设备表面处理“黑马”——静电粉末喷涂技术

　　二十世纪八十年代后期，全球掀起了一股“粉末热”，开启了设备表面处理的新时代。国外工业技术发达的国家由于起步早、基础好，粉末涂料应用年增长率保持在10-15%。在我国，粉末涂料应用到工业生产中只有二十余年，但在生产工艺和施工应用方面已日趋成熟，有着广阔的应用前景：大到工程机械、冰箱、洗衣机、防盗门，小到五金制品。

　　粉末喷涂是用喷粉设备（静电喷塑机）把粉末涂料喷涂到工件的表面，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面，形成粉状的涂层；粉状涂层经过高温烘烤固化流平，变成效果各异（粉末涂料的不同种类表面涂装效果）的最终涂层；粉末喷涂很好的机械强度、附着力、耐腐蚀、耐老化，装饰性效果。

　　一 粉末涂料的优越性

　　粉末涂料是一种粉状不含液态溶剂及稀释剂的新型涂装材料。由于其高装饰、重防腐性、粉末可回收利用，无有机溶剂对环境的污染等特点决定了其广泛的应用空间。

　　粉末涂料喷涂有如下优点：

　　1、该产品不含毒性、不含溶剂而且不含挥发有毒性的物质，故无中毒、无火灾、无“三废”的排放等公害的问题，完全符合国家环保法的要求。

　　2、原材料利用率高，一些知名品牌的粉末供应商生产的粉末，其过喷的粉末可回收利用，最高的利用率甚至能达99%以上。

　　3、工件前处理后，一次性施工，无需底涂，即可得到足够厚度的涂膜，易实现自动化操作，生产效率高，可降低成本。

　　4、涂层致密、附着力、抗冲击强度和韧性均好，边角覆盖率高，耐腐蚀和电气绝缘性能好。

　　5、粉末涂料存贮、运输安全和方便。

　　二 粉末喷涂工艺

　　典型的静电粉末喷涂工艺流程如下：

　　手自动线喷砂（除锈，除油）→脱脂→清洗→成膜→清洗→烘干→上件→粉末静电喷涂→固化→冷却→下件

　　全自动线上件→除油→清洗→化学去锈→清洗→成膜→清洗→粉末静电喷涂→固化→冷却→下件

　　三 影响静电粉末喷涂的主要因素

　　影响喷涂质量因素除了工件表面前处理质量的好坏以外，还有如下因素：

　　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

　　喷涂距离是控制膜层厚的一个主要参数一般控制在距工件15~25厘米。

　　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。

　　四 静电粉末喷涂设备的组成结构

　　静电粉末喷涂设备主要包括：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，使其低于爆炸极限（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，摩擦式静电喷枪和外带电枪；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关键的因素。

　　从总体上来讲喷粉设备的核心就是喷枪和充电系统。就目前市场而言，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最大的好处就是，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，以达到最好的涂装效果。

　　3.供粉系统

　　1）供粉系统是把涂覆的粉末料，从盛粉容器连续均匀的输送到喷粉枪进行喷涂。

　　供粉系统由空气压缩机、油水分离器、空气干燥机、调节阀、压缩空气管道、电磁控制阀门、供粉器、输粉管道等组成。

　　2）供粉器的形式

　　在粉末静电喷涂供粉系统中，使用的供粉器种类较多，通常可分为：压力容器式、螺杆或转盘的机械输送式、文氏里空气抽吸式。

　　3）粉末回收装置

　　粉末的回收可分为湿式法和干式法。湿式法就是让带有粉末的气流通过液体的容器进行过滤，达到净化，带有液体的粉末经过干燥处理再重复利用。

　　干式法粉末回收是在喷粉室排出的粉末气流中将粉末颗粒收集下。干式法粉末回收的种类有重力沉降式、惯性分离式、大旋风分离式、烧结板分离式等，在实际生产中，往往采用多级回收装置，以达到更好得分离效果。

　　4.烘烤固化

　　喷涂后的工件通过输送链送入180～200℃的烘房内加热，并保温相应的时间，（15-20分钟）使之熔化、流平、固化，从而得到我们想要的工件表面效果。(不同的粉末在烘烤温度和时间上是各不相同的)。

　　5.检查

　　1）外观检验判定标准：(缺陷的长度为L表示，单位为mm；面积用S表示，单位为mm2；直径为D表示，单位为mm；处数为P表示，外观缺陷以单个平面或弧面作业检测的基本单元，但若产品及零、部件单个平面面积超过1m2时，在长度方向进行等分，将此类单个平面视为2个或2个以上平面处理)

　　2）涂层性能的检验标准与质量控制规范：

　　要求各种色号在正试投产前制定样板，一种色号同时有喷漆与喷粉两种要求时，要分别提供相应的样板，要求要参照相关标准对样板涂层进行以下性能测试：

　　a.参照“GB/T 1743漆膜光泽度测定法”进行光泽度测试,要求大于75%；

　　b.参照“GB/T 9286百格测试标准”进行百格测试，要求达到“0-1级”；

　　c.参照“GB/T 6739漆膜铅笔硬度测定法”进行硬度测试，要求达到“H级以上，含H”；

　　d.参照“GB/T 9761色漆和清漆--色漆的目视比色”，与RAL标准色卡进行颜色测定；

　　e.参照“GB/T 1711色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定”进行划线与中性盐雾测试，测试时间为240H,要求盐雾试验结束后，表面无生锈、起泡、剥落、变色现象，且由划痕处单边腐蚀蔓延平均宽度不超过5mm；

　　3）样板制定且检测合格后，交由研发部或工程设计部人员签样，品质部封样，作为后续批量生产的检测标准。

　　6.包装：检查后的成品分类摆放在运输车、周转箱内，相互之间用发泡.纸,气泡膜等软包装缓冲材料隔离，规定，以防止划伤磨损（可根据客户要求包装）。