶剂进行清除。
2)水洗：上架后先经过一道水洗槽，目的是减少型材的灰尘带入脱脂槽，防止脱脂槽受到污染，减少其更换次数。
3)脱脂：
① 脱脂干净与否对无铬钝化膜质量好坏起到至关重要的作用，正常生产时预脱脂槽的槽液比脱脂槽更脏，预脱脂槽主要作用是除去型材表面的油污，而脱脂槽主要是对型材进一步腐蚀，提高型材的刻蚀量，欧洲Qualicoat标准对前处理刻蚀量要求大于1g/m2(海边建筑使用前处理刻蚀量大于2g/m2)，刻蚀量的大小由链速(脱脂时间)、槽液温度、游离酸浓度、F-电位及Al3+浓度决定。
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