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摘要

摘要：涂裝的目的是為了起到防護(hù)作用、裝飾作用及特種功能。目前涂裝工藝可歸納為：前處理→噴涂→固化三個(gè)步驟，而要獲得良好的涂裝質(zhì)量需控制好基材表面質(zhì)量、前處理質(zhì)量、涂裝環(huán)境及固化效果，且不同的被涂物的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也不一樣。以渣土車箱為例，分析了涂裝過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素涂料在線coatingol.com。

關(guān)鍵詞：涂裝工藝  工程機(jī)械粉末涂裝

0引言

品內(nèi)在品質(zhì)的同時(shí)，也在關(guān)注產(chǎn)品的外觀裝飾性，對工程機(jī)械的外觀質(zhì)量提出了更高的要求。而涂裝質(zhì)量的好壞直接影響到工程機(jī)械產(chǎn)品的外觀、市場競爭力及使用壽命[1]。因此，保證和提高涂裝工藝質(zhì)量對于工程機(jī)械產(chǎn)品和企業(yè)都有著十分重要的意義。因此，工程機(jī)械產(chǎn)品對于原材料表面質(zhì)量、工件前處理質(zhì)量、涂裝環(huán)境、固化效果等方面格外重視。

以渣土車為例，對其涂裝質(zhì)量要求、涂裝工藝進(jìn)行分析，探討其涂裝生產(chǎn)中相關(guān)的幾個(gè)控制點(diǎn)。如圖1所示，渣土車箱以厚鋼板焊接成的結(jié)構(gòu)件，是整車的重要外觀覆蓋件。

1 質(zhì)量檢測項(xiàng)目及技術(shù)指標(biāo)

對圖1中的渣土車箱而言，涂層的質(zhì)量就是要獲得良好的外觀和防護(hù)功能。因此為滿足該要求，對產(chǎn)品質(zhì)檢制定若干項(xiàng)檢測項(xiàng)目及技術(shù)指標(biāo)。

表1中的性能指標(biāo)在實(shí)際生產(chǎn)中，要想對這些項(xiàng)目都進(jìn)行檢驗(yàn)是不現(xiàn)實(shí)的，也沒有必要。比如耐水性、耐酸、堿性是由粉末本身性能決定的，因此在粉末正式使用前進(jìn)行一次檢測實(shí)驗(yàn)，不需要在正常生產(chǎn)時(shí)對工件的漆膜進(jìn)行檢驗(yàn)。而像光澤、顏色、涂膜的厚度等直接影響到涂裝外觀的檢驗(yàn)項(xiàng)目，就需要進(jìn)行全檢。另外檢測附著力時(shí)會破壞涂膜，因此一般進(jìn)行抽檢。

2 涂裝的工藝過程

盡管不同結(jié)構(gòu)件底材處理側(cè)重點(diǎn)不盡相同，但基本的涂裝工藝流程是相同的。由于工程機(jī)械范圍廣、規(guī)格多、整機(jī)重、零部件大，涂裝工藝一般分為四個(gè)階段：拋丸處理→化學(xué)前處理→噴涂作業(yè)→固化或干燥。但是同類的工件在不同的企業(yè)生產(chǎn)出來的涂裝質(zhì)量卻存在差距，同樣的工件在同樣的企業(yè)由于生產(chǎn)批次不同涂裝質(zhì)量也存在差距，質(zhì)量問題時(shí)有發(fā)生。如表2是渣土車涂裝的工藝流程。

3 影響涂膜質(zhì)量的因素

3.1 材料表面質(zhì)量

工件材料本身的表面質(zhì)量對涂裝而言十分關(guān)鍵，會影響到成品涂膜的質(zhì)量。由于材料都是購買的，因此需要在材料采購時(shí)就要確保表面質(zhì)量。另外材料的存放和防護(hù)也是一個(gè)關(guān)鍵，再好的鋼材露天存上半年也都會銹蝕，時(shí)間越長銹蝕越嚴(yán)重。

3.2 表面處理-拋丸、化學(xué)前處理

涂裝粉末前工件需要經(jīng)過拋丸和化學(xué)前處理，其中的工序較多，不僅每一道工序都會對涂裝質(zhì)量造成影響，而且不同工序造成的影響程度也不一樣。

3.2.1 拋丸

拋丸處理在工程機(jī)械中普遍采用，不僅可以去除表面氧化皮等雜質(zhì)提高外觀質(zhì)量，而且可以強(qiáng)化工件表面，提高其疲勞強(qiáng)度。拋丸處理的工件表面質(zhì)量主要是兩個(gè)方面：一個(gè)是潔凈度，影響到涂膜的附著力；另一個(gè)是表面粗糙度，影響到涂膜的外觀質(zhì)量。

要保證表面拋丸處理的質(zhì)量，首先確保拋丸設(shè)備的正常運(yùn)行，再根據(jù)工件的類型確認(rèn)鋼丸的尺寸、噴頭的角度、擊打力度。需要注意的是處理過后的工件不能長期存放，否則表面會再次出現(xiàn)嚴(yán)重的銹蝕或氧化皮。

根據(jù)ISO8501《涂裝油漆和相關(guān)產(chǎn)品前的鋼材的預(yù)處理表面清潔度的目測評估》標(biāo)準(zhǔn)，將拋丸(噴沙)除銹的質(zhì)量分為Sa1、Sa2、Sa2.5和Sa3四個(gè)等級，要想獲得良好的涂層附著力，必須達(dá)到Sa2.5 以上，如表3。

3.2.2 化學(xué)前處理

作為涂裝的工件，工件表面要求無水、無油、無銹、無灰塵雜質(zhì)。因此需要通過化學(xué)前處理來除去工件表面的水、油、灰塵等雜質(zhì)，否則會影響涂膜與工件表面的附著力，并出現(xiàn)針孔、氣孔、縮孔等缺陷，嚴(yán)重時(shí)還會導(dǎo)致涂膜起皮，起皺，甚至大面積脫落。

工程機(jī)械中化學(xué)前處理一般采用磷化或硅烷兩種表面處理。而本文討論的(xx客戶)渣土車前處理使用的是硅烷表面處理，如表4，分為7階段：預(yù)脫脂→脫脂→水洗1→純水洗1→硅烷→純水洗2→水分烘干[2]。

先進(jìn)入脫脂工序除去工件表面的油污，然后經(jīng)過水洗，將工件表面的脫脂殘留液清洗干凈，再進(jìn)入硅烷處理，之后經(jīng)過一道純水洗工序，最后進(jìn)行水分烘干。需要注意的是：

①脫脂是通過皂化反應(yīng)處理表面油污，因此需要一定溫度，所以脫脂時(shí)要控制好槽液的溫度，如圖2。油污若有殘留，會導(dǎo)致涂膜出現(xiàn)縮孔、附著力差等問題。

②硅烷處理又稱鈍化或陶化，本文渣土車箱硅烷槽液呈酸性，因此處理后的工件不可以長期放置，以防出現(xiàn)返銹現(xiàn)象。

③硅烷后純水洗的工件一定要將水分烘干，否則會導(dǎo)致涂膜出現(xiàn)針孔或氣孔。

3.3 涂裝環(huán)境

涂裝環(huán)境直接影響到涂裝外觀，有時(shí)還會影響到涂膜附著力。涂裝環(huán)境主要考慮空氣的相對濕度、溫度和噴粉房的清潔度。濕度過高，可能會在工件表面凝聚水分，導(dǎo)致漆膜在外觀上出現(xiàn)氣孔。溫度過高，會導(dǎo)致粉末出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。噴粉房清潔度則影響到外觀，易使涂膜表面出現(xiàn)雜點(diǎn)或顆粒。因此需要注意以下幾點(diǎn)：

① 控制好室內(nèi)溫度，最好不要高于35 ℃；

② 最佳環(huán)境濕度為30%~70%，當(dāng)相對濕度超過85%，氣溫下降時(shí)，被涂物表面的溫度會低于氣溫(鋼結(jié)構(gòu)表面在這種情況下的溫度常常會低于氣溫)，其表面就會有水氣附著表面；

③ 室內(nèi)作業(yè)時(shí)，保持室內(nèi)空氣的流通，所以對室內(nèi)的送風(fēng)量大于排風(fēng)量，而且應(yīng)使排入的空氣經(jīng)過除塵、去濕處理；

④ 要保證環(huán)境清潔度，減少空氣中大于10 μm以上的塵埃；

⑤應(yīng)注意電火與粉末不能離得太近。

3.4 固化效果-溫度、時(shí)間

粉末的固化過程分為三個(gè)階段：聚結(jié)、熔融及流平、固化。噴涂完粉末后，只有經(jīng)過一段時(shí)間的高溫固化，才能形成外觀和性能良好的涂膜。否則會出現(xiàn)涂膜固化不良，導(dǎo)致涂膜的附著力會出現(xiàn)嚴(yán)重問題。因此，固化溫度、時(shí)間對涂膜的附著力有重大影響。

我們要清楚，粉末涂料的固化溫度跟烘烤溫度是有區(qū)別的。烘烤溫度一般是涂裝線設(shè)定的爐溫溫度。而固化溫度是粉末達(dá)到涂膜固化所需要的溫度。簡單說，就是工件溫度要達(dá)到該粉末固化所需的溫度。要注意的是：需要根據(jù)工件的厚薄，噴涂粉末工件的多少，粉末要求的固化溫度，來合理設(shè)定烘烤溫度和時(shí)間。因此，對于烘烤溫度和時(shí)間的設(shè)定需要測量后才能決定。

① 使用爐溫儀測量爐溫，多次測量不同厚薄工件、不同數(shù)量工件的溫度變化曲線及實(shí)際的烘烤環(huán)境下的空氣溫度。

② 根據(jù)粉末要求的固化溫度設(shè)定烘烤溫度，測試噴涂粉末后對應(yīng)工件的涂層附著力是否達(dá)標(biāo)，來設(shè)定合適的烘烤溫度和時(shí)間。

4 結(jié)語

① 工程機(jī)械產(chǎn)品涂層的防護(hù)質(zhì)量在很大程度上取決于涂裝前處理質(zhì)量的好壞[3]。

② 除了前處理質(zhì)量的控制以外，工件材料、涂裝環(huán)境、固化溫度和時(shí)間等任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能會出現(xiàn)質(zhì)量問題。

③ 由于涂裝的工序較多，每一道工序都會對涂膜質(zhì)量造成不同程度的影響，而有些影響是致命性的，一旦出現(xiàn)就只能返工。因此，對關(guān)鍵工序重點(diǎn)控制，避免出現(xiàn)質(zhì)量事故。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張瑞，倪玲華，陳吉祥，等. 淺議工程機(jī)械涂裝質(zhì)量的幾個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)[J]. 建筑機(jī)械化，2012(12)：69-71.

[2] 周傳彥，季建華，施國穎，等. 現(xiàn)代工程機(jī)械涂裝前處理工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 材料保護(hù)，2020，53(S01)：60-63.

[3] 雷驚天，馮炬，楊雪，等. 淺談工程機(jī)械涂裝前處理的最新進(jìn)展：第十五屆全國涂料與涂裝技術(shù)信息交流會暨商用車、工程機(jī)械、軌道交通涂裝技術(shù)研討會論文集[C]. 合肥，2012：216-219.

來源：2021/2022中國粉末涂料與涂裝行業(yè)年會會刊

作者：文 / 施曉杰(黃山華佳表面科技有限公司)