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什么是静电粉末喷涂?

点击次数: 发布时间:2020-07-23 14:37

一、静电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。
静电粉末
图1 静电粉末喷涂的基本原理示意图

二、静电粉末喷涂的工艺流程

典型的静电粉末喷涂工艺流程如下:
静电粉末
图2 静电粉末喷涂工艺流程图
详细划分静电粉末喷涂工艺流程如下:

1. 表面预处理

前处理工艺质量好坏直接影响粉末涂膜质量,前期处理不好,造成涂膜易脱落,鼓泡等现象。因此,前处理工作须予以重视。
为了清洗掉铝制品表面存在着的污垢和缺陷,如灰尘、金属氧化物、残留油污、手印、轻微的划(擦)伤等,在表面处理之前,须进行必要的表面预处理。其一般工艺如下图3所示:
静电粉末
图3 表面预处理工艺流程
(1)脱脂。脱脂处理通常也称为除油,其目的是除去工件表面的工艺润滑油、防锈油和其他污物,以保证在碱腐蚀工序中工件表面均匀腐蚀和槽液清洁。
(2)碱蚀洗。碱洗腐蚀一般采用35~100g/L的氢氧化钠(NaOH)为处理液,其目的是除掉工件表面的污物,并将工件表面自然氧化膜下的基体金属裸露,以利于氧化的顺利进行。
(3)中和。中和的目的主要是除掉碱腐蚀后残留在工件表面的黑色腐蚀斑,以获得光亮的金属表面,同时也兼有中和碱液的作用。常用的中和液为硝酸或硫酸。
(4)水清洗。水清洗在各道工序间采用流动水清洗,目的在于除去制品表面的残留液和可溶于水的反应产物,防止下道工序槽液遭受污染,确保处理的效率和品质。

2. 喷涂

工件通过输送链进入喷粉房的喷枪位置准备喷涂作业。静电发生器通过喷枪枪口的电极针向工件方向的空间释放高压静电(负极),该高压静电使从喷枪口喷出的粉末和压缩空气的混合物以及电极周围空气电离(带负电荷)。
工件经过挂具通过输送链接地(接地极),这样就在喷枪和工件之间形成一个电场粉末在电场力和压缩空气压力的双重推动下到达工件表面,依靠静电吸引在工件表面形成一层均匀的涂层。

3. 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(通常15~20分钟),使之熔化、流平、固化,从而得到金沙国际官网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,这是在固化工序上应注意的)。

4. 检查

固化后的工件,主要检查外观(是否平整光亮、有无颗粒、缩孔等缺陷)和厚度(控制在55~90μm)。对被检出的有漏喷、针孔、碰伤、气泡等缺陷的工件,进行返修或重喷。

5. 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,以防止划伤磨损(可根据客户要求包装)。

三、影响静电粉末喷涂质量的主要因素

静电粉末喷涂中,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1010~1016Ω/cm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50~1000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。

6. 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。

7. 粉末电泳涂装

它是综合粉末涂装与电流涂装的产物,兼具二者特点。其基本原理是将粉末粒子(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。

四、静电粉末喷涂设备的组成和结构

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

喷粉室是静电粉末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.静电粉末喷枪

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
在静电粉末喷涂供粉系统中,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、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,以达到更好的分离效果。

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