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粉末喷涂中缺陷的分析及解决途径

作者
中国腐蚀与防护网
来源
中国腐蚀与防护网
发布时间
2016-11-29
关键词
粉末喷涂, 缺陷, 分析, 解决途径
领域
腐蚀领域
摘要
粉末喷涂中缺陷的分析及解决途径
正文
粉末喷涂工序少，产生的问题的环节也少。主要工序只有前处理、静电喷涂和烘烤三个工序。其中影响质量的主要工序应属前处理工序。然而许多生产厂家对此没引起足够的重视，以致带来许多后患。有些隐患还不是短期内能反映出来。一般较先进的工艺、用在前处理上的花费约占总费用的25%以上。 从生产工艺中出现的各种问题分析。我认为设备的先进程度和原料的好坏，对产品质量又起着决定性作用，两者缺一不可。我们作为工程技术人在这个问题上应该建立共识，决不能在上新喷粉生产线时。只图一时省钱就凑和，采用低标准的生产设备和工艺、材料，必将给长期生产带来许多后患，甚至生产不出高质量产品。不少厂家上了涂粉生产线，应用不久就被迫下马或跟换新设备，概出于以上原因。我们常看到国外产品表面涂装很漂亮，其主要原因之一是他们不断地采用先进的设备和新工艺新材料。 从这个意义上分析，对涂粉设备及涂料生产厂家来讲，在当今市场竞争条件下，非优质设备和涂料是没有发展前途的。特别是在国内上百个喷粉设备和粉末涂料生产厂家竞争条件下，更是如此。仅我们陕西省已经有近十家设备及粉末涂料生产厂转产或倒闭。 产生缺陷的分析探讨 （一）前处理方面： 1、除油除锈不彻底 首先我不主张用除油除锈二合一的工艺。二合一工艺本身容易产生这个问题。因为通常用的除油、除锈液配方事项互消弱的，而不是相辅相成的，因此很难搞出合理的二合一或三合一工艺（包括磷化）配方。另一工艺方发式用金属清净剂处油，更不能彻底除油。因为金属清洗剂除油效果差，一般只能是油脂浮到金属机体表面上，要除掉它，还需一种机械力，如没有这种外加机械力，就会造成处油不彻底，可见金属清洗剂不适合于工业化批量生产。我主张用碱化学除油。碱液对动植物油去除效果很好，因其产生皂化反应。但对矿物油去除效果较差，为去除矿物油，还需加乳化剂。另外水洗质量对去油效果影响较大，一是水质，二是水温。三是要分级翻动，三项均良好，目的只有一个，就是用纯净水清洗油脂。最后一级最好用去离子水清洗。 2、磷化膜粗糙等问题 钢铁件喷粉前必须磷化，国外普遍采用的是喷沙磷化工艺。我们用的磷化液，许多是不够理想的，这就直接影响到磷化膜质量。比较常见的是磷化膜粗糙问题。对此我想从三个方面进行分析：第一是选好磷化液，这是保证质量的根本。首先涉及的问题是选高、中、低温那种类型 从其发展史来看，开始是有高温厚膜型，现已进展到中、低温薄膜型。国内低温磷化液，由于溶液不够稳定，维护困难，磷化膜附着力较差，有的甚至不耐水冲洗等，较少被采用。有的低温磷化液较理想，但价格又较贵。尽管低温磷化是发展方向，但达到普遍应用的效果，还有待于新的突破。目前祥和磷化（成都）公司已成功的解决了常温磷化（钝化）粉剂问题，并已批量供货。目前普遍采用的还是中温磷化工艺。其次是选锌系，铁系\锌钙系等那一种磷化液 相比之下，我认为锌钙系磷化液较好，对喷塑前处理要求薄涂层磷化膜来考虑，铁系亦是一种较好的选择。它除了锌系的一些优点外还具有耐热性好。中温条件下水解少，沉渣较少，溶液易维护，机械强度好，耐蚀性强，膜较厚时结晶仍很细。而铁系的磷化铁膜，耐蚀性较差。总之选中温锌钙系磷化液较好。第二是必须随时调整磷化液，主要是调整酸度比和含锌量，这两个因素都直接影响成膜率和结晶的粗细度。必需根据工作量定期和不定期的分析溶液，及时加以调整，无分析数据，盲目补充料液是不科学的。第三是控制膜层的厚度各类磷化膜都有其最佳厚度，例如锌系和钙锌系最佳膜厚为1.5～2克每平方米，而铁系为0.5～0.7克每平方米，在这个范围内其防腐性能最好，晶粒最细如过厚着影响膜的柔韧性和附着力，晶粒也变粗。通常生产中出现的问题是磷化膜偏厚。下面就如何克服晶粒变粗问题谈几点意见。 第一是用表面调整剂的办法使晶粒变细化。即在工件磷化前进行一次表面调整处理，使金属表面吸附一层胶体粒子，形成一层“活化中心”，进而磷化时，在次“活化中心”上继续成长，这样可使磷化晶粒明显变细，特别是低温磷化之前，表调是不可少的一步处理方法。 第二是往磷化液中加晶粒细化剂，如钙、镍等盐类作改进剂，最好用复和型盐类，效果更好，同时可降低低沉渣量。 第三是磷化后进行钝化处理，使磷化膜上面形成的峰窝结构，从而提高耐蚀性能，同时提高涂层的附着力。 第四是随时调整磷化液的酸度比和锌含量。前面已谈过了。 （二）静电喷粉方面： 1、喷粉不均主要是供粉桶内粉末流化不均匀所致。应更换微孔板或调节微孔板下的供气系统，使使粉层恢复正常沸腾状态，即可消除。有是气压偏低，则加大气压即可消除。另一可能是管道堵塞，包括文丘里咀堵塞，则需清理管路。若文丘里经常堵塞，则属文丘里的积粉咀用材（如黄铜等）不当，只要把他改成聚四佛乙烯材料，就可以解决，喷枪头堵塞也可用同样的方法解决，如果供粉同捅不是流化床型的，则需改善搅拌器或加装振汤器，防止粉层出现空洞，供不上涂料。 2、粉末上粉率低： （1）电压低或无高压是主要原因之一。需调高输出电压或维修高压静发生器。 （2）工件接地不良，挂钩或低层电阻大；如喷第二遍粉时或腻予不导电，都会使低层电阻大。用普通喷枪喷第二遍粉时必须把工件预热到104℃左右，进行热喷，利用热溶吸附的原理。热喷作业还有利于粉末流平，用变色龙喷枪，可以克服低层电阻大的问题，第二遍喷涂可以实现冷喷。它是利用附加板行成喷室恒定静电场的原理实现的。 （3）粉末荷电量过大或小也影响上粉率。对环氧型粉末实验结果；当粉末带电电量为1.6微库仑/克时，上粉率可达百分之九十五以上。而电晕放电喷枪只能使粉料带电0.8～0.9微库仑，所以上粉率只达百分之八十五左右。这个数椐说明带电量对上粉率的影响。因此摩擦喷枪不如静电喷枪上粉率高。一般控制电流不须过大，60微库仑左右已够用了，否则荷电量太大，也容易引起过流断电，过大反而容易引起法拉第屏遮效应。一般是荷电量影响上粉率，荷电量小原因，除了不同粉末涂料的自身反电离效应有差别外，主要原因是由于高压静电发生器故障引起，需进行维修，使恢复高压。 （4）气压过大：会抵消静电引力。使付在工件上的粉末被吹掉，降低上粉率。实验结果表明；当输送空气量为3升/秒时，上粉率百分之就九十五左右，而加大气量时，而输粉空气量每增加一升/秒时，则上粉率降低百分之二到三。 3、施工时打火这个问题一般不存在了，因为高压静电发生器现在大多装有恒压、恒流保护线路。老式喷枪有着个问题。打火原因如下： （1）枪与工件距离太近和粉末在静电场内浓度大，超过了极限浓度，是重要原因。 （2）内电阻小，导致电流过大。 （3）电压太高：实验证明：场强在1kv/cm时，吸附效率已接近饱和。此后场强再增加三倍，涂覆效率只增加百分之三到五。所以电压太高不可取，反而容易引起打火。一般控制在60kv已够用了。 4、涂层有缩坑： （1）多数情况是由工件表面不撤底引起，有的是压缩空气中含油引起。因为油点明显影响粉层固化时的表面张力。 （2）粉末涂料的内在应素如混入了不同厂家或批次的粉粒，引入硅尘，也会影响其固化时表面张力的均匀性，造成缩坑。 5、涂层有针孔起泡：涂层下面的气体在烘干过程中到达涂层表面，突破界面者为针孔，来不及排除者为气泡。涂层中的气体可以是空气、水蒸气或氢气（镀锌层中带来的）等。根本解决方法是喷涂前彻底排除气体。小量的无法排除的气体，也可用控制烘干和喷涂条件的方法避免产生针孔或气泡。据计算，排除涂层的空气需要26秒，在除膜开始固化前的安全熔融流平段（100～135℃）升温慢些。给予足够的排气时间。或采取工件预热后喷粉的方法，均有效果。 6、涂层有橘皮：产生橘皮的主要原因来自粉末涂料自身的流平性差。施工也有影响，是属次要因素。 更多关于材料方面、材料腐蚀控制、材料科普等等方面的国内外最新动态，我们网站会不断更新。希望大家一直关注中国腐蚀与防护网http://www.ecorr.org 责任编辑：王元 《中国腐蚀与防护网电子期刊》征订启事 投稿联系：编辑部 电话：010-62313558-806 邮箱：ecorr_org@163.com 中国腐蚀与防护网官方 QQ群：140808414

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