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文档简介
冷轧钢板粉末静电喷涂工艺培训教程第一页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023粉末噴塗工藝流程上件前處理烘乾下件
固化
靜電噴塗
第二页,共一百二十二页,2022年,8月28日鋼鐵件前處理的主要工藝流程工位
時間
溫度 壓力1熱水噴淋(1)
1分鐘 45-2(噴淋)脫脂 1分鐘 45-3脫脂 2分鐘
45-4熱水噴淋(2)
1分鐘50-65℃
5冷水水洗(1)1分鐘 常溫 6表調 45秒 常溫 0.07-0.12mpa7磷化 2.5分鐘30—35℃
0.07-0.12mpa8冷水水洗(2)1分鐘
常溫0.07-0.12mpa9冷水水洗(3)1分鐘
常溫 0.07-0.12mpa上述流程主要用於冷軋鋼板的噴淋處理,工序中沒有除鏽工序。有銹蝕的工件要在上線前打磨清除。(噴淋生產線不宜於安排除鏽工序,以免酸霧飛濺)第三页,共一百二十二页,2022年,8月28日上件作用:將合格的待噴塗工件通過掛具懸掛在噴塗懸掛鏈上。掛件方式:按照工件對應的排樣圖選擇掛具、懸掛方式和數量。掛件要求:
1.掛具的掛鉤無變形;掛具無明顯彎曲或翹起;掛點導電良好;2.上掛工件表面無明顯變形、銹蝕、嚴重劃傷和粘附物;3.工件懸掛牢固,掛件的掛鉤成型角度要不利與工件脫落;4.上件時要帶手套操作;
第四页,共一百二十二页,2022年,8月28日4上件的重要性1.直接決定生產效率(掛件密度)2.對保證噴塗品質要重要意義1)不合格衝壓件(嚴重劃傷、變形)上線前的最後檢驗;2)保證掛件的固定強度,減少掉件現象發生;3)保證掛具的導電性,提高噴塗品質;3.降低生產成本(燃氣、前處理藥品)第五页,共一百二十二页,2022年,8月28日前處理定義前處理的定義前處理全稱為”漆前表面處理”,即在噴粉之前對於工件進行的表面處理.前處理的主要目的1提高後續塗層的表面品質2提高後續塗層的附著力3提高後續塗層的耐腐蝕能力4滿足後續塗層的特殊性能要求第六页,共一百二十二页,2022年,8月28日熱水洗1作用1、預熱零件2、清除零件表面的部分油污,減少後步預除油槽液的污染。
3、減輕後續脫脂劑的消耗操作要點1、溫度45~50℃,壓力0.08~0.12MPa2、利用補水管適當的補充水,以保持液位高度。3、通常情況下,一般一個星期更換一次槽液。第七页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023根據除油污機理的不同,一般在家用電器、汽車等行業的塗裝前處理工藝中,常用的脫脂方法主要有以下兩種。(1)溶劑除油(2)堿液除油鹼性脫脂的定義將脫脂劑及表面活性劑按比例配製成工作槽液,升溫到工藝溫度,輔之以噴淋或迴圈攪拌等機械作用,使工件表面的油污軟化,溶解部分發生化學反應,然後與工件表面分離,達到清洗工件表面的目的.簡單理解就是脫去工件表面的油脂.主要污染物來自於鋼板本身衝壓車間及運輸轉掛過程脫脂第八页,共一百二十二页,2022年,8月28日脫脂劑的主要成分無機成分
堿高的pH值皂化作用矽酸鹽改善負荷能力緩蝕作用磷酸鹽分散緩衝作用提高槽液穩定性碳酸鹽穩定pH值,弱鹼性產品中的主要鹼性成分有機成分消泡劑控制泡沫的產生緩蝕劑避免工件發生腐蝕絡合劑對硬水進行軟化表面活性劑促進油脂乳化,增加油脂水溶性一般配槽濃度2%-5%溫度55-60℃主要輔助設施油水分離系統升溫系統噴淋系統第九页,共一百二十二页,2022年,8月28日表面活性劑的作用機理親水基表面活性劑分子憎水基活性劑分子束含油污垢工件表面
油污脫離(接觸角<90度)第十页,共一百二十二页,2022年,8月28日除油的原理對於油污性污垢,可以利用皂化水解來清洗RCO2CH2CH2OHRCO2CH+NaOH3RCO2Na+CHOHRCO2CH2CH2OH 生成的脂肪酸鈉皂可以溶解于水,並且有表面活性劑的乳化、分解作用第十一页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023脫脂的過程A.清洗前的工件狀態:存在空氣與工件、空氣與油污、油污與工件、油污與油污四種介面。B.待清洗的工件處在清洗液(清洗劑工作溶液)中,用清洗液置換空氣的狀況,這是一種潤濕過程。C.清洗液浸入油污與工件的介面後,則僅存在工件與清洗液、清洗液與油污的兩種介面,這是一個乳化分散過程,油污被表面活性劑包圍而形成乳化液滴分散到清洗液中。第十二页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023游離鹼度的測定取10ml工作液加入兩滴酚酞指示劑,用0.1N的硫酸滴定至粉紅色消失為終點,所需的ml數為除油液的游離鹼度。第十三页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023影響脫脂效果的主要因素化學品機械作用處理溫度處理時間處理方法:浸漬,噴淋處理時間槽液污染程度清洗劑的種類、濃度處理穩定基材和污染物第十四页,共一百二十二页,2022年,8月28日操作要點a.溫度45~50℃,壓力0.08~0.12MPa;b.每2小時檢查漕液總鹼度和游離鹼度、泡沐高度、漂洗性能、脫脂效果、淋溫度和壓力;c.每天對表面浮油進行清除;d.通常每個月換槽液一次第十五页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023脫脂效果的快速評價觀察脫脂水洗完成後的工件表面,如果工件表面的水膜連續均勻,則表明脫脂水洗的效果比較好,否則需要對脫脂槽液進行檢查第十六页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023脫脂水洗作用:去除工件表面粘附的脫脂液的作用。操作要點a.噴淋壓力為0.08~0.12MPa;b.冷水1適當的補充新鮮水,以降低槽內水洗液的濃度;c.工件表面水膜要求連續,無脫脂劑(表面活性劑)和偏矽酸膠體殘留。
d.每2小時檢查回流槽的泡沐高度和PH值,要求熱水洗2PH控制在5~7.5之間,冷水洗1PH控制在6.5~7.5之間e.視生產情況,一般一個星期進行一次換槽清洗。第十七页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023表調定義:是採用磷化表面調整劑使需要磷化的金屬表面改變微觀狀態,促使磷化過程中形成結晶細小的、均勻、緻密的磷化膜。作用:是促使磷化形成晶粒細緻密實的磷化膜,以及提高磷化速度。分類:(1)酸性表調劑,如草酸。(2)膠體鈦第十八页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023表面調整的作用
-放大400倍磷化電鏡照片有無表調對比第十九页,共一百二十二页,2022年,8月28日操作要點
a.噴淋壓力為0.08~0.1MPa;b.每小時檢查漕液的PH值,PH為8~8.5之間,小於7時應考慮更換藥劑;c.每2小時檢查噴淋溫度和壓力;d.通常每週清洗槽體一次,同時更換藥劑。第二十页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化的定義所謂磷化,是指把金屬工件經過含有磷酸二氫鹽的酸性溶液處理,發生化學反應而在其表面生成一層穩定的不溶性磷酸鹽膜層的方法,所生成的膜稱為磷化膜。鋼鐵零件在含有錳、鐵鋅、鈣的磷酸鹽溶液中,進行化學處理,使其表面生成一層難溶于水的磷酸鹽保護膜的方法,叫做磷化處理(或稱磷酸鹽處理)。第二十一页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化液的主要成分磷化劑的主要成份為酸式磷酸鹽(鋅、鎳、錳三元磷化劑),這些酸式磷酸鹽在溶于水後,分解產生游離磷酸,與工件表面金屬起化學反應,生成磷酸鹽沉澱在工件表面。形成磷化膜(主要成份為磷鋅礦Zn3(PO4)2.4H2O和磷葉石)。
對於鋼鐵鋅系磷化,膜主要由磷酸鋅鐵(P相:Zn3Fe(PO4)2·4H2O)和磷酸鋅(H相:Zn3(PO4)2·4H2O)所組成。
第二十二页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化反應方程式(鋅系)Fe+2H3PO4Fe(H2PO4)2+H2------------------------------------------(1)2OHO(氧化劑)-------------------------------(2)O(氧化劑)FePO4+H3PO4+1/2H2O-------------------------------(3)(磷化渣)
(游離酸)3Zn(H2PO4)2Zn3(PO4)2.4
H2O+4H3PO4------------------------(4)
H2O
(磷化膜(opeite)Fe+2Zn(H2PO4)2
H2O
[O]Zn2Fe(PO4)2.4H2O+2H3PO4--------------------(5)(磷化膜.Phosphophyllite)第二十三页,共一百二十二页,2022年,8月28日磷化的主要作用A.增加板材與塗層的附著能力。磷化膜為磷酸鹽的結晶堆積,具有多孔性和不光滑的表面,塗料可以滲入到這些孔隙中,因而能顯著提高塗膜的附著力。B.提高板材的防腐蝕能力。磷化膜能使金屬表面由優良導體轉變為不良導體,從而抑制了金屬表面的原電池腐蝕,提高塗層的耐蝕性和耐水性。C.在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑使用第二十四页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化的過程(1)金屬的溶解過程當金屬浸入磷化液中時,先與磷化液中的磷酸作用,生成一代磷酸鐵,並有大量的氫氣析出,酸的浸蝕使基體金屬表面H+濃度降低其化學反應為:Fe–2e→Fe2+
2H++2e→2[H]或者Fe+2H3PO4=Fe(H2PO4)2+H2↑(1)上式表明,磷化開始時,僅有金屬的溶解,而無膜生成。第二十五页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化過程(2)促進劑的加速上步反應釋放出的氫氣被吸附在金屬工件表面上,進而阻止磷化膜的形成。因此加入氧化型促進劑以去除氫氣。其化學反應式為:[O]+[H]→[R]+H2OFe2++[O]→Fe3++[R]3Zn(H2PO4)2+Fe+2NaNO2=Zn3(PO4)2+2FePO4+N2↑+2NaH2PO4+4H2O(2)上式是以亞硝酸鈉為促進劑的作用機理式中[O]為促進劑(氧化劑),[R]為還原產物,由於促進劑氧化掉第一步反應所產生的氫原子,加快了反應(1)的速度,進一步導致金屬表面H+濃度急劇下降。同時也將溶液中的Fe2+氧化成為Fe3+。第二十六页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化過程(3)水解反應與磷酸的三級離解磷化槽液中基本成分是一種或多種重金屬的酸式磷酸鹽,其分子式Me(H2PO4)2,這些酸式磷酸鹽溶于水,在一定濃度及PH值下發生水解泛音法,產生游離磷酸:H3PO4H2PO4-+HHPO42-+2H+PO43-+3H+Me(H2PO4)2=MeHPO4+H3PO43MeHPO4=Me3(PO4)2+H3PO4H3PO4=H2PO4-+H+=HPO42-+2H+=PO43-+3H+(3)由於金屬表面的H+濃度急劇下降,導致磷酸根各級離解平衡向右移動,最終為PO43-。第二十七页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化過程(4)磷化膜的形成當金屬表面離解出的PO43-與溶液中(金屬介面)的金屬離子(如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+)達到溶度積常數Ksp時,即結晶沉積在金屬工件表面上,晶粒持續增長,直至在金屬工件表面上生成連續的不溶于水的黏結牢固的磷化膜,就會形成磷酸鹽沉澱2Zn2++Fe2++2PO43-+4H2O→Zn2Fe(PO4)2•4H2O↓(4)3Zn2++2PO43-+4H2O=Zn3(PO4)2•4H2O↓(5)磷酸鹽沉澱與水分子一起形成磷化晶核,晶核繼續長大成為磷化晶粒,無數個晶粒緊密堆集形而上學成磷化膜。第二十八页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化過程(6)磷酸鹽沉澱的副反應將形成磷化沉渣
Fe3++PO43-=FePO4
(6)金屬工件溶解出的二價鐵離子一部分作為磷化膜的組成部分被消耗掉,而殘留在磷化槽液中的二價鐵離子,則氧化成三價鐵離子,發生(2)式的化學反應,形成的磷化沉渣其主要成分是磷酸亞鐵,也有少量的Me3(PO4)2。第二十九页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化過程(7)以上機理不僅可解釋鋅系、錳系、鋅鈣系磷化成膜過程,還可指導磷化配方與磷化工藝的設計。從以上機理可以看出:適當的氧化劑可提高反應(2)的速度;較低的H+濃度可使磷酸根離解反應(3)的離解平衡更易向右移動離解出PO43-;金屬表面如存在活性點面結合時,可使沉澱反應(4)(5)不需太大的過飽和即可形成磷酸鹽沉澱晶核;磷化沉渣的產生取決於反應(1)與反應(2),溶液H+濃度高,促進劑強均使沉渣增多。相應,在實際磷化配方與工藝實施中表面為:適當較強的促進劑(氧化劑);較高的酸比(相對較低的游離酸,即H+濃度);使金屬表面調整到具備活性點均能提高磷化反應速度,能在較低溫度下快速成膜。因此在低溫快速磷化配方設計時一般遵循上述機理,選擇強促進劑、高酸比、表面調整工序等。第三十页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023如何控制磷化渣的產量工藝控制降低磷化液的H+濃度(低游離酸度)減少Fe2+氧化成為Fe3+。生產控制方法:自動沉降及除渣機自動除渣的綜合利用等。第三十一页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化主要參數:總酸定義:主要指磷酸鹽、硝酸鹽和游離酸的總和.意義:總酸度反映磷化內動力的大小,是磷化液濃度的一項指標,控制總酸度的意義在於使磷化液中成膜離子濃度保持在必要的範圍內,提高總酸能加速磷化反應,使膜層薄而細緻總酸度高,磷化動力大,速度快,結晶細.注意的問題:總酸度過高,則產生的沉渣多和粉末附著物多,常常使膜層過薄;如果過低,則磷化慢,結晶粗.檢測方法:用10ml的刻度吸管準確吸取10ml被測磷化液於250ml錐形瓶中,加蒸餾水,至約50ml,滴加甲基橙指示劑1滴,用0.1mol/L氫氧化鈉標準溶液氧化鈉標準溶液滴定至黃色消失出現藍色為終點),所消耗標液的毫升數,即為該測溶液的游離酸點數。第三十二页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化主要參數:游離酸意義:游離酸度反映磷化液中游離H+的含量。控制游離酸度的意義在於控制磷化液中磷酸二氫鹽的離解度,把成膜離子濃度控制在一個必須的範圍。.影響:過高會使磷化反應時間延長,不能成膜,磷化膜的溶解速度加快,也不利於成膜,甚至根本不會上膜,易出現黃鏽,磷化膜晶粒粗大多孔,耐腐蝕性降低,亞鐵離子含量容易上升,溶液裡的沉澱容易增多。如果過低,則不利於金屬基體的溶解,磷化膜薄甚至沒有磷化膜,磷化液的穩定性受威脅,生成額外的殘渣。第三十三页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化主要參數:促進劑作用氧化性加速:(1)限制甚至停止氫氣的釋出。(2)使溶液中的某些化學元素發生化學轉化。檢測方法
將10ml刻度的發酵管充滿被測磷化液,並加入促進劑測試試劑2~3g,倒置使試劑處於發酵管的根部然後靜置,基本沒有氣泡產生時,既可讀出發酵管氣點的毫升數,該毫升數即為被測促進劑的點數。第三十四页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化主要參數:酸比定義即指總酸度與游離酸度的比值作用酸比小,則意味著游離酸度太高,反之,則意味著游離酸度低。酸比值隨溫度升高而變小,隨溫度降低而增大,一般常溫下控制在20—25:1酸比較小的配方,游離酸度高,成膜速度慢,磷化時間長,所需溫度高。酸比較大的配方,成膜速度快,磷化時間短,所需溫度低。第三十五页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化操作要點a.噴淋壓力0.08~0.12MPa,磷化溫度30~35℃;b每2小時檢查漕液的總酸度(TA)、游離酸度(FA)、促進劑濃度(AC)、槽溫度和壓力;c.每週將槽液抽入高位沉澱槽內進行沉澱;對噴嘴、噴淋管道和槽體進行一次清理。d.磷化膜一般呈灰白色、黑色和金黃色,磷化後的工件磷化膜層應結晶緻密、連續、均勻;e.磷化後的工件允許以下缺陷:由於局部的熱處理、焊接以及表面加工狀態的不同而造成的顏色和結晶不均勻;在焊接氣孔和夾渣處無磷化膜;f.磷化後工件不允許以下缺陷:梳松的磷化膜;銹蝕或鏽斑;局部無磷化膜(焊接氣孔和夾渣處除外);表面掛灰嚴重;切口無磷化膜或隨線冷軋板樣品表面無磷化膜。
注:在磷化反應中,促進劑分解產生酸性腐蝕氣體,易銹蝕磷化過程中的工作,因此禁止無故停車。每班檢查1次磷化膜耐蝕能力:在3%NaCl溶液中浸泡5min後,2小時內不生銹。第三十六页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化水洗的作用去除工件表面粘附的磷化液操作要點a.噴淋壓力為0.08~0.1MPa;b.水洗(2)適時適量的補充水,以降低槽內水洗液的濃度,補充水來自水洗3的溢流水;c.每小2時檢查回流槽的PH值,要求水洗(2)PH控制在5~7.5之間。,水洗(3)PH控制在6.5~7.5之間外第三十七页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023磷化膜外觀要求磷化膜外觀品質為深淺不等的灰黑色,允許有閃亮或不閃亮的白色點、不允許有肉眼可見的鏽跡水份,磷化膜結晶要求均勻,細密、無嚴重掛灰和粗糙等現象,無漏底金屬。。第三十八页,共一百二十二页,2022年,8月28日磷化膜的品質判斷標準1、外觀1、水洗後可初步觀察品質狀況,對附著的雜質,可借助水膜,觀察反光情況。2、磷化膜的品質狀況一般在烘乾後進行檢查,其結晶狀況可用指甲輕輕刻劃,如果有白色劃痕,則表示有磷化膜存在,可根據劃痕粗和細,判斷結晶粗糙程度。2、鹽水浸泡:3%NaCl鹽水浸泡試驗,1h無鏽跡,(5-35℃)3、硫酸銅點滴試驗:記錄液滴由藍色變為淺黃色的時間:試液成份:CuSO4.5H2O41g/lL、NaCl35g/L0.1NHCl(鹽酸)13ml/L。所有的試劑純度均為化學純第三十九页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023化學品的貯存條件和要求1、應將化學品儲存在通風,乾燥的室內,室內溫度通常要求在0-45℃2、化學品應避免日光直射和雨淋,尤其是粉劑產品不得受潮3、氧化,還原產品應遠離酸性產品儲存。例如:4、所有化學品應獨立堆放,並掛有識別標牌5、搬運,使用化學品時要穿戴好必要的保護用品。如:耐酸手套,圍裙,雨靴,防護眼鏡等6、防止化學品與皮膚接觸和飛濺,一旦接觸應及時沖洗,若是要害處,如眼睛或吸入口內,須及時到醫務室就診7、一旦發生化學品洩漏,應及時阻止進一步洩漏,並根據化學品的特性,進行現場清洗。洩漏的化學品不得再用第四十页,共一百二十二页,2022年,8月28日化學灼傷的急救處理(一)常見化學灼傷的急救處理1、防止造成嚴重化學灼傷的最簡單,可靠的方法就是立即用大量的水沖洗(切忌局部乾擦),然後用中和劑洗滌和濕敷。用中和劑的時間不宜過久,並且用清水沖洗掉中和劑,然後視病情予以適當的處理。2、酸灼傷的急救處理(磷酸,硝酸,硫酸等)立即用大量的水沖洗,再用5%的碳酸氫鈉溶液濕敷中和,然後再用清水沖洗。堿灼傷的急救處理(氫氧化鈉或鉀等)3、先用大量的水沖洗,再用2%的硼酸濕敷,然後再用清水沖洗。第四十一页,共一百二十二页,2022年,8月28日化學灼傷的急救處理(二)
酸鹼化學品濺入眼內的急救處理不要急於送醫院,在現場用大量的水進行沖洗,也可將面部浸入水中,連續做睜眼和閉眼動作,同時拉開眼皮並搖頭,使化學物質充分稀釋和沖洗掉。根據化學品的性質,酸灼傷選用3%的碳酸氫鈉溶液,堿用3%的硼酸溶液進行適當的中和沖洗,對某些化學物質不明的灼傷,使用生理鹽水即可。沖洗時一定要充分暴露眼睛,沖洗液不得少於1000毫升,以沖洗徹底可靠,如發現異物立即清除,經上述處理後送醫院進行搶救治療。第四十二页,共一百二十二页,2022年,8月28日化學灼傷的急救處理(三)化學品氣體吸入的急救處理—把患者移到空氣新鮮處;—如果發現呼吸困難的,必須進行輸氧處理。—如果患者停止呼吸,必須立即進行人工呼吸。—然後再送醫院就診。吞入的急救處理—不要促使患者嘔吐。喝大量的水。—如果發生嘔吐,喝更多的水。—不要給神智不清的患者吃任何東西並立刻送醫院就診。第四十三页,共一百二十二页,2022年,8月28日烘乾目的:乾燥工件表面水膜,避免漆膜出現起泡等缺陷。方式:通過燃燒機加熱和風機迴圈加熱氣體,採用熱風烘乾工件表面水分。溫度範圍:120~160℃注意:工件下端或深凹處存水如果無法烘乾需要在乾燥前採用人工方法初步排除積水;烘乾後工件要冷卻到35℃以下才能進行噴塗,否則會造成塗層厚度高於要求。第四十四页,共一百二十二页,2022年,8月28日校正操作要點:a.操作人員必須佩帶完好、整潔的勞保手套;b.工作前必須使用高壓空氣吹掉衣服上的灰塵;c.檢查經過前處理的工件是否有變形、劃傷、壓傷、鏽斑、油污、砂粒、缺料、多料等缺陷;
d.仔細觀察鈑金件表面是否覆蓋有均勻、緻密的磷化膜,是否有砂粒、灰塵、未烘乾的水漬等,有缺陷的鈑金件用砂紙打磨後,用壓縮空氣吹淨,有水漬的鈑金件要擦拭乾淨並用壓縮空氣吹幹。第四十五页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023噴粉利用高壓靜電造成靜電場,噴槍接高壓負極,被塗工件接地成為正極,構成回路。粉末借助被淨化的壓縮空氣吹力,由噴槍噴出時帶有負電荷,按照電荷“異性相吸”的原理噴塗到工件表面。由於粉末是絕緣的,所帶電荷除緊靠工件表面的接地被放電外,其餘的積聚起來繼續噴粉,越積越多,最終將排斥繼續噴槍噴出的粉末,從而得到了均勻的塗層。
第四十六页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023噴粉操作要求工藝要求:
新工件:電壓60—90KV,供粉送粉氣壓0.6MPa、供粉量≤70%,靜電電流10—40μA,槍與工件之間的距離150—300mm;返工件:電壓30—70KV,其它相同。流化床壓力調節範圍一般在,反吹壓力調節範圍一般在4.0-4.5bar,壓差表壓力範圍應在4—6bar,粉房溫度15-25℃,最高不超過35℃,相對濕度75-85%,噴塗設備近旁應避免氣流,周圍橫向氣流速度小於0.1米/秒,平均空氣流速:米/秒第四十七页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023粉末塗料定義粉末塗料是一種新型的不含溶劑的固體粉末狀塗料。塗料由特製樹脂、顏填料、固化劑及其它助劑,以一定的比例混合,再通過熱擠塑和粉碎過篩等工藝製備而成。它們在常溫下,貯存穩定,經靜電噴塗或流化床浸塗,再加熱烘烤熔融固化,使形成平整光亮的永久性塗膜,達到裝飾和防腐蝕的目的。第四十八页,共一百二十二页,2022年,8月28日48粉末塗料的分類粉末塗料分為兩大類:熱塑性粉末熱塑性粉末塗料具有遇熱軟化,冷卻後又能固化成膜的特性,主要是物理性熔融塑化成膜過程,期間沒有化學反應。熱固性粉末熱固性粉末塗料具有遇熱融化流平並且交聯固化成膜的特性,固化的漆膜具有不溶不融特性,固化過程有化學反應。第四十九页,共一百二十二页,2022年,8月28日粉末塗料的優點1.粉末塗料不含溶劑和揮發有毒性的物質,改善勞動條件。2材料利用率高,過噴的粉末可回收利用,利用率達95%以上。3、粉末噴塗一次性施工,無需底塗,即可得到足夠厚度的塗膜。4.粉末塗料存貯、運輸安全和方便。5手工噴塗操作人員易於掌握噴塗技巧,自動噴塗生產時流水線可實現塗裝自動控制。第五十页,共一百二十二页,2022年,8月28日粉末塗料的缺點1.換色困難,需要較長的時間和人工。2.粉末存儲受壓力、溫度和濕度影響,易結塊。3.噴塗生產必須要有一定的加熱設備。4.粉末塗料很難達到小於35μm的薄膜層(易出現顆粒、針孔等問題)。5粉末塗裝投資大(需要加熱和粉末回收設備)第五十一页,共一百二十二页,2022年,8月28日一、粉末塗料的特點利用率高環保高效、節能無害安全樹脂分子量大,塗膜性能好操作簡單,易於實現自動化優點第五十二页,共一百二十二页,2022年,8月28日一、粉末塗料的特點[續]設備需專用烘烤溫度高不適宜薄塗調色、換色、換品種麻煩缺點第五十三页,共一百二十二页,2022年,8月28日粉末塗裝的發展熱噴塗、冷噴塗熱噴塗種類滾塗法(加熱的工件在粉末中滾動)火焰噴塗(粉末通過噴槍火焰加熱至熔融狀態後噴射到預熱的工件表面而形成塗層)流化床噴塗(加熱的工件在流化的粉末沾附並融化粉末,並再次加熱流平固化)第五十四页,共一百二十二页,2022年,8月28日流化床塗裝流化床工作原理:將空氣吹入容器底部的多孔性透氣板,成為均勻分佈的細散氣流,使粉末塗料翻動達到“流化狀態”,粉末微粒翻動呈流態化。氣流和粉末建立平衡後,保持一定的介面高度。將需塗敷的工件預熱後,放入粉末中,即可得到均勻的塗層,最後加熱固化(流平)成膜。優點:操作簡單連續生產性好;缺點:被塗物尺寸受限制;工件要預熱;要求被塗物熱容量大,膜厚不均第五十五页,共一百二十二页,2022年,8月28日流化床塗裝示意圖第五十六页,共一百二十二页,2022年,8月28日冷噴塗種類1靜電流化床(在靜電流化床中,安裝在多孔板上的高壓直流柵格可使得微粒帶高壓負電。這樣這些帶靜電的粉末就會被只有接地電壓的待塗工件所吸引而形成附著的粉層)靜電流化床塗裝技術的不足主要在於對塗裝產品的尺寸有限制;2粉末靜電噴塗第五十七页,共一百二十二页,2022年,8月28日靜電噴粉示意圖
粉末塗料靜電噴塗技術採用的是粉末―空氣混合物。在粉末進料斗中設置有一個小型的流化床以形成粉末―空氣混合物。粉末通過一根軟管被輸送至噴槍中,噴槍的噴嘴由於高壓直流電的輸入而形成帶電電極。第五十八页,共一百二十二页,2022年,8月28日靜電粉末噴塗目的:將粉末塗料均勻地噴塗到工件的表面上。原理:工件通過輸送鏈進入噴粉房的噴槍位置準備噴塗作業。靜電發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(帶負電荷)。工件經過掛具通過輸送連結地(接地極),這樣就在噴槍和工件之間形成一個電場占粉末在電場力和壓縮空氣壓力的雙重推動下到達工件表面,依靠靜電吸引在工件表面形成一層均勻的粉狀塗層。第五十九页,共一百二十二页,2022年,8月28日靜電噴塗優點帶有負電荷的粉末微粒與工件之間具有靜電吸引力,使粉末微粒牢固吸附在工件表面上。甚至敲打工件,粉末也不易脫落。(粉末微粒具有較高的電阻,微粒上帶的負電荷不易漏掉,從而使粉末能相當長時間吸附在工件表面)帶負電荷的微粒之間具有相斥的力。這種斥力有助於分散微粒的作用,工件表面吸附的粉末粒層達到一定厚時,不會再加厚。從而保證了當工件固化後,表面的塗膜均勻。第六十页,共一百二十二页,2022年,8月28日粉末靜電噴塗三個階段第一階段:帶負電的粉末在靜電場中沿著電力線飛向工件粉末均勻吸附在工件表面。此階段上粉率最高。第六十一页,共一百二十二页,2022年,8月28日第一階段示意圖第六十二页,共一百二十二页,2022年,8月28日粉末靜電噴塗三個階段第二階段:工件對粉末的吸引力大於粉末之間相互排斥的力粉末持續的堆積形成一定厚度的塗層。此階段上粉率逐步降低(粉末之間靜電排斥)。第六十三页,共一百二十二页,2022年,8月28日第二階段示意圖第六十四页,共一百二十二页,2022年,8月28日粉末靜電噴塗三個階段第三階段:隨著粉末沉積層不斷加厚,粉層對飛來的粉末排斥力增大,當工件對粉末的吸引力與粉層對粉末的排斥力相等時,繼續飛來的粉末就不再被工件吸附了第六十五页,共一百二十二页,2022年,8月28日第三階段示意圖第六十六页,共一百二十二页,2022年,8月28日靜電噴塗分類手工噴塗優點:適宜於複雜工件,設備投資小;缺點:生產效率低,品質不穩定;自動噴塗優點:品質穩定,生產效率高,工藝參數可以數;缺點:設備投資大,不適宜複雜工件;第六十七页,共一百二十二页,2022年,8月28日往復機第六十八页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023控制器第六十九页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023噴塗設備系統1靜電發生器
粉末靜電噴塗的高壓電源,能產生高強度的靜電場以保證噴塗要求,且從安全角度要考慮到不應有造成放電的因素。因此要求直流高壓發生器的輸出功率具有電壓高、電流峰值低的特性,通常採用的電壓為50~100kV,電流小於300μA。金馬噴槍的靜電高壓發生器(高壓塊)已安裝在噴槍內,具有過流、短路保護功能,對地放電“不打火”,直接碰地或工件距離過近自動關閉系統。
第七十页,共一百二十二页,2022年,8月28日噴槍
靜電噴塗槍決定著粉末的噴塗方向,控制著沉積速度,控制著生成圖案的尺寸、形狀和噴塗密度,同時,噴槍也給正在噴出的粉末充電。噴槍可由手工操縱,也可固定在連續噴塗室的一側或兩側而自動噴塗,或手工、自動來回交替進行噴塗。第七十一页,共一百二十二页,2022年,8月28日噴槍的技術要求噴槍的作用是產生良好的電暈放電,使噴出的粉末帶盡可能多的電荷,均勻地散佈在工件表面上。對噴槍的要求:①粉末粒子應得到最大的帶電效果;②適應不同的噴粉量;③應有最大的安全係數。第七十二页,共一百二十二页,2022年,8月28日手動噴槍及控制器第七十三页,共一百二十二页,2022年,8月28日自動噴槍第七十四页,共一百二十二页,2022年,8月28日供粉裝置供粉裝置
它是把粉末在流化桶中流化,然後由空氣把粉末送到噴槍裝置內,由貯粉器、粉末輸送泵和粉末流化桶組成。一般包括貯粉器、粉末輸送泵和粉末流化桶。
第七十五页,共一百二十二页,2022年,8月28日文丘裡粉泵第七十六页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023供氣系統供氣系統
在粉末靜電噴塗過程中粉末塗料總要和加壓空氣相接觸,所使用的壓縮空氣淨化品質有嚴格的要求。空氣源的條件是:水分含量小於1.3g/m3,油含量小於10-7(體積分數)
噴塗車間使用空壓站提供的壓縮空氣,空氣入口也有油水分離器淨化。空氣品質可以得到保證。第七十七页,共一百二十二页,2022年,8月28日壓縮空氣含水含油量定性檢測在冷凍式乾燥機後取樣,將壓縮空氣釋放壓力後通入變色矽膠,十分鐘後觀察矽膠顏色,不變色則可認為冷凍式乾燥機能夠有效地乾燥壓縮空氣。在使用點取樣,用壓縮空氣吹放在出氣口前的濾紙,五分鐘後觀察濾紙是否沾油,若無沾油現象,則可認為壓縮空氣經過濾後已除油。第七十八页,共一百二十二页,2022年,8月28日噴粉室噴粉室
是噴塗的主要場所,主要作用防止粉末污染噴塗環境,保證噴塗品質;同時可以回收粉末。為防止靜電荷積累,噴粉室要有良好的接地。現在公司採用不銹鋼粉房,堅固耐腐蝕。缺點:與粉末存在靜電吸附,降低上粉率和提高清理難度。快速換色的粉房內壁採用塑膠材料製作,降低粉末的吸附強度;邊角設計成圓弧狀,減少清理死角第七十九页,共一百二十二页,2022年,8月28日噴粉室一般噴粉室外設置套間,籍以同大車間隔開;粉房內要有風速
m/s的氣流經開口處流向回收口,避免噴粉室沉積過多粉末;噴粉室一般要達到以下要求:噴塗過程中粉末不向車間擴散、不向操作人員反噴;要保證工件在噴塗時粉末的流動速度和方向;噴粉室要便於清理、不容易引起粉末的沉積;室內光線要充足第八十页,共一百二十二页,2022年,8月28日噴粉室第八十一页,共一百二十二页,2022年,8月28日粉末回收裝置噴槍噴出的粉末除一部分吸附到工件表面上(一般為50%~70)外,其餘部分自然沉降。沉降過程中的粉末一部分被噴粉室側壁的旋風回收器收集,利用離心分離原理使粒徑較大的粉末粒子(12μm以上)分離出來並送回粉桶重新利用。12μm以下的粉末粒子被送到濾芯回收器內,其中粉末被脈衝壓縮空氣振落到濾芯底部收集鬥內。通過粉末回收裝置粉末利用率平均達到95%第八十二页,共一百二十二页,2022年,8月28日帶小旋風回收裝置的噴粉房小旋風回收裝置第八十三页,共一百二十二页,2022年,8月28日帶大旋風回收裝置的粉房大旋風回收裝置第八十四页,共一百二十二页,2022年,8月28日1/20/2023旋風分離原理當含粉末氣體進入旋風回收器時,氣流由變為圓周運動,旋轉氣流的絕大部分沿除塵器內壁呈螺旋形向下、朝向錐體流動。含粉末氣體在旋轉過程中產生離心力,將相對密度大於氣體的粉末粒子甩向除塵器壁面。粉塵粒子一旦與除塵器壁面接觸,便失去徑向慣性力而靠向下的動量和重力沿壁面下落至振動篩。旋轉下降的外旋氣流到達錐體時,因圓錐形的收縮而向除塵器中心靠攏。根據旋矩不變原理,其切向速度不斷提高,粉塵粒子所受離心力也不斷加強。當氣流到達錐體下端某一位置時,即以同樣的旋轉方向從除塵器中部由下反轉向上,繼續做螺旋形運動,構成內旋氣流。最後淨化氣體經排氣管排出,小部分未被捕集的粉塵粒子也隨之排出。第八十五页,共一百二十二页,2022年,8月28日旋風分離器圖示第八十六页,共一百二十二页,2022年,8月28日超細粉處理超細粉末(粒徑小於12微米)帶電性差,不應該混在回收粉內;旋風分離器分離粉末時會將超細粉隨氣流帶出;超細粉末由後續的濾芯過濾出,定期收集裝箱。第八十七页,共一百二十二页,2022年,8月28日靜電噴塗工藝參數控制噴塗電壓噴塗電壓對粉末在工件上的附著量有影響,電壓增高附著量增加。但是電壓過高粉末附著量反而降低.(大於90kV)。靜電高壓60-70kV。電壓過高容易造成粉末反彈和邊緣麻點;電壓過低不能使粉末充分帶電,上粉率低,塗層厚度不均。第八十八页,共一百二十二页,2022年,8月28日靜電噴塗電壓選擇1.複雜工件的電壓要適當降低(在工件凹陷處,由於靜電屏蔽的作用,使用電壓越高,靜電屏蔽作用就越大,這時就必須降低電壓進行噴塗)。2.二次噴塗產品電壓要調低至30-40kV。3.噴塗電壓隨著噴槍噴塗距離增加而提高(決定空氣是否被擊穿的主要因素是電場強度E.
E=UAB/d
{UAB:AB兩點間的電壓(V),d:AB兩點在場強方向的距離(m)}第八十九页,共一百二十二页,2022年,8月28日靜電壓與粉末的附著力的關係第九十页,共一百二十二页,2022年,8月28日噴槍距離與擊穿電壓關係第九十一页,共一百二十二页,2022年,8月28日噴塗距離噴塗距離變化對膜厚極限值的影響特別敏感。在電壓不變情況下,距離增加時膜厚減少,上粉率降低;噴槍與工件間距離過短時,會產生火花放電第九十二页,共一百二十二页,2022年,8月28日膜厚隨噴塗距離增加減少第九十三页,共一百二十二页,2022年,8月28日流化氣壓控制流化床的作用是利用氣流的作用,使粉末形成一種適當的流化狀態,手感類似於液體流動的狀態。檢測流化達到充分狀態,最簡單的操作是:用手或棍棒攪動粉末時,感覺不到阻力的存在。流化便於粉末吸入導管,在加速風的作用下,產生霧化的效果,壓力不足或壓力過大都會造成流化不充分的產生。第九十四页,共一百二十二页,2022年,8月28日膜層厚度外表面:白色粉末塗層厚度控制在60~80um;其它顏色粉末控制在50~100um;內表面:塗層厚度要求可以保證工件面均勻覆蓋,無明顯返青現象;噴塗過厚會產生反向電離現象,造成塗層產生明顯凹凸現象(如火山口狀桔皮);噴塗過薄會產生明顯顆粒、返青和塗色色澤不均現象第九十五页,共一百二十二页,2022年,8月28日膜層厚度控制粉末塗層厚度與粉末品質、噴塗電壓、生產鏈速、掛具的導電性、供粉氣壓、工件形狀、工件表面溫度都有關。在實際生產中主要控制供粉量來控制塗層厚度。因為影響厚度的因素很多,塗層厚度要靠現場測量回饋來調節供粉氣壓及供粉量。第九十六页,共一百二十二页,2022年,8月28日新舊粉末比例回收粉末是指首次噴塗後的落地粉末。由於不同粒徑的粉末上粉率不同,造成回收粉末中粒徑分佈與新粉末不同;在噴塗中粉末吸收了空氣的水分,帶電粉末吸附空氣中的灰塵;回收粉末經過一次以上的充放電過程,粉末再次充電能力降低。所以回收粉末的大量使用會降低塗層品質。加入比例:新粉:回收粉≥3:1(金屬粉末比例更大)第九十七页,共一百二十二页,2022年,8月28日金屬粉末顏色不穩原因由於金屬粉與粉末塗料粒子的密度和電性能不同,當靜電粉末塗裝時,兩種物料的帶靜電性能不同,上粉率也有差別,導致粉末塗料與塗膜之間的鋁粉含量產生差別,也使回收粉末與原粉中的鋁粉含量不同,難以使回收粉末再利用,最終將影響塗裝產品外觀品質的穩定性,。第九十八页,共一百二十二页,2022年,8月28日檢驗由專人在噴塗之後進行檢驗,檢驗內容包括所有不良狀況如:積(堆)粉、雜質、少粉、碰傷、雜色、顆粒等,將顆粒或雜色、纖維等輕微缺陷採用洗耳球吹掉,無法線上修理的不良工件輕輕取下並除去表面粉末,然後送至上料區重新上掛噴塗,如果出現批量不良現象及時回饋給噴塗人員進行調整改善。第九十九页,共一百二十二页,2022年,8月28日固化固化是指使靜電吸附在工件表面的粉層,通過固化處理而轉變成符合品質要求的塗膜的工序。固化的原理:環氧樹脂中的環氧基、聚酯樹脂中的羧基與固化劑中的胺基發生縮聚、加成反應交聯成大分子網狀體,同時釋放出小分子氣體(副產物,通常在進出口等溫度較低部位重新結晶)。溫度及時間:200±5℃,10min.第一百页,共一百二十二页,2022年,8月28日固化過程固化過程分為熔融、流平、膠化和固化4個階段。熔融:溫度升高到熔點後工件上的表層粉末開始融化,並逐漸與內部粉末形成漩渦直至全部融化,此階段粉末粘度逐步降低。流平:粉末全部融化後開始緩慢流動,在工件表面形成薄而平整的一層,此階段稱流平,此階段粉末粘度降至最低。第一百零一页,共一百二十二页,2022年,8月28日固化過程膠化:隨著粉末的化學反應進行,流平的粉末粘度增加至膠體狀態,流動性降低(樹脂與固化劑間的交聯反應)。固化:溫度繼續升高和時間的繼續,粉末塗層徹底轉化為固態。熔融、流平、膠化是塗層的固化過程中的液體狀態,固化為最終的固體狀態。第一百零二页,共一百二十二页,2022年,8月28日粉末固化設備粉末固化的主要設備設備主要包括供熱燃燒器、迴圈風機及風管、爐體3部分。我公司使用的供熱燃燒器為美國“Eclipse”牌品,使用天然氣。迴圈風機進行熱交換。送風管開口在爐體底部。回風管在爐體底部。爐體為橋式結構,既有利於保存熱空氣,又可以防止生產結束後爐內空氣體積減小吸人外界灰塵和雜質。第一百零三页,共一百二十二页,2022年,8月28日固化技術要求1.塗層的均勻固化
均勻固化是指使爐內各部位放置的工件,以及工件各部位的塗層均處於溫度相同或溫差極小的條件下固化。在爐內溫度穩定區域內,工件表面1200mm範圍內上、中、下三點溫度曲線應落在偏差不大於±
5℃的平衡溫度帶內。均勻固化可以保證噴塗工件固化品質穩定、塗層外觀顏色光澤一致。第一百零四页,共一百二十二页,2022年,8月28日固化技術要求2.固化溫度聚酯粉末塗料固化的基本工藝:
200℃,烘10min。其中的溫度和時間是指工件的實際溫度和維持不低於這一溫度的累積時間,而不是固化爐的設定溫度和工件在爐內的行走時間。其他戶外和高溫粉末的固化條件要按照產品說明書要求進行。第一百零五页,共一百二十二页,2022年,8月28日固化技術要求3.固化爐潔淨無塵固化爐採用熱風對流傳導熱量,如果爐內有灰塵或顆粒轉雜質,固化過程中會粘附在漆膜上形成缺陷。第一百零六页,共一百二十二页,2022年,8月28日下件將噴塗並冷卻的工件(檢驗合格後)卸下,檢分類擺放在鐵籠子、木拍子上,相互之間用發泡
膜等軟包裝緩衝材料隔離,以防止劃傷磨損。要求:1.輕拿輕放,避免劃傷工件;2.有缺陷工件要挑出單獨擺放,出現批量噴塗不良要立即告知噴塗工;第一百零七页,共一百二十二页,2022年,8月28日外觀檢驗要求檢驗環境:
a、環境整潔,不能有顯著影響檢驗作業的蒸氣、濕氣、煙霧、粉塵等。
b、檢驗光線要求為正常光線下的自然光或照度不低於500LXCE的目光燈照明。
例:2只長度約120cm的40W的標準日光燈,安裝在觀察點正上方的位置C、在一臂距離內(400mm),光線良好的條件下,以不超過15秒的時間觀察(檢查)零部件的第一部分獨立的表面。
第一百零八页,共一百二十二页,2022年,8月28日外觀檢驗要求對缺陷本身嚴重度的劃分:
a、嚴重:一般情況下,任何操作設備的人可立即看到的缺陷,或在一臂長的距離可看到的缺陷。此類缺陷必須返工處理。
B、輕微:在一般情況下,充足的光線下,僅憑認真的近距離(小於一臂距離)的觀察(檢查)才可看到的缺陷。此類缺陷可以採用修飾、補噴手噴漆等方法處理。
第一百零九页,共一百二十二页,2022年,8月28日內在品質檢驗要求1.
塗層厚度
工具:塗層磁性測厚儀方法:
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