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静电粉末喷涂工艺     粉末喷涂的基本原理：在喷枪与工件之间形成一个高压电晕放电电场，当粉末粒子由喷枪口喷出经过放电区时，便补集了大量的电子，成为带负电的微粒，在静电吸引的作用下，被吸附到带正电荷的工件上去。当粉末附着到一定厚度时，则会发生“同性相斥”的作用，不能再吸附粉末，从而使各部分的粉层厚度均匀，然后经加温烘烤固化后粉层流平成为均匀的膜层。   粉末喷涂的工艺流程：上件→脱脂→清洗→去锈→清洗→磷化→清洗→钝化→粉末静电喷涂→固化→冷却→下件   影响粉末喷涂质量的主要因素：粉末静电喷涂中，影响喷涂质量因素除了工件表面前处理质量的好坏以外，还有喷涂时间、喷枪的形式、喷涂电压、喷粉量、粉末导电率、粉末粒度、粉末粒度、粉末和空气混合物的速度梯度等。  1、粉末的电阻率     粉末的电阻率在1010～1016欧姆/厘米较为理想，电阻率过低易产生粉末在分散，电阻率过高会影响涂层厚度。    2、喷粉量     在喷涂开始阶段，喷粉量的大小对膜厚有一定的影响，一般喷粉量小，沉积率高。喷粉量一般控制在50克／分到1000克／分范围内。    3、粉末和空气混合物的速度和梯度     速度梯度是喷枪出口处的粉末空气混合物的速度与喷涂距离之比，在一定喷涂时间内，随着喷涂梯度的增大膜厚将减小。   4、喷涂距离     喷涂距离是拒制膜层厚的一个主要参数.一般控制在距工件10~25厘米,多由喷枪形式来决定.    5、喷涂时间     喷涂时间与喷涂电压、喷涂距离、喷涂量等几项参数是相互影响当喷涂时间增加及喷涂距离很大时，喷涂电压对膜厚极限值的影响减小。随着喷粉时间的增加，喷粉量对膜厚的增长率的影响显著减小。    4）水分散粉末涂装     水分散粉末涂料是将粉末涂料稳定的分散与水介质中，它兼具水性涂料与粉末涂料的优点，在工艺上可以使用包括浸、刷、喷、静电涂装在内的一切常规手段。    5）粉末电泳涂装   它是综和粉末涂装与电流涂装的产物，兼具二者特点。其基本原理是 “乘机安全小贴士”安全出行要重视将粉末粒子（一般要求40μm以下），分散与含电泳树脂的水溶液之中，以水性电泳树脂为载体，以粉末粒子为成膜物质，使粉末粒子带上电荷，在直流电场中电泳沉积成膜。它适用于形状复杂的工件施工  粉末静电喷涂设备主要包括：喷粉室、高压静电发生器、静电喷涂枪、供粉器、粉末回收装置、工件旋转机构等。  1、喷粉室     喷粉室是粉末静电涂装的主要设备之一。保持平稳的空气流动是粉房内的清洁，为操作人员提供一个洁净的工作环境。控制喷房内的粉尘含量，使其低于**极限（一般定为10g/m3）。此外，喷粉室要利于清洗，使粉末不易在屋中沉积，以便于改变粉末的颜色，室内要有足够的光线，以利于涂覆工作进行。     2、静电喷枪     喷枪按其用途可分为手提式喷粉枪，固定式自动喷粉枪，圆盘式喷枪等；按带电形式分为内带电枪和外带电枪；按其扩散机构形式可分为冲突式枪、反弹式枪、二次进风式枪、离心旋杯式枪等。     喷粉枪的带电机构形式是提高喷涂效率来将是很关键的因素。     从总体上来讲喷粉设备的核心**是喷枪和充电系统。**目前市场而言，电晕式喷枪所占的比例极大，这是应为采用高压电晕放电的方式对粉末进行充电所具有的**大的好处**是，能够喷涂现今所有种类的热固性粉末涂料，并且能获得非常好的效果。其优点主要表现在优良的稳定性，上粉率和上粉速度等。     这类喷枪的发展历程是这样的：电压控制、电流控制、总能量控制。总能量控制是随着喷枪距离工件的元件，其电压、电流都在不断调整至理想状态，以达到**好的涂装效果  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。下面**来分析探讨一下粉末喷涂产生的缺陷。  1、除油除锈不彻底      首先是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，**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，**是用纯净水清洗油脂**后一级**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**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**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**厚度，例如锌系和钙锌系**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**好，晶粒**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**如何克服晶粒变粗问题谈几点意见。     **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**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。  以上是在前处理方面可能产生的问题，除此之外，其实在静电喷粉方面也会产生不少问题  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，**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**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1 kv/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摄氏度）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。  （1）粉末涂料的流平性主要靠加入的流平剂起作用，流平剂一般因具有两种效应，即润湿效益和流平效益：润湿效益应是在粉末处于100摄氏度左右时增加对机材的流平结合，此时表面张力尽量小些。而大于150摄氏度时流平效应其主要作用，粉末的表面张力应尽量大一些，以增加溜平性。流平剂一般含两种以上材料**是这个原因。  （2）施工不良也会引起橘皮现象：一次涂层太厚或烘烤升温过快都会导致橘皮明显。一遍涂层厚度以60u左右为宜。另外控制在安全熔融流平段时间长些，均有利于粉末涂层流平。 7、静电屏蔽效应：  复杂结构的工件喷粉时，在死角由于静电屏蔽（亦称法拉第）效应致使涂膜很薄，甚至遮不住底。这种效应对普通静电喷枪是不可克服的。用摩擦喷能较好的改善。 国外有的静电喷枪已经基本上克服了这个效应，获得了较均匀的涂膜。例如变色龙喷枪，据说能喷3 mm 深的沟槽，获得较均匀的涂层。对普遍静电喷枪有人主张用加大气压的方法克服静电屏遮效应。我的实践证明，恰恰相反，气应小些，因为死角处的粉末本来吸附不牢，加大气压反而是吸附上去的粉层有被吹掉，达不到增加涂层厚度的目的。我分析变色龙之所以能克服静电屏蔽效应，除了有辅助阳极外，可能与枪体内有一路气流是通过螺旋体导流，在不加大气压情况下增大了粉末的前冲力，有效的解决了上述气压大小的矛盾，收到了良好的效果 **后，简要的概述一下喷涂成品表面易出现的质量缺陷及在生产过程中的应对方法。  附着力不够：当坯料表面除油不净、铬化膜质量不合格、粉末本身质量不过关、固化温度太低或固化时间不足时，对涂层附着力都有极大影响，这**要求我们要对前处理进行严格控制；对不合格粉末及时更换并严格按照工艺要求的温度和时间进行固化。      缩孔：通常，产生缩孔的原因有几点：1、粉末存放时吸潮。2、预处理好的坯料表面有油、水等污染物。3、喷涂用的压缩空气有水份或油质。对应的解决方法是：粉末保管在干燥、温度适中的地方；预处理好的型材，搬运过程中防止水、油污染；对压缩空气管道进行合理设计，防止出现水份或油聚集区，必要时对压缩空气进行二次处理。      涂层厚度不均匀，产生的原因：1、粉末喷涂速度不均匀。2、供粉装置流化效果差或粉末受潮结团。3、输送链速度不均匀。应对措施是：稳定供气压力，时刻监控粉末质量及流化效果，调节好链速、型材合理挂载。      涂层失色、变色、光泽低产生原因：1、粉末涂料耐热性差。2、烘烤时间过长或温度太高。3、喷粉与固化工序间隔的太长。4、供粉和喷粉系统，回收或混入不同颜色、性质的粉末。应对的方法是：改换热性好的粉末；缩短烘烤时间、温度；喷粉后进行尽快固化；粉房设备清理干净。