靜電粉末噴涂工藝及技術(shù)要領(lǐng)
信息來源：本站 日期：2015-09-01
一、基本原理
在噴槍與工件之間形成一個(gè)高壓電暈放電電場，當(dāng)粉末粒子由噴槍口噴出經(jīng)過放電區(qū)時(shí)，便補(bǔ)集了大量的電子，成為帶負(fù)電的微粒，在靜電吸引的作用下，被吸附到帶正電荷的工件上去。當(dāng)粉末附著到一定厚度時(shí)，則會發(fā)生“同性相斥”的作用，不能再吸附粉末，從而使各部分的粉層厚度均勻，然后經(jīng)加溫烘烤固化后粉層流平成為均勻的膜層。
粉末靜電噴涂工藝流程
典型的粉末靜電噴涂工藝流程如下：上件→脫脂→清洗→去銹→清洗→磷化→清洗→鈍化→粉末靜電噴涂→固化→冷卻→下件
影響粉末靜電噴涂質(zhì)量的主要因素
粉末靜電噴涂中，影響噴涂質(zhì)量因素除了工件表面前處理質(zhì)量的好壞以外，還有噴涂時(shí)間、噴槍的形式、噴涂電壓、噴粉量、粉末導(dǎo)電率、粉末粒度、粉末粒度、粉末和空氣混合物的速度梯度等。
1、粉末的電阻率
粉末的電阻率在1010～1016歐姆/厘米較為理想，電阻率過低易產(chǎn)生粉末在分散，電阻率過高會影響涂層厚度。
2、噴粉量
在噴涂開始階段，噴粉量的大小對膜厚有一定的影響，一般噴粉量小，沉積率高。噴粉量一般控制在50克／分到1000克／分范圍內(nèi)。
3、粉末和空氣混合物的速度和梯度
速度梯度是噴槍出口處的粉末空氣混合物的速度與噴涂距離之比，在一定噴涂時(shí)間內(nèi)，隨著噴涂梯度的增大膜厚將減小。
4、噴涂距離
噴涂距離是拒制膜層厚的一個(gè)主要參數(shù).一般控制在距工件10~25厘米,多由噴槍形式來決定.
5、噴涂時(shí)間
噴涂時(shí)間與噴涂電壓、噴涂距離、噴涂量等幾項(xiàng)參數(shù)是相互影響當(dāng)噴涂時(shí)間增加及噴涂距離很大時(shí)，噴涂電壓對膜厚極限值的影響減小。隨著噴粉時(shí)間的增加，噴粉量對膜厚的增長率的影響顯著減小。
水分散粉末涂裝
水分散粉末涂料是將粉末涂料穩(wěn)定的分散與水介質(zhì)中，它兼具水性涂料與粉末涂料的優(yōu)點(diǎn)，在工藝上可以使用包括浸、刷、噴、靜電涂裝在內(nèi)的一切常規(guī)手段。
粉末電泳涂裝
它是綜和粉末涂裝與電流涂裝的產(chǎn)物，兼具二者特點(diǎn)。其基本原理是將粉末粒子（一般要求40μm以下），分散與含電泳樹脂的水溶液之中，以水性電泳樹脂為載體，以粉末粒子為成膜物質(zhì)，使粉末粒子帶上電荷，在直流電場中電泳沉積成膜。它適用于形狀復(fù)雜的工件施工。
二、粉末靜電噴涂設(shè)備的組成和結(jié)構(gòu)
粉末靜電噴涂設(shè)備主要包括：噴粉室、高壓靜電發(fā)生器、靜電噴涂槍、供粉器、粉末回收裝置、工件旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等。
1、噴粉室
噴粉室是粉末靜電涂裝的主要設(shè)備之一。保持平穩(wěn)的空氣流動(dòng)是粉房內(nèi)的清潔，為操作人員提供一個(gè)潔凈的工作環(huán)境?？刂茋姺績?nèi)的粉塵含量，使其低于爆炸極限（一般定為10g/m3）。此外，噴粉室要利于清洗，使粉末不易在屋中沉積，以便于改變粉末的顏色，室內(nèi)要有足夠的光線，以利于涂覆工作進(jìn)行。
2、靜電噴槍
噴槍按其用途可分為手提式噴粉槍，固定式自動(dòng)噴粉槍，圓盤式噴槍等；按帶電形式分為內(nèi)帶電槍和外帶電槍；按其擴(kuò)散機(jī)構(gòu)形式可分為沖突式槍、反彈式槍、二次進(jìn)風(fēng)式槍、離心旋杯式槍等。
噴粉槍的帶電機(jī)構(gòu)形式是提高噴涂效率來將是很關(guān)鍵的因素。
從總體上來講噴粉設(shè)備的核心就是噴槍和充電系統(tǒng)。就目前市場而言，電暈式噴槍所占的比例極大，這是應(yīng)為采用高壓電暈放電的方式對粉末進(jìn)行充電所具有的最大的好處就是，能夠噴涂現(xiàn)今所有種類的熱固性粉末涂料，并且能獲得非常好的效果。其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在優(yōu)良的穩(wěn)定性，上粉率和上粉速度等。
這類噴槍的發(fā)展歷程是這樣的：電壓控制、電流控制、總能量控制?？偰芰靠刂剖请S著噴槍距離工件的元件，其電壓、電流都在不斷調(diào)整至理想狀態(tài)，以達(dá)到最好的涂裝效果。
3、供粉系統(tǒng)
1）供粉系統(tǒng)是把涂覆的粉末料，從盛粉容器連續(xù)均勻的輸送到噴粉槍進(jìn)行噴涂。
供粉系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、油水分離器、空氣干燥機(jī)、調(diào)節(jié)閥、壓縮空氣管道、電磁控制閥門、供粉器、輸粉管道等組成。
2）供粉器的形式
在粉末靜電噴涂供粉系統(tǒng)中，使用的供粉器種類較多，通?？煞譃椋簤毫θ萜魇?、螺桿或轉(zhuǎn)盤的機(jī)械輸送式、文氏里空氣抽吸式。
3）粉末回收裝置
粉末的回收可分為濕式法和干式法。
濕式法就是讓帶有粉末的氣流通過液體的容器進(jìn)行過濾，達(dá)到凈化，帶有液體的粉末經(jīng)過干燥處理再重復(fù)利用。
干式法粉末回收是在噴粉室排出的粉末氣流中將粉末顆粒收集下。干式法粉末回收的種類有重力沉降式、慣性分離式、旋風(fēng)分離式、燒結(jié)板分離式等，在實(shí)際生產(chǎn)中，往往采用多級回收裝置，以達(dá)到更好得分離效果。
關(guān)于粉末的噴涂工藝及設(shè)備就簡單介紹到這里，下面對油漆工藝及設(shè)備作一簡介。
三、油漆工藝及設(shè)備簡介
1、噴漆的目的
首先是防護(hù)性，以延長工件壽命，其次是裝式性，達(dá)到美觀宜人。再次是特殊用途，以達(dá)到特殊性能。如：隔音、決熱、防火等。
根據(jù)涂裝的目的和要求的不同，涂裝的涂層有好幾層組成，其中包括底漆、膩?zhàn)?、面漆罩光等?/span>
底層漆：是與被涂工件機(jī)體直接接觸的最下層涂層，底漆層的作用是強(qiáng)化涂層與機(jī)體之間的附著力，強(qiáng)化涂層的防護(hù)性能。黑色金屬在除裝之前應(yīng)磷化，有色金屬涂裝之前應(yīng)氧化處理。
膩?zhàn)訉?/strong>：對于粗糙不平的機(jī)體，使用膩?zhàn)訉佑泻芏嗳秉c(diǎn)，諸如施工麻煩、降低涂層與機(jī)體的結(jié)合力等。
面漆層的主要目的是增加產(chǎn)品的光澤，用于涂層的最外層。
2、涂裝方法
涂裝的方法很多，主要有刷漆法、浸漆法、空氣噴涂法、高壓無氣噴涂法、靜電噴漆法和電泳涂裝法等。
3、涂層的配裝和對產(chǎn)品材料的要求在涂料施工中，很少采用單層涂層，因?yàn)檫@樣的不到均勻無孔的涂層。常采用底漆層加面漆層，根據(jù)需要還可以添加中間層、封閉面漆層外的罩光層。底漆層對被涂工件要有良好的附著力，對面漆層要很好的結(jié)合力，并要具備防銹能力。底漆層和面漆層的配套原則如下：
1）最好是烘干型底漆層與烘干性面漆配套；自干型底漆與自干型面漆配套；同基漆的底漆與面漆配套。
2）當(dāng)選用強(qiáng)溶劑的面漆時(shí)，如：硝基漆，過氯乙烯漆等，底漆層必須能耐強(qiáng)溶劑不被咬起，如醇酸漆、環(huán)氧漆等。
3）底漆和面漆要有大致相近的硬度、伸張程度。
4）發(fā)揮型漆料在固化型底漆上配套時(shí)，耐溫?zé)嵝圆睢?/span>
5）底漆的油度比面漆的油度要短一些，否則面漆的耐侯性差，并且底漆面漆干燥收縮的不同，易造成各層龜裂。
6）采用多層異類涂層時(shí)，往往采用中間層，使漆基過渡，達(dá)到底層和面層良好的結(jié)合。
有機(jī)涂膜的附著力與產(chǎn)品材質(zhì)本性有關(guān)，按照附著力的大小，可將金屬排列如下：
鎳→鋼→銅→黃銅→鋁→錫→鉛
黑色金屬幾乎對所有類型的底漆都適用，而鎂鋁件及它們的合金，通常采用以鉻酸鋅為機(jī)體的鈍化底漆。工件表面最好進(jìn)行有效的前處理，使之生成一層磷化膜或氧化膜以提高機(jī)體與底漆的結(jié)合力。再選用附著力強(qiáng)的底漆。對于鋁件及鍍鋅件絕不能使用紅丹顏料的底漆，否則會引起電化學(xué)作用，使附著力下降。
靜電粉末噴涂工藝流程
靜電噴涂工藝原理：
用靜電噴粉設(shè)備把粉末涂料噴涂到工件的表面，在靜電作用下，粉末會均勻的吸附于工件表面，形成粉狀的涂層；粉狀涂層經(jīng)過高溫烘烤流平固化，變成效果各異的最終涂層；噴涂效果在機(jī)械強(qiáng)度、附著力、耐腐蝕、耐老化等方面優(yōu)于噴漆工藝。
一．表面預(yù)處理。
前處理工藝質(zhì)量好壞直接影響粉末涂膜質(zhì)量，前處理不好，造成涂膜易脫落，鼓泡等現(xiàn)象。因此，前處理工作必須予以重視。
為了清洗掉鋁制品表面存在著的污垢和缺陷，如灰塵、金屬氧化物、殘留油污、手印、
輕微的劃（擦）傷等，在表面處理之前，必須進(jìn)行必要的表面預(yù)處理。其一般工藝是：脫脂→水洗→堿蝕洗→一次水洗→二次水洗→中和→水洗。
（1）脫脂脫脂處理通常也稱為除油，其目的是除去鋁材表面的工藝潤滑油、防銹油和其他污物，以保證在堿腐蝕工序中鋁材表面均勻腐蝕和槽液清潔。
（2）堿洗堿洗腐蝕一般采用35-100g/L的NaOH為處理液，其目的是除掉鋁材表面的污物，并將鋁材表面自然氧化膜下的基體金屬裸露，以利于氧化的順利進(jìn)行。此工序?yàn)檎麄€(gè)表面處理過程中鋁溶解量最多的工序，其腐蝕量約為20μm，處理每平方米鋁材可溶鋁50g。當(dāng)堿洗液中溶鋁量達(dá)30g/L時(shí)則產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，堆積于槽底形成堅(jiān)硬固體物。為防止沉淀，一般在生產(chǎn)中添加檸檬酸鈉或葡萄糖酸鈉（1.5g/L）。
（3）中和中和的目的主要是除掉堿腐蝕后殘留在鋁材表面的黑色腐蝕斑，以獲得光亮的金屬表面，同時(shí)也兼有中和堿液的作用。常用的中和液為HNO3（相對密度1.42）100-400g/L或H2SO4（相對密度1.84）100-200g/L。
（4）水清洗在各道工序間采用流動(dòng)水清洗，目的在于徹底除去制品表面的殘留液和可溶于水的反應(yīng)產(chǎn)物，防止下道工序槽液遭受污染，確保處理的效率和品質(zhì)。
二．噴涂：
工件通過輸送鏈進(jìn)入噴粉房的噴槍位置準(zhǔn)備噴涂作業(yè)。靜電發(fā)生器通過噴槍槍口的電極針向工件方向的空間釋放高壓靜電(負(fù)極)，該高壓靜電使從．噴槍口噴出的粉末和壓縮空氣的混合物以及電極周圍空氣電離(帶負(fù)電荷)。工件經(jīng)過掛具通過輸送鏈接地(接地極)，這樣就在噴槍和工件之間形成一個(gè)電場粉末在電場力和壓縮空氣壓力的雙重推動(dòng)下到達(dá)工件表面，依靠靜電吸引在工件表面形成一層均勻的涂層。
三．烘烤固化：
噴涂后的工件通過輸送鏈送入180～200℃的烘房內(nèi)加熱，并保溫相應(yīng)的時(shí)間，（15-20分鐘）使之熔化、流平、固化，從而得到我們想要的工件表面效果。(不同的粉末在烘烤溫度和時(shí)間上是各不相同的)。這是在固化工序上應(yīng)注意的。
四.檢查：
固化后的工件，日常主要檢查外觀(是否平整光亮、有無顆粒、縮孔等缺陷)和厚度(控制在55～90μm)。對被檢出的有漏噴、針孔、碰傷、氣泡等缺陷的工件，進(jìn)行返修或重噴。
五．包裝：檢查后的成品分類擺放在運(yùn)輸車、周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，相互之間用發(fā)泡紙,氣泡膜等軟包裝緩沖材料隔離，以防止劃傷磨損（可根據(jù)客戶要求包裝）
