粉末静电喷涂常见问题与解决方案

粉末静电喷涂常见问题 与解决方案 Revised as of 23 November 2020 粉末喷涂工序少，产生的问题的环节也少。主要工序只有、静电喷涂和烘烤三 个工序。其中影响质量的主要工序应属前处理工序。然而许多生产厂家对此没 引起足够的重视，以致带来许多后患。有些隐患还不是短期内能反映出来。一 般较先进的工艺、用在前处理上的花费约占总费用的 25%以上。 从生产工艺中出现的各种问题分析。我认为设备的先进程度和原料的好坏， 对产品质量又起着决定性作用，两者缺一不可。我们作为工程技术人在这个问 题上应该建立共识，决不能在上新喷粉生产线时。只图一时省钱就凑和，采用 低标准的生产设备和工艺、材料，必将给长期生产带来许多后患，甚至生产不 出高质量产品。不少厂家上了涂粉生产线，应用不久就被迫下马或跟换新设 备，概出于以上原因。我们常看到国外产品表面很漂亮，其主要原因之一是他 们不断地采用先进的设备和新工艺新材料。 从这个意义上分析，对涂粉设备及涂料生产厂家来讲，在当今市场竞争条 件下，非优质设备和涂料是没有发展前途的。特别是在国内上百个和粉末涂料 生产厂家竞争条件下，更是如此。 二、产生缺陷的分析探讨 （一）前处理方面： 1、除油除锈不彻底 首先我不主张用除油除锈二合一的工艺。二合一工艺本身容易产生这个问 题。因为通常用的除油、除锈液配方事项互消弱的，而不是相辅相成的，因此 很难搞出合理的二合一或三合一工艺（包括磷化）配方。另一工艺方发式用金 属清净剂处油，更不能彻底除油。因为金属清洗剂除油效果差，一般只能是油 脂浮到金属机体表面上，要除掉它，还需一种机械力，如没有这种外加机械 力，就会造成处油不彻底，可见金属清洗剂不适合于工业化批量生产。我主张 用碱化学除油。碱液对动植物油去除效果很好，因其产生皂化反应。但对矿物 油去除效果较差，为去除矿物油，还需加乳化剂。另外水洗质量对去油效果影 响较大，一是水质，二是水温。三是要分级翻动，三项均良好，目的只有一 个，就是用纯净水清洗油脂。最后一级最好用去离子水清洗。 2、磷化膜粗糙等问题 钢铁件喷粉前必须磷化，国外普遍采用的是喷沙磷化工艺。我们用的，许多 是不够理想的，这就直接影响到磷化膜质量。比较常见的是磷化膜粗糙问题。 对此我想从三个方面进行分析：第一是选好磷化液，这是保证质量的根本。首 先涉及的问题是选高、中、低温那种类型从其发展史来看，开始是有高温厚膜 型，现已进展到中、低温薄膜型。国内低温磷化液，由于溶液不够稳定，维护 困难，磷化膜附着力较差，有的甚至不耐水冲洗等，较少被采用。有的低温磷 化液较理想，但价格又较贵。尽管低温磷化是发展方向，但达到普遍应用的效 果，还有待于新的突破。目前祥和磷化（成都）公司已成功的解决了常温磷化 ()粉剂问题，并已批量供货。目前普遍采用的还是中温磷化工艺。其次是选锌 系，铁系\锌钙系等那一种磷化液相比之下，我认为锌钙系磷化液较好，对喷 塑前处理要求薄涂层磷化膜来考虑，铁系亦是一种较好的选择。它除了锌系的 一些优点外还具有耐热性好。中温条件下水解少，沉渣较少，溶液易维护，机 械强度好，耐蚀性强，膜较厚时结晶仍很细。而铁系的磷化铁膜，耐蚀性较 差。总之选中温锌钙系磷化液较好。第二是必须随时调整磷化液，主要是调整 酸度比和含锌量，这两个因素都直接影响成膜率和结晶的粗细度。必需根据工 作量定期和不定期的分析溶液，及时加以调整，无分析数据，盲目补充料液是 不科学的。第三是控制膜层的厚度各类磷化膜都有其最佳厚度，例如锌系和钙 锌系最佳膜厚为～2 克每平方米，而铁系为～克每平方米，在这个范围内其性 能最好，晶粒最细如过厚着影响膜的柔韧性和附着力，晶粒也变粗。通常生产 中出现的问题是磷化膜偏厚。下面就如何克服晶粒变粗问题谈几点意见。 第一是用表面调整剂的办法使晶粒变细化。即在工件磷化前进行一次表面调 整处理，使金属表面吸附一层胶体粒子，形成一层“活化中心”，进而磷化 时，在次“活化中心”上继续成长，这样可使磷化晶粒明显变细，特别是低温 磷化之前，表调是不可少的一步处理方法。 第二是往磷化液中加晶粒细化剂，如钙、镍等盐类作改进剂，最好用复和型 盐类，效果更好，同时可降低低沉渣量。 第三是磷化后进行钝化处理，使磷化膜上面形成的峰窝结构，从而提高耐蚀 性能，同时提高涂层的附着力。 第四是随时调整磷化液的酸度比和锌含量。前面已谈过了。 （二）静电喷粉方面： 1、喷粉不均主要是供粉桶内粉末流化不均匀所致。应更换微孔板或调节微孔 板下的供气系统，使使粉层恢复正常沸腾状态，即可消除。有是气压偏低，则 加大气压即可消除。另一可能是管道堵塞，包括文丘里咀堵塞，则需清理管 路。若文丘里经常堵塞，则属文丘里的积粉咀用材（如黄铜等）不当，只要把 他改成聚四佛乙烯材料，就可以解决，头堵塞也可用同样的方法解决，如果供 粉同捅不是流化床型的，则需改善搅拌器或加装振汤器，防止粉层出现空洞， 供不上涂料。 2、粉末上粉率低： （1）电压低或无高压是主要原因之一。需调高输出电压或维修高压静发生 器。 （2）工件接地不良，挂钩或低层电阻大；如喷第二遍粉时或腻予不导电，都 会使低层电阻大。用普通喷枪喷第二遍粉时必须把工件预热到 104℃左右，进 行热喷，利用热溶吸附的原理。热喷作业还有利于粉末流平，用变色龙喷枪， 可以克服低层电阻大的问题，第二遍喷涂可以实现冷喷。它是利用附加板行成 喷室恒定静电场的原理实现的。 （3）粉末荷电量过大或小也影响上粉率。对环氧型粉末实验结果；当粉末带 电电量为微库仑/克时，上粉率可达百分之九十五以上。而电晕放电喷枪只能 使粉料带电～微库仑，所以上粉率只达百分之八十五左右。这个数椐说明带电 量对上粉率的影响。因此摩擦喷枪不如静电喷枪上粉率高。一般控制电流不须 过大，60 微库仑左右已够用了，否则荷电量太大，也容易引起过流断电，过大 反而容易引起法拉第屏遮效应。一般是荷电量影响上粉率，荷电量小原因，除 了不同粉末涂料的自身反电离效应有差别外，主要原因是由于高压静电发生器 故障引起，需进行维修，使恢复高压。（4）气压过大：会抵消静电引力。 使付在工件上的粉末被吹掉，降低上粉率。实验结果表明；当输送空气量为 3 升/秒时，上粉率百分之就九十五左右，而加大气量时，而输粉空气量每增加 一升/秒时，则上粉率降低百分之二到三。 3、施工时打火这个问题一般不存在了，因为高压静电发生器现在大多装有恒 压、恒流保护线路。老式喷枪有着个问题。打火原因如下： （1）枪与工件距离太近和粉末在静电场内浓度大，超过了极限浓度，是重要 原因。 （2）内电阻小，导致电流过大。 （3）电压太高：实验证明：场强在 1kv/cm 时，吸附效率已接近饱和。此后 场强再增加三倍，涂覆效率只增加百分之三到五。所以电压太高不可取，反而 容易引起打火。一般控制在 60kv 已够用了。 4、涂层有缩坑： （1）多数情况是由工件表面不撤底引起，有的是压缩空气中含油引起。因为 油点明显影响粉层固化时的表面张力。 （2）粉末涂料的内在应素如混入了不同厂家或批次的粉粒，引入硅尘，也会 影响其固化时表面张力的均匀性，造成缩坑。 5、涂层有针孔起泡：涂层下面的气体在烘干过程中到达涂层表面，突破界面 者