8.无机涂层的涂搪工艺.ppt

1、8.涂搪,Application,无机涂层涂搪的种类,无机涂层底坯在完成预处理之后就要涂搪，目前无机涂层涂搪的种类主要有： 浸搪：它适合于生产小型的无机涂层制品。 喷搪：它适合于生产大型的浴缸、建材、工业无机涂层等制品。 真空涂搪：它适合于生产中空的无机涂层制品，如：无机涂层管道、热水器。 干粉涂搪：铸铁产品、卫生洁具、家电无机涂层、建筑无机涂层。 静电湿法涂搪：家电产品，建材产品。 静电干粉涂搪：家电产品，建材产品。 电泳涂搪： 电子工业，国防工业。 特别是后三种涂搪工艺，是最为令人瞩目的现代化涂搪工艺。,干粉涂搪,卫生铸铁无机涂层一般采用干粉涂搪。 把热的底坯滚压在瓷釉粉末中，但常用的还是

2、把瓷釉粉末洒在预热的底坯表面，当瓷釉接触到灼热的铸铁就开始熔化并产生密着 然后再进行烧成。,干粉涂搪,操作技术对于确保均匀的瓷层至关重要，尤其是家用的无机涂层浴缸。 现在这些技术己实现了自动化控制，已研制出的机器手，可以对浴缸进行粉末涂搪。,湿法涂搪,大多数瓷釉都是用水作为悬浮介质进行球磨后再涂搪的-湿法涂搪。 基本的涂搪方法有二种： 1.浸搪法 2.喷搪法 大多数涂搪操作都是基于这二种涂搪方法建立起来的。,浸搪,浸搪即把湿磨的釉浆涂在金属底坯上，它是一种较原始的涂搪方法。 把底坯完全浸没在釉浆中，然后再取出来，除取多余的釉浆。,浸搪,无机涂层的涂层厚度将取决于釉浆的屈服值、流动度。 釉浆屈服

3、值、流动度的控制是浸搪操作中最基本的要素。,浸搪,浸搪,瓷层厚度取决于釉浆的停留性和比重； 底坯的形状也是一个重要的因素； 厚的瓷层一般要求釉浆的比重较高（含水量低）； 薄的瓷层一般要求釉浆的比重较小（含水量高）；,浸搪,形状简单的平板制品，用比重较低和停留性较高的釉浆，具有更好的流淌性能。 形状复杂的无机涂层制品，用比重较高和停留性较低的釉浆，具有更好的涂搪性能。,浸搪,浸搪作业的无机涂层釉浆比重一般控制在1.631.75g/cm3，并用停留剂进行适当调整，烧成后的瓷层厚度为75125m。 把一块尺寸已知的平板浸在釉浆里，取出称量其流淌后的重量，然后根据重量与瓷层厚度的关系，可以把瓷层的厚度

4、控制在较精确的范围内。,浸搪,浸搪量较多，尤其是停留性较高的釉浆，在流淌时不容易流失； 比重较大，停留性较低的釉浆流淌时间较长，容易使上下瓷层厚度不均匀。,浸搪,手工浸搪采用停留性较高，比重较低的无机涂层釉浆。 操作者用钳子把底坯浸入其中，然后取出稍加晃动、以获得一层薄而均匀的釉浆。 在这种情况下很难控制釉浆的条件，有些工厂里，每个操作者控制自己釉浆缸，以适应自己的操作习惯。,流动涂搪是一种适合于大规模生产的涂搪方法。这种涂搪操作不是把底坯浸在无机涂层釉浆里，而是悬挂在驱动链上； 吊在链条上的底坯经过适当位置的喷口时，无机涂层釉浆流在上面。 多余的釉浆流回到泵里。,流动涂搪,流动涂搪,这种涂搪

5、作业适用于大批量，并且品种完全一致的产品； 由安置在一定部位的釉浆喷口仅对底坯外表面涂搪，釉浆利用率也较高。,流动涂搪,流动涂搪,流动涂搪,机械喷搪,喷搪是用压缩空气使无机涂层釉浆雾化，将釉浆喷涂在底坯上的一种涂搪工艺。 现代化的低压喷枪可以用最小的压力产生雾化效果，从而更好地控制涂搪作业，减少过喷和粉尘。,机械喷搪,看录像,机械喷搪,喷枪的口径尺寸可以根据涂搪的种类和釉浆的性能进行调节。 涂得较厚的无机涂层，如：铸铁无机涂层，需要较大口径的釉浆喷口，并相应增加气流以达到有效的雾化。 降低空气压力，同时维持釉浆的流量，可使釉浆飞溅，这种技术通常用于斑点釉和洒花釉中。,机械喷搪,无机涂层釉浆可由

6、附在喷枪上的釉浆杯和一个压力罐供给。 喷枪的选择取决于颜色更换的频率和同一产品的批量。 一般以压力罐式为多，一把重量较轻的喷枪配上压力输送带可以减轻操作强度，并达到大批量生产的要求。 如果罐内压力上升，容易增加釉浆的流量，以及会导致过喷和产生波浪纹。,机械喷搪大面积喷涂,机械喷搪小面积喷涂,机械喷搪,大型工厂应尽量排除人为因素，并实行自动化操作。 形状比较简单、颜色单一的无机涂层制品，如：平板无机涂层，可以水平地通过往复式多喷枪喷头进行喷涂，也可以在轨道上，悬挂起来，用垂直的往复式喷枪喷涂。 这些设备在喷涂单色(白色)的无机涂层厂家已经越来越普及。,手工喷涂,机械喷涂,机械喷涂,机械喷涂,机械

7、喷涂,机械喷涂,湿法静电涂搪,无论是浸搪还是喷搪，其不足之处是边部或卷边处仍需手工加补。 六十年代开始人们开始设想利用静电原理对无机涂层釉浆进行湿法涂搪。,湿法静电涂搪,看录像,湿法静电涂搪,在有机化学的领域内，当颗粒离开喷枪时，在电场的作用下可以产生极好的沉积效果。 如果将待涂物体接地，带电颗粒就会沉积。有机涂料系统，通常具有较高的电阻，因此可以达到较好的工作效率。,湿法静电涂搪,然而无机涂层釉浆，特别是具有较高电导性能的含水系统，其沉积效率是相当差的。 近年来静电喷枪的发展己经实现了在较低的压力下产生雾化，从而可以得到最大的静电效果和包裹。 某些情况下还可以在底坯后面悬挂一块绝缘栅以排斥过

8、喷。,湿法静电涂搪,湿法静电喷搪，即使电压达到80KV左右，其效率总是低于有机涂料； 涂层效率是指接地制品上的涂料与通过喷枪的涂料之比； 提高涂料的利用率要求严格控制影响沉积效率的各种变量，如：喷涂室的湿度、温度等，并建立良好的过喷回收系统； 如果考虑节能，新的无机涂层厂绝对不会用湿法静电涂搪工艺，相比之下，静电干粉涂搪的效率更高，操作更方便，应用更广泛。,干粉静电涂搪,涂搪工艺的一个最大成就是干粉静电涂搪。作为一种新的涂搪工艺，它的优点是无可辩驳的。 (1)瓷釉的利用率可高达9798%； (2)没有磨加物，提高了无机涂层瓷面的光泽，并减少了边缘部位无机涂层瓷面的缺陷； (3)可采用二搪一烧工

9、艺，且不需要专用脱碳钢板； (4)简化了釉浆的制造工艺，省略了干燥设备； (5)简化了无机涂层基板的预处理工艺。,干粉静电涂搪,看录像,干粉静电涂搪,干粉静电涂层最初于六十年代初应用于有机涂料，借鉴了有机涂层中的成功经验，干粉静电涂搪于七十年代初引起了无机涂层工艺学家的注意。 于1976年首先在欧美等先进国家进入干粉静电涂搪实用化阶段。,干粉静电涂搪,至1980年，美国、法国已经各有了56条生产线，日本、西班牙也建立了第一条生产线，八十年代，干粉静电涂搪在各工业国家已大大普及，至1987年，生产线总数已超过了100条。 现在中国是干粉静电涂搪最大的应用国家。 用于生产微波炉，洗碟机、热水器、洗

10、衣机等家用电器，并逐浙扩展到橱房用具、墙面板等。,静电干粉涂搪的原理,干粉静电涂搪,与有机涂料的粉末相比，普通的无机涂层粉末在二方面是不足的。 (1)电阻率 有机涂料： 101618欧姆/厘米 无机涂层： 106欧姆/厘米 (2)密度 有机涂料： 1.1克/立方厘米 无机涂层： 2.52.7克/立方厘米,干粉静电涂搪,用有机硅烷包裹瓷釉，模拟有机粉末的性能，通过这样的处理，无机涂层釉的电阻率可达到1014欧姆/厘米。 熔块干磨到平均尺寸为30m，烘干，然后浸入含有0.5%包裹剂的溶液中，包裹好的颗粒悬浮在流化床中，输送到静电粉末喷枪中进行喷涂。,干粉静电涂搪,使用的电压一般不高于100千伏，这

11、样高的电压是因为与有机树脂相比，无机涂层釉具有较高的比重。 与普通的素坯相比，静电粉末沉积的涂层强度较低，因此把底坯输送到炉子链条上时不能碰，用吊钩从喷涂线转到炉内的操作非常方便。,干粉静电涂搪,干粉静电涂搪,干粉静电涂搪设备,干粉静电涂搪,干粉静电涂搪,喷涂设备的生产厂家现在己能生产全循环式静电粉末喷涂机械，各种静止式的或来复式的喷枪。 其粉末的利用率可达到9598%，最佳的湿度和温度条件分别为4045%和2025。,干粉静电涂搪,由于不需要粘土和电介质等磨加物，粉末涂搪熔化后瓷层的光泽和耐酸性能都得到了改善。 钛白釉可以与一些黑色底釉一起实现二搪一烧。由于不可能磨加着色氧化物，彩色制品一般

12、采用本身含有颜色的瓷釉。,干粉静电涂搪,干粉静电涂搪对瓷粉的颗粒度以及瓷层的厚度要求较高，颗粒度一般应为350目筛余816克，瓷层厚度为100200m， 干粉静电涂搪用瓷粉粒度要求 350目筛余（克） 4 8 12 16 20 附着效率 25 32 30 31 20 附着力 94 98 94 95 77 粉末流动性 极好 好 好 好 差 烧成后外观 差 好 好 好 差,静电干法涂层厚度要求,厚度（） 涂搪外观 烧成后外观 25 好 差 50 好 差 100 好 好 150 好 好 200 好 好 250 开花 较差 300 落下,静电干法两喷一烧工艺,（1）铁坯及坯体的前处理 静电无机涂层由于

13、其两喷一烧工艺的特殊性，要求适宜于生产的铁坯应是含碳量很低的零碳钢，其含碳量一般低于0.008%，较高的含碳量当烧成时，会使制品表面产生诸如泡孔等缺陷。 静电无机涂层坯件的前处理比普通湿法两涂工艺要求更严，除了通常的脱脂、酸洗、中和外，一般要求用纯水清洗，并且整个前处理工艺以喷淋式清洗为最佳。,静电干法两喷一烧工艺,其前处理工艺流程如下： 脱脂 水洗 热酸洗 冷酸洗 水洗 二次脱脂 水洗 中和 纯水洗 烘干,静电干法两喷一烧工艺,（2）喷涂、烧成 坯件在经过严格的前处理后，进入喷涂和烧成阶段。 合理的喷涂工艺及工艺参数的选择是获得良好制品的保证。其喷涂工艺流程如下： 净坯喷底釉粉末喷面釉粉末烧

14、成检验成品 静电无机涂层由于涂层是粉末，在送往烧成时不便用手直接拿制品，所以烧成时制品仍然以挂钩挂于悬链上；,静电干法两喷一烧工艺,烧成炉道常采用电炉或油炉。烧成温度和烧成时间一般依瓷釉及产品规格的不同而不同。 静电无机涂层烧成温度为800840； 普通小件无机涂层产品的烧成时间为25min； 大件产品如热水器内胆的烧成时间为710min。,电泳涂搪,电泳涂搪本质上是一个双重作用，当一个直流电场施加在胶体悬浮液中，悬浮粒子，不管是颜料、树脂、橡胶浆或釉浆，都会向阴极或阳极迁移。 在一个水与瓷釉共存的悬浮液中，底坯作为阳极，带负电的瓷釉颗粒受到吸引而迁移。 沉积以后，截留介质的运动起着隔膜的作用

15、，但方向相反。这种电渗析导致了在悬浮液中的瓷釉和粘土颗粒紧密堆积。,电泳涂搪,底坯经过脱脂、酸洗和披镍以后，电泳涂搪的过程如下： （1）金属表面活化：酸洗以后，用含有3%盐酸的稀释硫酸铜溶液低温活化。 （2）镀锌：在流水线上安置一个电解镀锌槽，使底坯涂上一层锌膜。没有锌膜，电解作用形成的氧化铁渗透到白的沉积层上，烧成以后使瓷面产生黄斑。尽管镀锌层也会氧化，但由于它是白色的，所以渗透不明显。 （3）瓷釉的沉积：水洗以后，底坯浸入比重为1.58g/cm3左右的釉浆中。 底坯作为阳极，阴极插在与无机涂层釉浆分开的半透膜内，仅液体和可溶性离子可以通过半透膜。富集离子的液体由于提高了槽内的电导率而对操作

16、有害。通过半透膜可以把它们除去。,电泳涂搪,电泳涂搪,电泳涂搪,电泳涂搪,电泳涂搪要点,夹持触点要小，并夹在非主要面上。 电极网的密度及其与铁坯间距直接影响粉层厚度。密度大或距离近，则粉层厚；反之则粉层薄。 电泳过程中釉浆浓度降低，pH值上升，温度升高，铁离子浓度增大，粉坯质量变坏。烧成后，瓷面呈现点、线状缺陷，色泽变黄。 要经常补充新粉，加人缓冲剂（如硼砂等）以稳定pH值；同时采用降温和除铁等措施，以提高电泳质量。,电泳涂搪,电泳涂搪生产线的辅助设备也是非常庞大的，除了直流电供给设备外，回流泵、冷却系统、温度控制设备等都必须满足电泳涂搪的特殊需要； 目前只有为数不多的工厂采用电泳涂搪的工艺。

17、,电泳涂搪,电泳涂搪工艺的优点也是无可非议的，它特别适合于生产平板制品，用电泳涂搪工艺生产的无机涂层制品瓷面特别光滑，无针孔，能承受高电压。 特别适合用于电子工业的特殊要求产品，如：厚膜电路基板等。,直接一次搪,直接一次搪，即：不施底釉，直接将面釉烧制在钢板上做成制品； 面釉的厚度大约是二次搪面釉和底釉总厚度的2/3，其工艺简单，耐热急变性能，耐冲击性能等均为良好； 与二次搪生产工艺不同的是无机涂层用钢板的酸洗不仅是为了除去底坯上的铁锈，而且要使钢板表面产生一定量的腐蚀，从而增加钢板的粗糙度，促进瓷釉与底坯的密着； 在二次搪中可以省略的披镍处理，在一次搪中为使密着良好而成为必不可少的工序。,大

18、型化工设备涂搪工艺,大型化工设备涂搪工艺,（1）喷底釉工艺 技术参数如下： 底釉浆容重1.651.75g/ml； 釉浆细度1.02.0g/100ml，140目筛余； 釉浆搪加物 用于喷搪、浸搪操作时可添加适量MgSO4溶液（停留剂），以调整釉浆停留性。,大型化工设备涂搪工艺,确定技术参数时应考虑以下因素： 生产环境温度、湿度； 工件温度、涂烧遍数； 底釉烧成性能、烧成幅度； 工件规格及造型、质量； 烧成室有效容积及炉温高低； 瓷层厚度。,大型化工设备涂搪工艺,（2）喷面釉工艺 技术参数如下： 面釉浆容重 热喷时1.501.55g/ml；冷喷时1.651.70g/ml； 釉粉细度1.53.0g/100ml，140目筛余。,大型化工设备涂搪工艺,采用热喷工艺，釉浆涂搪量较大，粉层厚度为第一次0.51.0mm，第二次为0.30.5mm，依次递减每次喷涂前均应仔细检查瓷面缺陷，局部修补后全部瓷层施涂薄粉层。 采用冷喷工艺，釉浆容重稍大，施釉时注意釉浆喷涂均匀，以不流挂为前提，尽量增加涂搪量，必要时在釉浆中添加适量工业用酒精增快干燥速度。 正常状态下，冷喷工艺可使瓷层致密度提高，瓷面光洁平整，但涂烧遍数较热喷工艺多30%50%。,大型化工设备涂搪工艺,（3）喷涂机械 喷涂机械如下： 能提供0.50.8MPa空气动力的压缩机； 调整罐盖类立置平衡的导