粉末涂料靜電噴涂層表面常見缺陷淺析

發布時間:2019-09-10 11:14:00

  旋裝式機油濾清器、柴油濾清器具有外形簡單、顏色單一的涂裝特點,而粉末涂料在單位消耗成本、耐腐蝕性、環境污染等方面明顯優于溶劑型涂料。因此自2000年以來,國內的濾清器生產企業逐步將涂裝工藝由前期的噴涂溶劑型涂料替換成了粉末涂料噴涂。應用最多的粉末涂料涂裝方式是靜電噴涂法。本文淺析旋裝式機油、柴油濾清器粉末涂料靜電噴涂時常見的缺陷,并提出了解決方法。

  1 桔皮

  所謂“桔皮”實際上是外觀類似桔皮形的表面缺陷,從放大鏡下看到的是輕微的有規則的凸凹斑紋。產生的原因有:

  (1)粉末固化速度太快,自身流平性差,或固化溫度低,熔融流動性差

  (2)零件噴涂時,噴槍出粉時斷時續、零件忽遠忽近或靜電屏蔽,造成了零件表面的粉層厚度不一,涂膜太薄,涂膜表面呈肌狀皺紋;涂膜太厚,涂膜呈斑紋狀桔皮;

  (3)噴涂時,粉末霧化不好;

  (4)不同廠家的同色粉末混用。由于不同廠家的同色粉末的配方、原料的選擇不一,粉末在熔融流平時的速度、表面張力不一形成了桔皮或縮孔;

  (5)粉末涂料的自身缺陷,主要有:粉末涂料的分散性不好,即顏料與樹脂、助劑之間的分散性不好,造成粉末涂料在熔融流平時,流平速度、表面張力不一致,形成桔皮甚至縮孔;涂料的細度不夠(主要是顏料的問題)有部分的大粒子,固化后產生桔皮或縮孔;粉末涂料的制造原材料(樹脂、流平劑、固化劑等助劑)選用不當或等級低或是一種材料選用了多家的產品,都可能造成粉末固化后形成桔皮、縮孔。

  2 露底

  多數情況下,露底可以理解為零件一次上粉率低,造成的原因有:

  (1)鏈速度過快,造成相應的噴粉時間過短;

  (2)出粉量小,即輸送氣壓偏低造成工件露底,或是供粉管路有堵塞;

  (3)粉末涂料帶電小,多數是由于靜電發生器電壓過低造成的,一般電壓維持在八十 左右;

  (4)零件接地不好,由于掛具長時間反復使用,掛具表面粉層過厚未清理, 造成掛具導電不良,使得工件露底;

  (5)工件尺寸偏大,而噴槍的位置或出粉扇面調節不當,宜造成露底,且多發生;

  (6)還有一種露底,粉末涂料的噴涂層并不是很薄,也在工藝要求的厚度內,但固化后的粉末涂層卻

  3 顆粒

  表面附有顆粒造成的零件返工,是占整個零件返工量的很大一部分。影響的因素有:

  (1)前處理后的零件表面存在灰塵等顆粒,造成粉末固化后表面有顆粒;

  (2)噴粉的工作環境不潔,工件噴粉后落上灰塵等顆粒。烘道長時間沒有打掃,粉末固化過程中落上顆粒;

  (3)回收粉末中混有顆粒,而粉箱的振動篩不起作用(損壞或是密封不好)造成噴槍噴出的粉末涂料中夾雜著顆粒;

  (4)粉末廠家提供的粉末涂料中本身就含有灰塵、大直徑顏料等顆粒;

  (5)粉管或是文丘里喉節由于長時間使用,粉末在其中與管壁熔融撞擊形成個別粉皮, 沒有徹底清掃,噴涂在零件表面形成顆粒;

  (6)掛具采用燃燒方式去除粉層,表面殘留的灰塵雜質清理不盡,附在零件表面的粉末層上,形成顆粒;

  (7)粉末受潮結團,供粉不均勻,霧化不好,均可形成涂膜上的顆粒。

  4 縮孔

  造成零件表面縮孔的原因有:

  (1)前處理后零件表面有油污。這可能是零件脫脂不盡造成的,也可能是零件懸掛、轉運過程中,手套或是轉運箱中有油污造成的;

  (2)壓縮空氣中含有油;

  (3)噴粉輸送鏈條近期剛加過潤滑油脂,在固化烘道高溫烘烤時,油脂揮發在烘道內的空氣中吸附在零件表面形成縮孔。烘道內有油污。輸送鏈條的潤滑油脂烘烤后在烘道壁上凝結,長時間沒有清理,油污聚集,在高溫條件下揮發,彌漫在烘道中,吸附在零件表面形成縮孔;

  (4)不同廠家的同色粉末混用,也會造成縮孔;

  (5)粉末涂料自身的制造原材料配比不當或是等級不夠,也會造成縮孔;

  (6)粉箱中的流化板被油污污染,也能造成縮孔。不過這個問題歸根到底還是由于壓縮空氣中含有油污造成的。

  5 機械性能差

  粉末涂料的機械性能差包括:附著力差、柔韌性差、抗沖擊強度差、硬度差等項目。

  (1)造成粉末涂層機械性能差最多的原因是粉末的固化時間或溫度不夠。在一定條件下粉末的固化時間與固化溫度是成反比的,目前我們可以了解到的粉末固化條件是:環氧粉末涂料、環氧—聚酯粉末涂料,可以在140℃條件下25 min 固化,也可以在220℃條件下5min 固化。每一個粉末涂料產品都有各自的固化條件,隨意的縮短(延長)固化時間或是降低(升高)固化溫度所造成的結果就是粉末涂層無法完全固化或是烘烤過度,這勢必影響粉末層的附著力、沖擊強度等性能,最終損害的還是產品在客戶心中的形象。

  (2)粉末廠家提供的粉末涂料存在質量問題,多數是固化劑、樹脂、填料、顏料等組分存在問題。

  (3)對于附著力不好,還有一個原因是零件的前處理不干凈,表面存在油、塵等物質影響了粉末的附著力。

  (4)粉末涂料的儲存時間超過了儲存期,從而影響粉末涂料的機械性能。

  (5)另外,細致、致密、完整的磷化膜是保證粉末固化后具有良好機械性能的前提條件,排查粉末機械性能差的原因時,這個原因也應考慮。

  (6)粉末固化時間過長或溫度過高,也會使粉末的柔韌性降低。

  6 失光

  失光和變色在這里放在一起講,主要因為是在很多情況下,造成這兩種缺陷的原因是相同的。

  (1)變色(失光)多數情況下是由于粉末涂料在固化時,固化時間過長或是固化溫度過高造成的。由于紅粉、黃粉、藍粉所含的顏料不耐高溫,若長時間高溫烘烤超出了其固化條件范圍,就很容易造成粉末泛黃。過長時間高溫烘烤還容易使樹脂老化,粉末發脆;

  (2)若廠家的粉末涂料每批次的光澤度不一,也造成了人為感覺上的粉末失光; 不同光澤度的粉末混用,也造成了產品的光澤度不一。這可能是顏料或消光劑、增光劑、填料的問題;

  (3)不同廠家的粉末涂料混用,由于所選用的樹脂、顏料、助劑各不相同,也有可能造成變色、失光。

  7 針孔

  造成涂膜產生針孔的主要原因有:

  (1)電壓過高,造成粉層被高電壓擊穿,或是噴槍與零件距離過近,造成粉層被高電壓擊穿。一般噴槍與零件的距離在200~300mm左右;

  (2)磷化膜粗糙、有浮渣,噴粉層也不是太厚,無法將底層的粗糙完整遮蔽,也會使粉層出現針孔。

  8 噴粉生產過程中常出現的問題

  (1)粉末涂料外逸。靜電噴粉時粉末外逸,一個是影響涂裝環境的清潔, 損害操作工人的身心健康;二是粉末外逸, 容易造成淺色粉與深色粉之間的污染、干擾,使產品容易產生色點,造成返修。常見原因有:

  ①噴槍距噴粉室進出口的距離過近;

  ②氣壓過大,造成粉末的流速過大;

  ③噴粉室回收組件不密封;

  ④蝸輪風機的吸力小,無法將噴出的多余分散粉末完全吸至回收箱內;(當蝸輪風機的功率比較大、吸力強時,造成了粉末從噴槍內噴出后,還沒有來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,此時必須加大出粉量才行。)

  ⑤回收濾芯堵塞。造成回收濾芯堵塞的原因有:粉末受潮,吸附在回收濾芯上后,無法振動下來;反吹氣壓太低,無法將回收濾芯的粉末振動下來; 回收組件不密封,反吹空氣無法將回收濾芯的粉末振動下來。

  (2)噴槍出粉時斷時續會造成零件表面的粉層厚度不一,形成局部桔皮或是局部露底的現象。常見原因有:

  ①壓縮空氣不穩定;

  ②供粉管路堵塞、曲折或過長,一般供粉管不超過8m;

  ③供粉桶內粉末涂料流化不好。造成粉末流化不好的原因有:壓縮空氣不穩定; 流化板透氣性不好,或是流化板被堵塞; 流化板內粉末過多, 粉末流化不充分,無法完全流化;粉末涂料受潮,在流化桶內無法充分流化。

  9 結語

  搞好粉末涂料的靜電噴涂,最重要的就是控制好噴涂的電壓、氣壓,做好設備的日常清理、維護。噴涂時,粉末涂料始終處在充分的霧化流動狀態并在良好的電場作用下,可以避免絕大多數的粉末涂層弊病。對于常見的缺陷,只要熟悉噴涂工藝、零件特性及設備狀況,也可以迎刃而解。

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