冷轧钢板粉末静电喷涂工艺培训教程

粉末喷涂工艺培训教程 毛禹和 粉末喷涂工艺流程 上件前处理烘干下件固化静电喷涂 钢铁件前处理的主要工艺流程 工位时间温度压力1热水喷淋 1 1分钟45 50 0 07 0 12mpa2 喷淋 脱脂1分钟45 50 0 07 0 12mpa3脱脂2分钟45 50 0 07 0 12mpa4热水喷淋 2 1分钟50 65 0 07 0 12mpa5冷水水洗 1 1分钟常温0 07 0 12mpa6表调45秒常温0 07 0 12mpa7磷化2 5分钟30 35 0 07 0 12mpa8冷水水洗 2 1分钟常温0 07 0 12mpa9冷水水洗 3 1分钟常温0 07 0 12mpa上述流程主要用于冷轧钢板的喷淋处理 工序中没有除锈工序 有锈蚀的工件要在上线前打磨清除 喷淋生产线不宜于安排除锈工序 以免酸雾飞溅 4 上件 作用 将合格的待喷涂工件通过挂具悬挂在喷涂悬挂链上 挂件方式 按照工件对应的排样图选择挂具 悬挂方式和数量 挂件要求 1 挂具的挂钩无变形 挂具无明显弯曲或翘起 挂点导电良好 2 上挂工件表面无明显变形 锈蚀 严重划伤和粘附物 3 工件悬挂牢固 挂件的挂钩成型角度要不利与工件脱落 4 上件时要带手套操作 上件的重要性 1 直接决定生产效率 挂件密度 2 对保证喷涂质量要重要意义1 不合格冲压件 严重划伤 变形 上线前的最后检验 2 保证挂件的固定强度 减少掉件现象发生 3 保证挂具的导电性 提高喷涂质量 3 降低生产成本 燃气 前处理药品 前处理定义 前处理的定义前处理全称为 漆前表面处理 即在喷粉之前对于工件进行的表面处理 前处理的主要目的1提高后续涂层的表面质量2提高后续涂层的附着力3提高后续涂层的耐腐蚀能力4满足后续涂层的特殊性能要求 4 13 2020 热水洗1 作用1 预热零件2 清除零件表面的部分油污 减少后步预除油槽液的污染 3 减轻后续脱脂剂的消耗操作要点1 温度45 50 压力0 08 0 12MPa2 利用补水管适当的补充水 以保持液位高度 3 通常情况下 一般一个星期更换一次槽液 根据除油污机理的不同 一般在家用电器 汽车等行业的涂装前处理工艺中 常用的脱脂方法主要有以下两种 1 溶剂除油 2 碱液除油碱性脱脂的定义将脱脂剂及表面活性剂按比例配制成工作槽液 升温到工艺温度 辅之以喷淋或循环搅拌等机械作用 使工件表面的油污软化 溶解部分发生化学反应 然后与工件表面分离 达到清洗工件表面的目的 简单理解就是脱去工件表面的油脂 主要污染物来自于钢板本身冲压车间及运输转挂过程 脱脂 脱脂剂的主要成分 无机成分碱高的pH值皂化作用硅酸盐改善负荷能力缓蚀作用磷酸盐分散缓冲作用提高槽液稳定性碳酸盐稳定pH值 弱碱性产品中的主要碱性成分有机成分消泡剂控制泡沫的产生缓蚀剂避免工件发生腐蚀络合剂对硬水进行软化表面活性剂促进油脂乳化 增加油脂水溶性一般配槽浓度2 5 温度55 60 主要辅助设施油水分离系统升温系统喷淋系统 表面活性剂的作用机理 4 13 2020 除油的原理 对于油污性污垢 可以利用皂化水解来清洗RCO2CH2CH2OHRCO2CH NaOH3RCO2Na CHOHRCO2CH2CH2OH生成的脂肪酸钠皂可以溶解于水 并且有表面活性剂的乳化 分解作用 4 13 2020 脱脂的过程 A 清洗前的工件状态 存在空气与工件 空气与油污 油污与工件 油污与油污四种界面 B 待清洗的工件处在清洗液 清洗剂工作溶液 中 用清洗液置换空气的状况 这是一种润湿过程 C 清洗液浸入油污与工件的界面后 则仅存在工件与清洗液 清洗液与油污的两种界面 这是一个乳化分散过程 油污被表面活性剂包围而形成乳化液滴分散到清洗液中 4 13 2020 游离碱度的测定 取10ml工作液加入两滴酚酞指示剂 用0 1N的硫酸滴定至粉红色消失为终点 所需的ml数为除油液的游离碱度 影响脱脂效果的主要因素 化学品 机械作用 处理温度 处理时间 处理方法 浸渍 喷淋 处理时间槽液污染程度 清洗剂的种类 浓度 处理稳定基材和污染物 4 13 2020 操作要点 a 温度45 50 压力0 08 0 12MPa b 每2小时检查漕液总碱度和游离碱度 泡沐高度 漂洗性能 脱脂效果 淋温度和压力 c 每天对表面浮油进行清除 d 通常每个月换槽液一次 4 13 2020 脱脂效果的快速评价 观察脱脂水洗完成后的工件表面 如果工件表面的水膜连续均匀 则表明脱脂水洗的效果比较好 否则需要对脱脂槽液进行检查 4 13 2020 脱脂水洗 作用 去除工件表面粘附的脱脂液的作用 操作要点a 喷淋压力为0 08 0 12MPa b 冷水1适当的补充新鲜水 以降低槽内水洗液的浓度 c 工件表面水膜要求连续 无脱脂剂 表面活性剂 和偏硅酸胶体残留 d 每2小时检查回流槽的泡沐高度和PH值 要求热水洗2PH控制在5 7 5之间 冷水洗1PH控制在6 5 7 5之间e 视生产情况 一般一个星期进行一次换槽清洗 4 13 2020 表调 定义 是采用磷化表面调整剂使需要磷化的金属表面改变微观状态 促使磷化过程中形成结晶细小的 均匀 致密的磷化膜 作用 是促使磷化形成晶粒细致密实的磷化膜 以及提高磷化速度 分类 1 酸性表调剂 如草酸 2 胶体钛 表面调整的作用 放大400倍磷化电镜照片有无表调对比 4 13 2020 操作要点 a 喷淋压力为0 08 0 1MPa b 每小时检查漕液的PH值 PH为8 8 5之间 小于7时应考虑更换药剂 c 每2小时检查喷淋温度和压力 d 通常每周清洗槽体一次 同时更换药剂 4 13 2020 磷化的定义 所谓磷化 是指把金属工件经过含有磷酸二氢盐的酸性溶液处理 发生化学反应而在其表面生成一层稳定的不溶性磷酸盐膜层的方法 所生成的膜称为磷化膜 钢铁零件在含有锰 铁锌 钙的磷酸盐溶液中 进行化学处理 使其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法 叫做磷化处理 或称磷酸盐处理 4 13 2020 磷化液的主要成分 磷化剂的主要成份为酸式磷酸盐 锌 镍 锰三元磷化剂 这些酸式磷酸盐在溶于水后 分解产生游离磷酸 与工件表面金属起化学反应 生成磷酸盐沉淀在工件表面 形成磷化膜 主要成份为磷锌矿Zn3 PO4 2 4H2O和磷叶石 对于钢铁锌系磷化 膜主要由磷酸锌铁 P相 Zn3Fe PO4 2 4H2O 和磷酸锌 H相 Zn3 PO4 2 4H2O 所组成 磷化反应方程式 锌系 Fe 2H3PO4Fe H2PO4 2 H2 1 2OH O 氧化剂 2 O 氧化剂 FePO4 H3PO4 1 2H2O 3 磷化渣 游离酸 3Zn H2PO4 2Zn3 PO4 2 4H2O 4H3PO4 4 H2O 磷化膜 opeite Fe 2Zn H2PO4 2 H2O O Zn2Fe PO4 2 4H2O 2H3PO4 5 磷化膜 Phosphophyllite 4 13 2020 磷化的主要作用 A 增加板材与涂层的附着能力 磷化膜为磷酸盐的结晶堆积 具有多孔性和不光滑的表面 涂料可以渗入到这些孔隙中 因而能显著提高涂膜的附着力 B 提高板材的防腐蚀能力 磷化膜能使金属表面由优良导体转变为不良导体 从而抑制了金属表面的原电池腐蚀 提高涂层的耐蚀性和耐水性 C 在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用 4 13 2020 磷化的过程 1 金属的溶解过程当金属浸入磷化液中时 先与磷化液中的磷酸作用 生成一代磷酸铁 并有大量的氢气析出 酸的浸蚀使基体金属表面H 浓度降低其化学反应为 Fe 2e Fe2 2H 2e 2 H 或者Fe 2H3PO4 Fe H2PO4 2 H2 1 上式表明 磷化开始时 仅有金属的溶解 而无膜生成 4 13 2020 磷化过程 2 促进剂的加速上步反应释放出的氢气被吸附在金属工件表面上 进而阻止磷化膜的形成 因此加入氧化型促进剂以去除氢气 其化学反应式为 O H R H2OFe2 O Fe3 R 3Zn H2PO4 2 Fe 2NaNO2 Zn3 PO4 2 2FePO4 N2 2NaH2PO4 4H2O 2 上式是以亚硝酸钠为促进剂的作用机理式中 O 为促进剂 氧化剂 R 为还原产物 由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原子 加快了反应 1 的速度 进一步导致金属表面H 浓度急剧下降 同时也将溶液中的Fe2 氧化成为Fe3 4 13 2020 磷化过程 3 水解反应与磷酸的三级离解磷化槽液中基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐 其分子式Me H2PO4 2 这些酸式磷酸盐溶于水 在一定浓度及PH值下发生水解泛音法 产生游离磷酸 H3PO4H2PO4 HHPO42 2H PO43 3H Me H2PO4 2 MeHPO4 H3PO43MeHPO4 Me3 PO4 2 H3PO4H3PO4 H2PO4 H HPO42 2H PO43 3H 3 由于金属表面的H 浓度急剧下降 导致磷酸根各级离解平衡向右移动 最终为PO43 4 13 2020 磷化过程 4 磷化膜的形成当金属表面离解出的PO43 与溶液中 金属界面 的金属离子 如Zn2 Mn2 Ca2 Fe2 达到溶度积常数Ksp时 即结晶沉积在金属工件表面上 晶粒持续增长 直至在金属工件表面上生成连续的不溶于水的黏结牢固的磷化膜 就会形成磷酸盐沉淀2Zn2 Fe2 2PO43 4H2O Zn2Fe PO4 2 4H2O 4 3Zn2 2PO43 4H2O Zn3 PO4 2 4H2O 5 磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核 晶核继续长大成为磷化晶粒 无数个晶粒紧密堆集形而上学成磷化膜 4 13 2020 磷化过程 6 磷酸盐沉淀的副反应将形成磷化沉渣Fe3 PO43 FePO4 6 金属工件溶解出的二价铁离子一部分作为磷化膜的组成部分被消耗掉 而残留在磷化槽液中的二价铁离子 则氧化成三价铁离子 发生 2 式的化学反应 形成的磷化沉渣其主要成分是磷酸亚铁 也有少量的Me3 PO4 2 4 13 2020 磷化过程 7 以上机理不仅可解释锌系 锰系 锌钙系磷化成膜过程 还可指导磷化配方与磷化工艺的设计 从以上机理可以看出 适当的氧化剂可提高反应 2 的速度 较低的H 浓度可使磷酸根离解反应 3 的离解平衡更易向右移动离解出PO43 金属表面如存在活性点面结合时 可使沉淀反应 4 5 不需太大的过饱和即可形成磷酸盐沉淀晶核 磷化沉渣的产生取决于反应 1 与反应 2 溶液H 浓度高 促进剂强均使沉渣增多 相应 在实际磷化配方与工艺实施中表面为 适当较强的促进剂 氧化剂 较高的酸比 相对较低的游离酸 即H 浓度 使金属表面调整到具备活性点均能提高磷化反应速度 能在较低温度下快速成膜 因此在低温快速磷化配方设计时一般遵循上述机理 选择强促进剂 高酸比 表面调整工序等 4 13 2020 如何控制磷化渣的产量 工艺控制降低磷化液的H 浓度 低游离酸度 减少Fe2 氧化成为Fe3 生产控制方法 自动沉降及除渣机自动除渣的综合利用等 4 13 2020 磷化主要参数 总酸 定义 主要指磷酸盐 硝酸盐和游离酸的总和 意义 总酸度反映磷化内动力的大小 是磷化液浓度的一项指标 控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内 提高总酸能加速磷化反应 使膜层薄而细致总酸度高 磷化动力大 速度快 结晶细 注意的问题 总酸度过高 则产生的沉渣多和粉末附着物多 常常使膜层过薄 如果过低 则磷化慢 结晶粗 检测方法 用10ml的刻度吸管准确吸取10ml被测磷化液于250ml锥形瓶中 加蒸馏水 至约50ml 滴加甲基橙指示剂1滴 用0 1mol L氢氧化钠标准溶液氧化钠标准溶液滴定至黄色消失出现蓝色为终点 所消耗标液的毫升数 即为该测溶液的游离酸点数 4 13 2020 磷化主要参数 游离酸 意义 游离酸度反映磷化液中游离H 的含量 控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度 把成膜离子浓度控制在一个必须的范围 影响 过高会使磷化反应时间延长 不能成膜 磷化膜的溶解速度加快 也不利于成膜 甚至根本不会上膜 易出现黄锈 磷化膜晶粒粗大多孔 耐腐蚀性降低 亚铁离子含量容易上升 溶液里的沉淀容易增多 如果过低 则不利于金属基体的溶解 磷化膜薄甚至没有磷化膜 磷化液的稳定性受威胁 生成额外的残渣 4 13 2020 磷化主要参数 促进剂 作用氧化性加速 1 限制甚至停止氢气的释出 2 使溶液中的某些化学元素发生化学转化 检测方法将10ml刻度的发酵管充满被测磷化液 并加入促进剂测试试剂2 3g 倒置使试剂处于发酵管的根部然后静置 基本没有气泡产生时 既可读出发酵管气点的毫升数 该毫升数即为被测促进剂的点数 4 13 2020 磷化主要参数 酸比 定义即指总酸度与游离酸度的比值作用酸比小 则意味着游离酸度太高 反之 则意味着游离酸度低 酸比值随温度升高而变小 随温度降低而增大 一般常温下控制在20 25 1酸比较小的配方 游离酸度高 成膜速度慢 磷化时间长 所需温度高 酸比较大的配方 成膜速度快 磷化时间短 所需温度低 4 13 2020 磷化操作要点 a 喷淋压力0 08 0 12MPa 磷化温度30 35 b每2小时检查漕液的总酸度 TA 游离酸度 FA 促进剂浓度 AC 槽温度和压力 c 每周将槽液抽入高位沉淀槽内进行沉淀 对喷嘴 喷淋管道和槽体进行一次清理 d 磷化膜一般呈灰白色 黑色和金黄色 磷化后的工件磷化膜层应结晶致密 连续 均匀 e 磷化后的工件允许以下缺陷 由于局部的热处理 焊接以及表面加工状态的不同而造成的颜色和结晶不均匀 在焊接气孔和夹渣处无磷化膜 f 磷化后工件不允许以下缺陷 梳松的磷化膜 锈蚀或锈斑 局部无磷化膜 焊接气孔和夹渣处除外 表面挂灰严重 切口无磷化膜或随线冷轧板样品表面无磷化膜 注 在磷化反应中 促进剂分解产生酸性腐蚀气体 易锈蚀磷化过程中的工作 因此禁止无故停车 每班检查1次磷化膜耐蚀能力 在3 NaCl溶液中浸泡5min后 2小时内不生锈 4 13 2020 磷化水洗的作用 去除工件表面粘附的磷化液操作要点a 喷淋压力为0 08 0 1MPa b 水洗 2 适时适量的补充水 以降低槽内水洗液的浓度 补充水来自水洗3的溢流水 c 每小2时检查回流槽的PH值 要求水洗 2 PH控制在5 7 5之间 水洗 3 PH控制在6 5 7 5之间外 磷化膜外观要求 磷化膜外观质量为深浅不等的灰黑色 允许有闪亮或不闪亮的白色点 不允许有肉眼可见的锈迹水份 磷化膜结晶要求均匀 细密 无严重挂灰和粗糙等现象 无漏底金属 4 13 2020 磷化膜的质量判断标准 1 外观1 水洗后可初步观察质量状况 对附着的杂质 可借助水膜 观察反光情况 2 磷化膜的质量状况一般在烘干后进行检查 其结晶状况可用指甲轻轻刻划 如果有白色划痕 则表示有磷化膜存在 可根据划痕粗和细 判断结晶粗糙程度 2 盐水浸泡 3 NaCl盐水浸泡试验 1h无锈迹 5 35 3 硫酸铜点滴试验 记录液滴由蓝色变为浅黄色的时间 试液成份 CuSO4 5H2O41g lL NaCl35g L0 1NHCl 盐酸 13ml L 所有的试剂纯度均为化学纯 化学品的贮存条件和要求 1 应将化学品储存在通风 干燥的室内 室内温度通常要求在0 45 2 化学品应避免日光直射和雨淋 尤其是粉剂产品不得受潮3 氧化 还原产品应远离酸性产品储存 例如 4 所有化学品应独立堆放 并挂有识别标牌5 搬运 使用化学品时要穿戴好必要的保护用品 如 耐酸手套 围裙 雨靴 防护眼镜等6 防止化学品与皮肤接触和飞溅 一旦接触应及时冲洗 若是要害处 如眼睛或吸入口内 须及时到医务室就诊7 一旦发生化学品泄漏 应及时阻止进一步泄漏 并根据化学品的特性 进行现场清洗 泄漏的化学品不得再用 化学灼伤的急救处理 一 常见化学灼伤的急救处理1 防止造成严重化学灼伤的最简单 可靠的方法就是立即用大量的水冲洗 切忌局部干擦 然后用中和剂洗涤和湿敷 用中和剂的时间不宜过久 并且用清水冲洗掉中和剂 然后视病情予以适当的处理 2 酸灼伤的急救处理 磷酸 硝酸 硫酸等 立即用大量的水冲洗 再用5 的碳酸氢钠溶液湿敷中和 然后再用清水冲洗 碱灼伤的急救处理 氢氧化钠或钾等 3 先用大量的水冲洗 再用2 的硼酸湿敷 然后再用清水冲洗 化学灼伤的急救处理 二 酸碱化学品溅入眼内的急救处理不要急于送医院 在现场用大量的水进行冲洗 也可将面部浸入水中 连续做睁眼和闭眼动作 同时拉开眼皮并摇头 使化学物质充分稀释和冲洗掉 根据化学品的性质 酸灼伤选用3 的碳酸氢钠溶液 碱用3 的硼酸溶液进行适当的中和冲洗 对某些化学物质不明的灼伤 使用生理盐水即可 冲洗时一定要充分暴露眼睛 冲洗液不得少于1000毫升 以冲洗彻底可靠 如发现异物立即清除 经上述处理后送医院进行抢救治疗 化学灼伤的急救处理 三 化学品气体吸入的急救处理 把患者移到空气新鲜处 如果发现呼吸困难的 必须进行输氧处理 如果患者停止呼吸 必须立即进行人工呼吸 然后再送医院就诊 吞入的急救处理 不要促使患者呕吐 喝大量的水 如果发生呕吐 喝更多的水 不要给神智不清的患者吃任何东西并立刻送医院就诊 烘干 目的 干燥工件表面水膜 避免漆膜出现起泡等缺陷 方式 通过燃烧机加热和风机循环加热气体 采用热风烘干工件表面水分 温度范围 120 160 注意 工件下端或深凹处存水如果无法烘干需要在干燥前采用人工方法初步排除积水 烘干后工件要冷却到35 以下才能进行喷涂 否则会造成涂层厚度高于要求 4 13 2020 校正 操作要点 a 操作人员必须佩带完好 整洁的劳保手套 b 工作前必须使用高压空气吹掉衣服上的灰尘 c 检查经过前处理的工件是否有变形 划伤 压伤 锈斑 油污 砂粒 缺料 多料等缺陷 d 仔细观察钣金件表面是否覆盖有均匀 致密的磷化膜 是否有砂粒 灰尘 未烘干的水渍等 有缺陷的钣金件用砂纸打磨后 用压缩空气吹净 有水渍的钣金件要擦拭干净并用压缩空气吹干 4 13 2020 喷粉 利用高压静电造成静电场 喷枪接高压负极 被涂工件接地成为正极 构成回路 粉末借助被净化的压缩空气吹力 由喷枪喷出时带有负电荷 按照电荷 异性相吸 的原理喷涂到工件表面 由于粉末是绝缘的 所带电荷除紧靠工件表面的接地被放电外 其余的积聚起来继续喷粉 越积越多 最终将排斥继续喷枪喷出的粉末 从而得到了均匀的涂层 4 13 2020 喷粉操作要求 工艺要求 新工件 电压60 90KV 供粉送粉气压0 6MPa 供粉量 70 静电电流10 40 A 枪与工件之间的距离150 300mm 返工件 电压30 70KV 其它相同 流化床压力调节范围一般在1 5 2 0bar 反吹压力调节范围一般在4 0 4 5bar 压差表压力范围应在4 6bar 粉房温度15 25 最高不超过35 相对湿度75 85 喷涂设备近旁应避免气流 周围横向气流速度小于0 1米 秒 平均空气流速 0 3 0 5米 秒 48 粉末涂料定义 粉末涂料是一种新型的不含溶剂的固体粉末状涂料 涂料由特制树脂 颜填料 固化剂及其它助剂 以一定的比例混合 再通过热挤塑和粉碎过筛等工艺制备而成 它们在常温下 贮存稳定 经静电喷涂或流化床浸涂 再加热烘烤熔融固化 使形成平整光亮的永久性涂膜 达到装饰和防腐蚀的目的 粉末涂料的分类 粉末涂料分为两大类 热塑性粉末热塑性粉末涂料具有遇热软化 冷却后又能固化成膜的特性 主要是物理性熔融塑化成膜过程 期间没有化学反应 热固性粉末热固性粉末涂料具有遇热融化流平并且交联固化成膜的特性 固化的漆膜具有不溶不融特性 固化过程有化学反应 粉末涂料的优点 1 粉末涂料不含溶剂和挥发有毒性的物质 改善劳动条件 2材料利用率高 过喷的粉末可回收利用 利用率达95 以上 3 粉末喷涂一次性施工 无需底涂 即可得到足够厚度的涂膜 4 粉末涂料存贮 运输安全和方便 5手工喷涂操作人员易于掌握喷涂技巧 自动喷涂生产时流水线可实现涂装自动控制 粉末涂料的缺点 1 换色困难 需要较长的时间和人工 2 粉末存储受压力 温度和湿度影响 易结块 3 喷涂生产必须要有一定的加热设备 4 粉末涂料很难达到小于35 m的薄膜层 易出现颗粒 针孔等问题 5粉末涂装投资大 需要加热和粉末回收设备 一 粉末涂料的特点 利用率高 环保 高效 节能 无害安全 树脂分子量大 涂膜性能好 操作简单 易于实现自动化 优点 一 粉末涂料的特点 续 设备需专用 烘烤温度高 不适宜薄涂 调色 换色 换品种麻烦 缺点 粉末涂装的发展 热喷涂 冷喷涂热喷涂种类滚涂法 加热的工件在粉末中滚动 火焰喷涂 粉末通过喷枪火焰加热至熔融状态后喷射到预热的工件表面而形成涂层 流化床喷涂 加热的工件在流化的粉末沾附并融化粉末 并再次加热流平固化 流化床涂装 流化床工作原理 将空气吹入容器底部的多孔性透气板 成为均匀分布的细散气流 使粉末涂料翻动达到 流化状态 粉末微粒翻动呈流态化 气流和粉末建立平衡后 保持一定的界面高度 将需涂敷的工件预热后 放入粉末中 即可得到均匀的涂层 最后加热固化 流平 成膜 优点 操作简单连续生产性好 缺点 被涂物尺寸受限制 工件要预热 要求被涂物热容量大 膜厚不均 流化床涂装示意图 冷喷涂种类 1静电流化床 在静电流化床中 安装在多孔板上的高压直流栅格可使得微粒带高压负电 这样这些带静电的粉末就会被只有接地电压的待涂工件所吸引而形成附着的粉层 静电流化床涂装技术的不足主要在于对涂装产品的尺寸有限制 2粉末静电喷涂 静电喷粉示意图 粉末涂料静电喷涂技术采用的是粉末 空气混合物 在粉末进料斗中设置有一个小型的流化床以形成粉末 空气混合物 粉末通过一根软管被输送至喷枪中 喷枪的喷嘴由于高压直流电的输入而形成带电电极 静电粉末喷涂 目的 将粉末涂料均匀地喷涂到工件的表面上 原理 工件通过输送链进入喷粉房的喷枪位置准备喷涂作业 静电发生器通过喷枪枪口的电极针向工件方向的空间释放高压静电 负极 该高压静电使从喷枪口喷出的粉末和压缩空气的混合物以及电极周围空气电离 带负电荷 工件经过挂具通过输送链接地 接地极 这样就在喷枪和工件之间形成一个电场占粉末在电场力和压缩空气压力的双重推动下到达工件表面 依靠静电吸引在工件表面形成一层均匀的粉状涂层 静电喷涂优点 带有负电荷的粉末微粒与工件之间具有静电吸引力 使粉末微粒牢固吸附在工件表面上 甚至敲打工件 粉末也不易脱落 粉末微粒具有较高的电阻 微粒上带的负电荷不易漏掉 从而使粉末能相当长时间吸附在工件表面 带负电荷的微粒之间具有相斥的力 这种斥力有助于分散微粒的作用 工件表面吸附的粉末粒层达到一定厚时 不会再加厚 从而保证了当工件固化后 表面的涂膜均匀 粉末静电喷涂三个阶段 第一阶段 带负电的粉末在静电场中沿着电力线飞向工件粉末均匀吸附在工件表面 此阶段上粉率最高 第一阶段示意图 粉末静电喷涂三个阶段 第二阶段 工件对粉末的吸引力大于粉末之间相互排斥的力粉末持续的堆积形成一定厚度的涂层 此阶段上粉率逐步降低 粉末之间静电排斥 第二阶段示意图 粉末静电喷涂三个阶段 第三阶段 随着粉末沉积层不断加厚 粉层对飞来的粉末排斥力增大 当工件对粉末的吸引力与粉层对粉末的排斥力相等时 继续飞来的粉末就不再被工件吸附了 第三阶段示意图 静电喷涂分类 手工喷涂优点 适宜于复杂工件 设备投资小 缺点 生产效率低 质量不稳定 自动喷涂优点 质量稳定 生产效率高 工艺参数可以数 缺点 设备投资大 不适宜复杂工件 4 13 2020 往复机 4 13 2020 控制器 喷涂设备系统 1静电发生器粉末静电喷涂的高压电源 能产生高强度的静电场以保证喷涂要求 且从安全角度要考虑到不应有造成放电的因素 因此要求直流高压发生器的输出功率具有电压高 电流峰值低的特性 通常采用的电压为50 100kV 电流小于300 A 金马喷枪的静电高压发生器 高压块 已安装在喷枪内 具有过流 短路保护功能 对地放电 不打火 直接碰地或工件距离过近自动关闭系统 喷枪静电喷涂枪决定着粉末的喷涂方向 控制着沉积速度 控制着生成图案的尺寸 形状和喷涂密度 同时 喷枪也给正在喷出的粉末充电 喷枪可由手工操纵 也可固定在连续喷涂室的一侧或两侧而自动喷涂 或手工 自动来回交替进行喷涂 喷枪的技术要求 喷枪的作用是产生良好的电晕放电 使喷出的粉末带尽可能多的电荷 均匀地散布在工件表面上 对喷枪的要求 粉末粒子应得到最大的带电效果 适应不同的喷粉量 应有最大的安全系数 手动喷枪及控制器 自动喷枪 供粉装置 供粉装置它是把粉末在流化桶中流化 然后由空气把粉末送到喷枪装置内 由贮粉器 粉末输送泵和粉末流化桶组成 一般包括贮粉器 粉末输送泵和粉末流化桶 4 13 2020 文丘里粉泵 供气系统 供气系统在粉末静电喷涂过程中粉末涂料总要和加压空气相接触 所使用的压缩空气净化质量有严格的要求 空气源的条件是 水分含量小于1 3g m3 油含量小于10 7 体积分数 喷涂车间使用空压站提供的压缩空气 空气入口也有油水分离器净化 空气质量可以得到保证 压缩空气含水含油量定性检测 在冷冻式干燥机后取样 将压缩空气释放压力后通入变色硅胶 十分钟后观察硅胶颜色 不变色则可认为冷冻式干燥机能够有效地干燥压缩空气 在使用点取样 用压缩空气吹放在出气口前的滤纸 五分钟后观察滤纸是否沾油 若无沾油现象 则可认为压缩空气经过滤后已除油 喷粉室 喷粉室是喷涂的主要场所 主要作用防止粉末污染喷涂环境 保证喷涂质量 同时可以回收粉末 为防止静电荷积累 喷粉室要有良好的接地 现在公司采用不锈钢粉房 坚固耐腐蚀 缺点 与粉末存在静电吸附 降低上粉率和提高清理难度 快速换色的粉房内壁采用塑料材料制作 降低粉末的吸附强度 边角设计成圆弧状 减少清理死角 喷粉室 一般喷粉室外设置套间 籍以同大车间隔开 粉房内要有风速0 3 0 5m s的气流经开口处流向回收口 避免喷粉室沉积过多粉末 喷粉室一般要达到以下要求 喷涂过程中粉末不向车间扩散 不向操作人员反喷 要保证工件在喷涂时粉末的流动速度和方向 喷粉室要便于清理 不容易引起粉末的沉积 室内光线要充足 喷粉室 粉末回收装置 喷枪喷出的粉末除一部分吸附到工件表面上 一般为50 70 外 其余部分自然沉降 沉降过程中的粉末一部分被喷粉室侧壁的旋风回收器收集 利用离心分离原理使粒径较大的粉末粒子 12 m以上 分离出来并送回粉桶重新利用 12 m以下的粉末粒子被送到滤芯回收器内 其中粉末被脉冲压缩空气振落到滤芯底部收集斗内 通过粉末回收装置粉末利用率平均达到95 带小旋风回收装置的喷粉房 小旋风回收装置 4 13 2020 带大旋风回收装置的粉房 大旋风回收装置 旋风分离原理 当含粉末气体进入旋风回收器时 气流由变为圆周运动 旋转气流的绝大部分沿除尘器内壁呈螺旋形向下 朝向锥体流动 含粉末气体在旋转过程中产生离心力 将相对密度大于气体的粉末粒子甩向除尘器壁面 粉尘粒子一旦与除尘器壁面接触 便失去径向惯性力而靠向下的动量和重力沿壁面下落至振动筛 旋转下降的外旋气流到达锥体时 因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢 根据旋矩不变原理 其切向速度不断提高 粉尘粒子所受离心力也不断加强 当气流到达锥体下端某一位置时 即以同样的旋转方向从除尘器中部由下反转向上 继续做螺旋形运动 构成内旋气流 最后净化气体经排气管排出 小部分未被捕集的粉尘粒子也随之排出 旋风分离器图示 超细粉处理 超细粉末 粒径小于12微米 带电性差 不应该混在回收粉内 旋风分离器分离粉末时会将超细粉随气流带出 超细粉末由后续的滤芯过滤出 定期收集装箱 静电喷涂工艺参数控制 喷涂电压喷涂电压对粉末在工件上的附着量有影响 电压增高附着量增加 但是电压过高粉末附着量反而降低 大于90kV 静电高压60 70kV 电压过高容易造成粉末反弹和边缘麻点 电压过低不能使粉末充分带电 上粉率低 涂层厚度不均 静电喷涂电压选择 1 复杂工件的电压要适当降低 在工件凹陷处 由于静电屏蔽的作用 使用电压越高 静电屏蔽作用就越大 这时就必须降低电压进行喷涂 2 二次喷涂产品电压要调低至30 40kV 3 喷涂电压随着喷枪喷涂距离增加而提高 决定空气是否被击穿的主要因素是电场强度E E UAB d UAB AB两点间的电压 V d AB两点在场强方向的距离 m 静电压与粉末的附着力的关系 喷枪距离与击穿电压关系 喷涂距离 喷涂距离变化对膜厚极限值的影响特别敏感 在电压不变情况下 距离增加时膜厚减少 上粉率降低 喷枪与工件间距离过短时 会产生火花放电 膜厚随喷涂距离增加减少 流化气压控制 流化床的作用是利用气流的作用 使粉末形成一种适当的流化状态 手感类似于液体流动的状态 检测流化达到充分状态 最简单的操作是 用手或棍棒搅动粉末时 感觉不到阻力的存在 流化便于粉末吸入导管 在加速风的作用下 产生雾化的效果 压力不足或压力过大都会造成流化不充分的产生 膜层厚度 外表面 白色粉末涂层厚度控制在60 80um 其它颜色粉末控制在50 100um 内表面 涂层厚度要求可以保证工件面均匀覆盖 无明显返青现象 喷涂过厚会产生反向电离现象 造成涂层产生明显凹凸现象 如火山口状桔皮 喷涂过薄会产生明显颗粒 返青和涂色色泽不均现象 膜层厚度控制 粉末涂层厚度与粉末质量 喷涂电压 生产链速 挂具的导电性 供粉气压 工件形状 工件表面温度都有关 在实际生产中主要控制供粉量来控制涂层厚度 因为影响厚度的因素很多 涂层厚度要靠现场测量反馈来调节供粉气压及供粉量 新旧粉末比例 回收粉末是指首次喷涂后的落地粉末 由于不同粒径的粉末上粉率不同 造成回收粉末中粒径分布与新粉末不同 在喷涂中粉末吸收了空气的水分 带电粉末吸附空气中的灰尘 回收粉末经过一次以上的充放电过程 粉末再次充电能力降低 所以回收粉末的大量使用会降低涂层品质 加入比例 新粉 回收粉 3 1 金属粉末比例更大 金属粉末颜色不稳原因 由于金属粉与粉末涂料粒子的密度和电性能不同 当静电粉末涂装时 两种物料的带静电性能不同 上粉率也有差别 导致粉末涂料与涂膜之间的铝粉含量产生差别 也使回收粉末与原粉中的铝粉含量不同 难以使回收粉末再利用 最终将影响涂装产品外观品质的稳定性 检验 由专人在喷涂之后进行检验 检验内容包括所有不良状况如 积 堆 粉 杂质 少粉 碰伤 杂色 颗粒等 将颗粒或杂色 纤维等轻微缺陷采用洗耳球吹掉 无法线上修理的不良工件轻轻取下并除去表面粉末 然后送至上料区重新上挂喷涂 如果出现批量不良现象及时反馈给喷涂人员进行调整改善 固化 固化是指使静电吸附在工件表面的粉层 通过固化处理而转变成符合质量要求的涂膜的工序 固化的原理 环氧树脂中的环氧基 聚酯树脂中的羧基与固化剂中的胺基发生缩聚 加成反应交联成大分子网状体 同时释放出小分子气体 副产物 通常在进出口等温度较低部位重新结晶 温度及时间 200 5 10min 固化过程 固化过程分为熔融 流平 胶化和固化4个阶段 熔融 温度升高到熔点后工件上的表层粉末开始融化 并逐渐与内部粉末形成漩涡直至全部融化 此阶段粉末粘度逐步降低 流平 粉末全部融化后开始缓慢流动 在工件表面形成薄而平整的一层 此阶段称流平 此阶段粉末粘度降至最低 固化过程 胶化 随着粉末的化学反应进行 流平的粉末粘度增加至胶体状态 流动性降低 树脂与固化剂间的交联反应 固化 温度继续升高和时间的继续 粉末涂层彻底转化为固态 熔融 流平 胶化是涂层的固化过程中的液体状态 固化为最终的固体状态 粉末固化设备 粉末固化的主要设备设备主要包括供热燃烧器 循环风机及风管 炉体3部分 我公司使用的供热燃烧器为美国 Eclipse 牌品 使用天然气 循环风机进行热交换 送风管开口在炉体底部 回风管在炉体底部 炉体为桥式结构 既有利于保存热空气 又可以防止生产结束后炉内空气体积减小吸人外界灰尘和杂质 固化技术要求 1 涂层的均匀固化均匀固化是指使炉内各部位放置的工件 以及工件各部位的涂层均处于温度相同或温差极小的条件下固化 在炉内温度稳定区域内 工件表面1200mm范围内上 中 下三点温度曲线应落在偏差不大于 5 的平衡温度带内 均匀固化可以保证喷涂工件固化质量稳定 涂层外观颜色光泽一致 固化技术要求 2 固化温度聚酯粉末涂料固化的基本工艺 200 烘10min 其中的温度和时间是指工件的实际温度和维持不低于这一温度的累积时间 而不是固化炉的设定温度和工件在炉内的行走时间 其他户外和高温粉末的固化条件要按照产品说明书要求进行 固化技术要求 3 固化炉洁净无尘固化炉采用热风对流传导热量 如果炉内有灰尘或颗粒转杂质 固化过程中会粘附在漆膜上形成缺陷 下件 将喷涂并冷却的工件 检验合格后 卸下 检分类摆放在铁笼子 木拍子上 相互之间用发泡膜等软包装缓冲材料隔离 以防止划伤磨损 要求 1 轻拿轻放 避免划伤工件 2 有缺陷工件要挑出单独摆放 出现批量喷涂不良要立即告知喷涂工 外观检验要求 检验环境 a 环境整洁 不能有显著影响检验作业的蒸气 湿气 烟雾 粉尘等 b 检验光线要求为正常光线下的自然光或照度不低于500LXCE的目光灯照明 例 2只长度约120cm的40W的标准日光灯 安装在观察点正上方的位置C 在一臂距离内 400mm 光线良好的条件下 以不超过15秒的时间观察 检查 零部件的第一部分独立的表面 外观检验要求 对缺陷本身严重度的划分 a 严重 一般情况下 任何操作设备的人可立即看到的缺陷 或在一臂长的距离可看到的缺陷 此类缺陷必须返工处理 B 轻微 在一般情况下 充足的光线下 仅凭认真的近距离 小于一臂距离 的观察 检查 才可看到的缺陷 此类缺陷可以采用修饰 补喷手喷漆等方法处理 内在质量检验要求 1 涂层厚度工具 涂层磁性测厚仪方法 用磁性测厚仪测零件表面 测试值在50 100微米之间 频率 首件必须检验 其余抽检 2 涂层硬度工具 H铅笔方法 铅笔划痕无法划破漆膜 频率 首件检验 内在质量检验要求 3 漆膜附着力工具 划格器方法 划痕至基体 漆膜无脱落现象频率 首件必须检验 4 漆膜抗冲击强度工具 涂层冲击器方法 50kg cm冲击 正面漆膜无开裂脱落现象 频率 首件检验 不合格品的标示和记录 工件不合格部位要用水性笔标示出来 减少返修时寻找缺陷时间 记录