童广 董巧娜
浙江三花智能控制股份有限公司 浙江 绍兴 312500
摘要：现如今，关于金属表面处理的技术发展速度飞快，出现了化学镀、电镀、表面清洗、磷化、喷涂等高科技工艺，然而在发展技术的同时，很多的科研机构和厂家都忽略了处理工艺的环境保护，使得在金属表面处理作业中产生的环境污染问题不能得到预防，无法做到事前控制，而是出现对环境、人体的危害之后采取事后的补救措施。一方面容易造成不良的社会影响，另一方面对企业来说也不经济，因此在提倡绿色生产以及循环经济的今天，发展环保型金属表面处理工艺无疑具有重大的现实意义。
关键词：金属表面；处理工艺；环保
引言
金属表面处理是一个与国计民生密切相关的特殊加工行业，其发展速度相当快。但不少厂家往往侧重于表面处理技术本身的发展而忽略了环保的重要性，即使出了环保问题，也常常着眼于污染物产生后的环保处理，轻视了从加工工艺方面减少污染或解决污染。下面一些工艺是近几年研究很多，而且已在生产上得以实际应用，效果较好。
1金属表面硅烷化处理
硅烷化处理是一种在传统磷化的基础上改进后形成的一种无污染的表面处理工艺，其主要原料为有机硅烷，可广泛用于各种金属的表面处理，当前关于金属表面硅烷化处理工艺的研究较多，发展速度很快。与磷化工艺相比，硅烷化处理在过程中不需要加热，只需常温即可进行，因此节省了燃料，与此同时也就间接降低了燃料燃烧过程产生的空气污染，并且在整个工艺过程中没有重金属离子的参与，也不产生沉渣，因此对环境和人体无害，工艺成本较低，是普通磷化处理成本的20%以下。因此在世界各国已经普遍认为硅烷化处理是代替传统磷化处理的重要技术之一。
在用硅烷化工艺进行金属表面处理时，可以在金属表面形成一层致密的保护膜，并且与金属表面之间的附着力也较强，这主要是因为硅烷含有两种不同的官能团，其中一个官能管可与金属等无机物表面的羟基发生反应形成共价键，因此结合力较大，而另一个官能团能与树脂形成共价键，因此使树脂与金属表面能够紧密结合，再加上合理的涂装工艺（如喷涂、刷涂、滚涂、浸泡等）就使得在金属表面能够形成一层均匀、致密并牢固的保护膜，达到耐腐蚀、氧化的目的。
2无氰化镀铜工艺
电镀铜一般用于铸模、镀镍、镀铬、镀银和镀金的打底，在对金属表面镀铜时，一般传统的镀液内都要含有氰化物，而氰化物对人体来说是有剧毒的物质，一旦泄露到环境中也会对环境造成严重的污染，因此，国内外一直在致力于寻求一种无氰化镀铜工艺，使镀铜的过程能够达到无害化、环保的要求。本文提供一种无氰电镀铜工艺，即按照CuCl2与H2O质量比为28:100配制氯化铜溶液，并经活性炭处理，然后在70℃，600mL水中加入250g的NCBC990U(粉体)，充分搅拌后加入100mLNCBC990M(浅黄色液体)，然后用KOH调节pH值至6～8，将两种溶液混合均匀并加入去离子水至溶液总体积达到1000mL后加热到80℃，然后自然降温到50℃，待镀液澄清透明后经过滤，电镀时，将镀液加热至反应温度，电解15～30min后可作为电镀液使用，进行电镀操作。实验证明这种无氰化电镀的镀层较为均匀，并且达到整个工艺过程的无害化。
3铜材无黄烟光亮清洗工艺
目前，铜材光亮清洗常用配方为：750g/L硫酸，4g/L盐酸，100～150g/L硝酸，适用于铜、黄铜。对低锡青铜、磷青铜等，酸含量有变化：700g/L硫酸，3～5g/L盐酸，350g/L硝酸。对铜锌镍合金类应用：500mL/L磷酸，130mL/L硝酸，360mL/LHAC。配方多、且复杂，操作时产生大量氮氧化合物，“浓烟滚滚”毒性大，又难处理。
杭州吉力达表面处理材料厂的配方：400mL/L硫酸，70g/L硝酸钠(或30mL/L硝酸)D9105~10g/L添加剂，产生的氮氧化合物很少，不需专门处理废气的装置，同时不会产生脱锌腐蚀和过腐蚀，铜件油光闪亮，在生产上得到了很广泛的应用。
4热镀锌工艺
热镀锌也称热浸镀锌，是一种有效的金属防腐工艺，主要应用在电线塔、钢梁、通信设备塔等钢结构设施上。热镀锌工艺首先对镀件表面进行除锈，然后浸于500℃左右熔融的锌液中，通过铁锌之间的反应和扩散，最后使锌层覆盖到镀件表面。通常热镀锌层厚度在65μm以上，有的甚至高达100μm，锌层越厚，防锈防腐的能力就越强。在内陆不潮湿的环境下，热镀锌表面处理的镀件可以保持30年锌层不破坏，不锈蚀；在沿海潮湿的环境下，最少也可以达到15年。热镀锌与其它金属表面处理工艺相比，具有以下优点：(1)成本低，操作简单。(2)镀层均匀、光亮，统一性好。(3)镀层附着力强，韧性强，可以承受一定的机械损伤，具有较好的可靠性。(4)均一性好，任何不规则形状的工件锌层都可以全面覆盖。(5)抗腐蚀能力强，免维护。
5冷喷锌工艺
冷喷锌主要是由金属锌、活性剂和助剂组成长效双重作用的新型钢结构重防腐材料，具有极好的耐候性和防腐性，广泛应用在电力、桥梁、能源和建筑等领域。冷喷锌的施工方式有高压喷涂、刷涂、滚涂和静电喷涂，和普通油漆施工方式基本相同。冷喷锌具有如下优点：(1)可以实现常温条件下喷镀锌含量在96%以上的锌防护层，保证了和热金属处理同样的防腐性能和防腐年限。(2)施工环境温度要求低，工作温度-5～50℃。(3)对钢结构前表面处理程度要求低，Sa2.5级。(4)环保节能，无锌雾和工业三废等有害物质产生。(5)维修和修补方便，运输或吊装破坏锌层后，现场可以采用涂刷或手工喷涂方式修复。
6电泳+丙烯酸聚氨酯面漆工艺
电泳是带电颗粒在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动的现象，是一种电化学反应的过程。电泳涂装是电泳涂料在阴阳两极，在电压作用下，带电荷的涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产生的碱性物质作用形成不溶解物，沉积于工件表面。它包括电解、电泳动、电沉积和电渗透4个过程，通过每个过程中的反应，最终使漆膜吸附于工件表面，从而完成整个电泳过程。电泳技术最早应用在福特汽车涂装线，现在广泛应用在建材、五金、家电和机械等各个领域。电泳工艺分为阳极电泳和阴极电泳，阴极电泳应用最广泛，具有以下的优点：(1)电泳涂料溶解性和乳化性好，溶解后密度略高于水，粘度与水差不多，很容易浸透到被涂物的拐角和缝隙中，涂装面全，无涂装不到的部位。(2)槽液的固体含量低，黏度小，可用超滤(UF)装置和反渗透(RO)装置回收利用，涂料损失小，涂料的利用率可达90%以上。(3)电泳槽液导电性强，涂料粒子活动性好，但湿漆膜的导电性小，随湿漆膜增厚，其电阻增大，达到一定电阻值时，就不再电沉积上去。因此，电泳涂装具有良好的泳透性，可生成比较均一的漆膜。
结语
随着人们环境保护观念的增强，金属表面的处理工艺也要求必须要环保，因此必须改变传统金属表面处理工艺以牺牲环境为发展代价的局面，在原有工艺的基础上不断改进，使金属表面处理行业实现与环境之间的协调发展。
参考文献
[1]“金属表面处理技法”课程建设与实践教学探讨[J].金月仙.科技信息，2012(28)
[2]金属表面处理新工艺——“精密”热处理[J].刘长乐.模具制造，2002，(08)
[3]玉环县金属表面处理行业协会成立[J].林楚炳.表面工程资讯.2013(01)