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粉末涂料静电喷涂在滤清器表面常见缺陷浅析

摘要:简要介绍了旋装式机油滤清器、柴油滤清器进行粉末涂装过程中易出现的涂装缺陷。对涂装缺陷进行了分析,并提出了解决方法。

0 引言

旋装式机油滤清器、柴油滤清器具有外形简单、颜色单一的涂装特点,而粉末涂料在单位消耗成本、耐腐蚀性、环境污染等方面明显优于溶剂型涂料。因此自2000年以来,国内的滤清器生产企业逐步将涂装工艺由前期的喷涂溶剂型涂料替换成了粉末涂料喷涂。应用最多的粉末涂料涂装方式是静电喷涂法。本文浅析旋装式机油、柴油滤清器粉末涂料静电喷涂时常见的缺陷,并提出了解决方法。

1 桔皮

所谓桔皮实际上是外观类似桔皮形的表面缺陷,从放大镜下看到的是轻微的有规则的凸凹斑纹。产生的原因有:

1)粉末固化速度太快,自身流平性差,或固化温度低,熔融流动性差;

2)零件喷涂时,喷枪出粉时断时续、零件忽远忽近或静电屏蔽,造成了零件表面的粉层厚度不一,涂膜太薄,涂膜表面呈肌状皱纹;涂膜太厚,涂膜呈斑纹状桔皮;

3)喷涂时,粉末雾化不好;

4)不同厂家的同色粉末混用。由于不同厂家的同色粉末的配方、原料的选择不一,粉末在熔融流平时的速度、表面张力不一形成了桔皮或缩孔;

5)粉末涂料的自身缺陷,主要有:粉末涂料的分散性不好,即颜料与树脂、助剂之间的分散性不好,造成粉末涂料在熔融流平时,流平速度、表面张力不一致,形成桔皮甚至缩孔;涂料的细度不够(主要是颜料的问题)有部分的大粒子,固化后产生桔皮或缩孔;粉末涂料的制造原材料(树脂、流平剂、固化剂等助剂)选用不当或等级低或是一种材料选用了多家的产品,都可能造成粉末固化后形成桔皮、缩孔。

2 露底

多数情况下,露底可以理解为零件一次上粉率低,造成的原因有:

1)链速度过快,造成相应的喷粉时间过短;

2)出粉量小,即输送气压偏低造成工件露底,或是供粉管路有堵塞;

3)粉末涂料带电小,多数是由于静电发生器电压过低造成的,一般电压维持在80KV左右;

4)零件接地不好,由于挂具长时间反复使用,挂具表面粉层过厚未清理,造成挂具导电不良,电阻>1MΩ,使得工件露底;

5)工件尺寸偏大,而喷枪的位置或出粉扇面调节不当,宜造成露底,且多发生;

6)还有一种露底,粉末涂料的喷涂层并不是很薄,也在工艺要求的厚度内,但固化后的粉末涂层却是露底,这可能与粉末涂料的颜料的等级、细度(尤其是白粉中使用的钛白粉)、消光剂、填料等材料的选择有关。这实际上是属于粉末涂料的遮盖力差;

7)还可能是喷枪内的电阻器成套组件有问题,如放电针折段断、电阻器的电阻值不在标准范围内等,这就要求迅速更换喷枪的零件。

3 颗粒

表面附有颗粒造成的零件返工,是占整个零件返工量的很大一部分。影响的因素有:

1)前处理后的零件表面存在灰尘等颗粒,造成粉末固化后表面有颗粒;

2)喷粉的工作环境不洁,工件喷粉后落上灰尘等颗粒。烘道长时间没有打扫,粉末固化过程中落上颗粒;

3)回收粉末中混有颗粒,而粉箱的振动筛不起作用(损坏或是密封不好)造成喷枪喷出的粉末涂料中夹杂着颗粒;

4)粉末厂家提供的粉末涂料中本身就含有灰尘、大直径颜料等颗粒;

5)粉管或是文丘里喉节由于长时间使用,粉末在其中与管壁熔融撞击形成个别粉皮,没有彻底清扫,喷涂在零件表面形成颗粒;

6)挂具采用燃烧方式去除粉层,表面残留的灰尘杂质清理不尽,附在零件表面的粉末层上,形成颗粒;

7)粉末受潮结团,供粉不均匀,雾化不好,均可形成涂膜上的颗粒。

4 缩孔

造成零件表面缩孔的原因有:

1)前处理后零件表面有油污。这可能是零件脱脂不尽造成的,也可能是零件悬挂、转运过程中,手套或是转运箱中有油污造成的;

2)压缩空气中含有油;

3)喷粉输送链条近期刚加过润滑油脂,在固化烘道高温烘烤时,油脂挥发在烘道内的空气中吸附在零件表面形成缩孔。烘道内有油污。输送链条的润滑油脂烘烤后在烘道壁上凝结,长时间没有清理,油污聚集,在高温条件下挥发,弥漫在烘道中,吸附在零件表面形成缩孔;

4)不同厂家的同色粉末混用,也会造成缩孔;

5)粉末涂料自身的制造原材料配比不当或是等级不够,也会造成缩孔;

6)粉箱中的流化板被油污污染,也能造成缩孔。不过这个问题归根到底还是由于压缩空气中含有油污造成的。

5 机械性能差

粉末涂料的机械性能差包括:附着力差、柔韧性差、抗冲击强度差、硬度差等项目。

1)造成粉末涂层机械性能差最多的原因是粉末的固化时间或温度不够。在一定条件下粉末的固化时间与固化温度是成反比的,目前我们可以了解到的粉末固化条件是:环氧粉末涂料、环氧聚酯粉末涂料,可以在140条件下25 min 固化,也可以在220条件下5min 固化。每一个粉末涂料产品都有各自的固化条件,随意的缩短(延长)固化时间或是降低(升高)固化温度所造成的结果就是粉末涂层无法完全固化或是烘烤过度,这势必影响粉末层的附着力、冲击强度等性能,最终损害的还是产品在客户心中的形象。

2)粉末厂家提供的粉末涂料存在质量问题,多数是固化剂、树脂、填料、颜料等组分存在问题。

3)对于附着力不好,还有一个原因是零件的前处理不干净,表面存在油、尘等物质影响了粉末的附着力。

4)粉末涂料的储存时间超过了储存期,从而影响粉末涂料的机械性能。

5)另外,细致、致密、完整的磷化膜是保证粉末固化后具有良好机械性能的前提条件,排查粉末机械性能差的原因时,这个原因也应考虑。

6)粉末固化时间过长或温度过高,也会使粉末的柔韧性降低。

6 失光

失光和变色在这里放在一起讲,主要因为是在很多情况下,造成这两种缺陷的原因是相同的。

1)变色(失光)多数情况下是由于粉末涂料在固化时,固化时间过长或是固化温度过高造成的。由于红粉、黄粉、蓝粉所含的颜料不耐高温,若长时间高温烘烤超出了其固化条件范围,就很容易造成粉末泛黄。过长时间高温烘烤还容易使树脂老化,粉末发脆;

2)若厂家的粉末涂料每批次的光泽度不一,也造成了人为感觉上的粉末失光;不同光泽度的粉末混用,也造成了产品的光泽度不一。这可能是颜料或消光剂、增光剂、填料的问题;

3)不同厂家的粉末涂料混用,由于所选用的树脂、颜料、助剂各不相同,也有可能造成变色、失光。

7 针孔

造成涂膜产生针孔的主要原因有:

1)电压过高,造成粉层被高电压击穿,或是喷枪与零件距离过近,造成粉层被高电压击穿。一般喷枪与零件的距离在200300 mm 左右;

2)磷化膜粗糙、有浮渣,喷粉层也不是太厚,无法将底层的粗糙完整遮蔽,也会使粉层出现针孔。

8 喷粉生产过程中常出现的问题

1)粉末涂料外逸。静电喷粉时粉末外逸,一个是影响涂装环境的清洁,损害操作工人的身心健康;二是粉末外逸,容易造成浅色粉与深色粉之间的污染、干扰,使产品容易产生色点,造成返修。常见原因有:

喷枪距喷粉室进出口的距离过近;

气压过大,造成粉末的流速过大;

喷粉室回收组件不密封;

蜗轮风机的吸力小,无法将喷出的多余分散粉末完全吸至回收箱内;(当蜗轮风机的功率比较大、吸力强时,造成了粉末从喷枪内喷出后,还没有来得及吸附到工件上就有部分被吸入回收箱,容易造成工件露底,此时必须加大出粉量才行。)

回收滤芯堵塞。造成回收滤芯堵塞的原因有:粉末受潮,吸附在回收滤芯上后,无法振动下来;反吹气压太低,无法将回收滤芯的粉末振动下来;回收组件不密封,反吹空气无法将回收滤芯的粉末振动下来。

2)喷枪出粉时断时续会造成零件表面的粉层厚度不一,形成局部桔皮或是局部露底的现象。常见原因有:

压缩空气不稳定;

供粉管路堵塞、曲折或过长,一般供粉管不超过8 m

供粉桶内粉末涂料流化不好。造成粉末流化不好的原因有:压缩空气不稳定;流化板透气性不好,或是流化板被堵塞;流化板内粉末过多,粉末流化不充分,无法完全流化;粉末涂料受潮,在流化桶内无法充分流化。

9 结语

搞好粉末涂料的静电喷涂,最重要的就是控制好喷涂的电压、气压,做好设备的日常清理、维护。喷涂时,粉末涂料始终处在充分的雾化流动状态并在良好的电场作用下,可以避免绝大多数的粉末涂层弊病。对于常见的缺陷,只要熟悉喷涂工艺、零件特性及设备状况,也可以迎刃而解。


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