粉末涂料的涂装工艺.doc

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第二讲粉末涂料的涂装工艺1概述1.1粉末涂料涂装发展史粉末涂料是一种固体份100%的、以粉末涂料形态进行涂装形成涂膜的涂料。它与一般溶剂型涂料和水性涂料不同，不是使用溶剂或水作为分散介质，而是借助空气作为分散介质。40年代随着石化工业行业的迅速发展，聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等热塑性树脂产量快速增长，人们开始研究将树脂熔融涂敷于金属表面，因此相继出现了辊涂、散布和火焰喷涂等工艺方法。1952年联邦德国的Gemmer发明了流化床涂敷法，粉末借助空气动力在专门的容器内流动游浮，具备了液体特性，从而连续自动地在预热工件表面熔融涂敷上一层致密光滑的涂层。当时应用的树脂主要是热塑性树脂。热固性环氧树脂问世后，流化床涂敷工艺开始进入实质性发展阶段，在电气绝缘和化工防腐领域中获得了工业化应用。1964年shell公司开创了现今粉末涂料行业广泛使用的熔融挤压法粉末涂料生产技术。使粉末涂料的生产实现连续化，走上了工业化生产道路。1962年法国Sames公司研究成功粉末静电喷涂装置，首次实现了粉末在预热工件表面的静电涂装，它为粉末涂装技术的快速推广应用奠定了基础。表1反映了世界粉末涂料应用增长的状况。其增长率约为整个涂料行业增长率的2倍。表1世界热固性粉末涂料增长状况年份1980198219841986198819891990199119921993产量/kt8095129160211232262289313360年增长率/%////1613141388年份199419951996199719981999200020012006产量/kt4274885576176647077987931100年增长率/%111111127513//我国最早研究粉末涂装技术的单位是广州电器科学研究所。该所于1965年首先研制成功环氧绝缘粉末和流化床涂敷电机铁芯工艺和设备，并在常州绝缘材料厂建立环氧绝缘粉末生产线。70年代中期到80年代初是我国粉末涂装技术研发的高峰期。各部委所属企事业单位都取得了丰硕科技成果，为迎接我国第一次粉末涂装技术应用的高潮作好了准备。化工部涂料工业研究所开发了粉末涂料流平剂和装饰型环氧粉末涂料；电子工业部738厂、航空工业部345厂在国内率先建立了粉末静电喷涂流水生产线，对电子产品和洗衣机的壳体实施粉末静电涂装的规模生产。航空工业部贵阳电机厂与国际同步研制成功静电流化床用于电机铁芯的静电粉末绝缘涂敷并投入批量生产。改革开放加速了我国粉末涂料行业的发展，粉末涂料产量直线上升，迅速占领了洗衣机、电冰箱、空调机、微波炉、电风扇等市场。表2为我国历年来热固性粉末涂料产量的估计值。表2中国历年来热固性粉末涂料产量估计值年份198319841985198619871988198919901991产量/kt0.30.61.22.5512101215增长率/%/100100109100140//27年份199219931994199519961997199819992000产量/kt202633406095118150270增长率/%33302721505824278090 年代国内已经形成以下品种的粉末涂料：装饰型环氧粉末涂料、绝缘型环氧粉末涂料、防腐型环氧酚醛粉末涂料、环氧丙烯酸型粉末涂料、环氧美术型粉末涂料、聚酯环氧装饰型粉末涂料、聚酯/TGIC粉末涂料、聚氨酯粉末涂料、半光/无光粉末涂料、其它功能性粉末涂料（包括阻燃型、导电型、耐热型等）。国内粉末涂料的市场开发，最初以家用电器产品为主要对象，逐步推广应用到机械设备、仪器仪表、医疗器械、电子元器件、建筑行业、汽车零部件、邮电通讯、航空航天、船舶、轻工、自行车、摩托车、金属家具、办公用品、道路建设等各个领域。目前粉末涂料在石油、天燃气及船舶管道内外壁的涂装也取得了广泛应用，金属制品的涂装技术已趋于成熟，并且制定了相应的涂装标准。上水管道采用无毒粉末涂料也正在开发应用。木材和塑料制品采用低温固化粉末涂料和UV光固化粉末涂料涂装的技术开发取得了长足进展。钢筋钢材的粉末涂装也提到了日程上。随着应用领域的开拓，需要开发的粉末涂料品种有：重防腐型粉末涂料、低温固化涂末涂料、快固节能型粉末涂料、UV光固化粉末涂料、聚氨酯粉末涂料、丙烯酸粉末涂料、专用塘瓷型粉末涂料、耐高温粉末涂料、薄涂层粉末涂料等。1.2粉末涂装工艺的分类为了使读者对当前已有的一些粉末涂装工艺方法有一个较为系统的了解，按照它们的涂装原理和工艺特点进行如下排列归类：上面列出的是粉末涂装工艺发展过程中曾经研究过的一些工艺方法。原则上可以划分成热熔涂装工艺和冷涂装工艺两大类。每一类工艺的涂装原理都是相同的。冷涂装工艺中的喷胶冷涂法例外，它是对被涂工件需要涂装粉末的部位喷（刷）胶液，然后喷粉进行热熔流平成膜的。总之不管用什么方法，只要能使粉末涂料均匀地涂布于被涂工件表面，经过加热熔融流平成膜，这种工艺方法就可归类于粉末涂装工艺。如果工件需要预热以熔融粉末涂料则属于热涂装工艺范围。工件能够在常温下进行粉末涂装，再进行热熔流平成膜的工艺属于冷涂装工艺范围，当前应用最为广泛的冷涂装工艺主要是粉末静电喷涂工艺。通过上面的介绍，如果遇到新出现的工艺方法和涂装设备问世时，读者就可以按其涂装原理和工艺特点自行归类了。1.3涂装前的表面处理粉末涂装对被涂工件的表面预处理要求与工件涂装液体涂料相同，即赋予涂层三方面的作用。（1）提高涂层对底材表面的附着力。底材表面有油脂、污垢、锈蚀产物、氧化皮及旧涂膜，如果直接涂装粉末涂料会造成涂层对基材的附着力很弱，涂膜容易整块剥落或产生各种外观缺陷。有时将各类污垢和锈蚀物清理干净以后涂层附着力仍不理想，要想进一步提高涂膜附着力，一般可采取打磨粗化、化学覆膜（磷化、氧化）等方法处理。（2）提高涂膜对金属基体的防腐保护能力，钢铁生锈以后，锈蚀产物中含有很不稳定的铁酸（α-FeOOH ），它在涂膜下部仍会促使锈蚀扩展和蔓延，使涂膜迅速破坏而丧失保护功能。所以在施工涂膜前彻底除锈可大大提高涂膜的防护性。表3以油漆涂膜为例可看到各种除锈方法对涂膜防护性的影响。表3各种除锈方法对涂膜防护性能的影响除锈方法样板锈蚀情况/%除锈方法样板锈蚀情况/%未除锈60酸洗除锈15手工除锈20喷砂除锈个别锈点注：样板涂两道底漆，两道面漆，经2年天然曝晒试验得到的结果。如果在洁净的钢铁表面进行磷化处理，形成磷酸锌盐化学转化膜，则涂膜的防护性能会大幅度提高。（3）提高底材表面平整度。这是对于铸件表面来讲很重要，必须彻底清除型砂、焊渣及锈蚀物，否则将影响涂膜外观。粉末涂料涂装中金属工件的表预面处理方法包括除油、除锈、磷化、氧化、表面调理和钝化封闭等。表面调理和钝化封闭仅与磷化有关。对于塑料、木材类非金属材质则有特殊的表面预处理方法。表面预处理的质量等级应与涂膜品质相一致，表面预处理质量太低，涂膜品质将达不到预期要求。如果定得太高就会影响到表面预处理的技术经济性。底材材质与各处理剂和处理方法的配套选择参见表4。表4底材材质、预处理剂和处理方法的配套性材质喷砂喷丸酸洗除锈水性清洗剂（喷/浸）表面调理（喷/浸）磷化封闭与氧化其他铸件√浸√Ni盐锰盐、锌盐、铁盐浸钢铁浸弱碱/中碱钛胶各类磷化剂喷/浸Cr（Ⅲ）-PO4系，浸铝合金弱碱/中碱偏硅酸钠碱活化含HF、H2CrO4de的磷化剂浸铬盐钝化，浸镀锌板弱碱钛胶含F-锌盐磷化剂喷/喷-浸Cr(Ⅳ)-Cr(Ⅲ)-PO4塑料中性/弱碱中温专用表面活性剂铬酸氧化，浸除去脱模剂1.4粉末涂料涂装的特点粉末涂料涂装技术作为省资源、节能、低公害和高生产效率的新型涂料而获得各国高度重视，但它毕竟才发展了数十年，存在不足之处是难免的。随着科技的发展，这项新技术必将更趋完美。下面将其与溶剂型涂料作优缺点对比（见表5）。表5粉末涂料与溶剂型涂料的涂装特点比较项目粉末涂料涂装溶剂型涂料涂装一次涂装涂膜厚度/μm50～50010～30薄涂难易厚涂易难涂装线自动化易难过喷涂料的回收利用可以不可以 涂膜性能好一般溶剂带来的大气污染没有有溶剂带来的火灾危险没有有溶剂带来的毒性没有有粉尘污染有，但少没有粉尘爆炸问题有，但不大没有涂装劳动生产效率高一般专用涂装设备需要不需要专业生产操作技术不需要需要涂料调色和换色麻烦简单溶剂（能源）浪费没有有涂料运输方便程度方便不方便涂料的贮存比较方便不方便表6我国各种粉末涂料的比例品种所占比例/%品种所占比例/%环氧10～15聚酯/TGIC10～15环氧聚酯75聚氨酯＜5表7钢门涂装工艺技术经济比较对比项目粉末喷涂氨基烘漆常规喷漆设备投资（万元）304050主要工序449材料利用率＞95%40%～50%30%～40%劳动保护无毒二次污染有毒劳动强度轻中高安全性能安全易燃危险自动化程度高高极低每班工人8924占用场地/㎡230350200生产周期/h6643耗电量/度·件-10.750.90.21工人工资/元·件-10.330.331原辅料费用/元·件-113.515.217.5每件门成本/元·件-113.9515.6718.52表8钢门涂膜质量对比检验项目粉末涂料氨基烘漆常规油漆测试方法附着力/级123GB1720-79柔韧性/YY123GB1731-79冲击强度/cm504540GB1732-79光泽/%9810085GB1743-79硬度＞4H＞2H＜2HBJ2168-82 耐化学品性（90d）GB1763-7925%H2SO4无变化锈蚀落点严重锈蚀25%NaOH无变化布满锈点起泡起皱我国各种粉末涂料所占比例见表6。表7和表8列出了钢门采用不同工艺涂装的技术经济性比较和涂膜质量对比。2粉末涂料的涂装工艺技术2.1流化床涂装在粉末涂装中流化床涂装工艺的工业化生产较早。表9为流化床涂装工艺的应用领域。表9流化床涂装产品的应用范围应用领域产品实例涂料品种特点交通道路公路、桥梁、铁路、海港、轮船、防护栏、路标、信号牌、广告牌、客车扶手、货架、自行车、摩托车筐聚乙烯、聚氯乙烯、氯乙烯改性EVA防腐、美观、耐用建筑街道、园林、公寓、民电、工厂用安全隔离网、围栏、铝门窗、阳台栏杆及门窗玻璃护网、运动场围网围栏、混凝土钢筋、钢管桩聚乙烯、氯乙烯、尼龙、改性聚酯耐腐蚀、美观、密封性好、寿命长电气通讯空调机、电冰箱、洗衣机的部件、商品陈列架、电风扇、仪器仪表、电控柜、配电盘、电线管聚乙烯、环氧、聚氯乙烯绝缘、装饰、耐低温管道供排水管、石油天然气及燃气管道、食品工业输送管、栏杆、管接手、异型管聚乙烯、环氧、聚氯乙烯耐腐蚀、卫生、美观养殖动物园隔离网、草原围网、鸡笼、鸟笼、水产养殖、网箱聚乙烯、聚氯乙烯、改性EVA耐腐蚀、美观、卫生家庭办公厨房、卫生间挂具、鞋架、衣架、脸盆架、衣帽钩、蔬菜水果和肉类盛装筐、文件文具筐、书架、货架、拉圾筐各种涂料美观、手感好卫生、耐用其他灯具、挂面杆架、钩鱼杆、暧所护网各种涂料美观、耐用2.1.1涂装原理流化床的工作原理是将让均匀分布的空气流通过粉末层，使粉末微粒翻动呈流态化。气流和粉末建立平衡后保持一定的界面高度。将需涂敷的工件预热后放入粉末流化床中浸涂，得到均匀的涂层，最后加热固化（流平）成膜。流化床是固体流态学的第二阶段，也是比较复杂和难以控制的阶段，固体流态化过程分为三个阶段：固定床阶段、流化床阶段、气流输送阶段。从理性上认识这三个阶段的特点和相互关系，对于掌握流化床涂装技术是很重要的。（1）固定床阶段当流体速度很小时，固体粉末颗粒静止不动，流体从粉末颗粒间隙穿过，当流体速度逐渐增大时，固体颗粒位置略有调整，即颗粒间排列方式发生变化，趋向松动的倾向，此时固体颗粒仍保持相互接触，床内粉层高度H与粉末层体积没有变化，这个阶段用图10中的ab 段表示。此阶段床内粉层高度并不随流体速度的增大而增加。但是△P却随流体速度的增大而增加，图中W为流体速度，Wkp为临界速度，Wmax为极限速度。（2）流化床阶段在固定床的基础上，继续增大流速W，床层开始膨胀和松动，床层高度开始增加，每个粉末颗粒均被流体托浮起来，离开原来的位置作一定程度的位移，即进入流化床阶段。随着流体速度的继续增大，粉末运动加剧且做上下翻滚，如同液体加热达到沸点时的沸腾状态。这个阶段用图10中的bc段表示。此时床内粉层膨胀，高度随流体速度的增大而增加，但床内压强并不增大。因此在一个较大范围内变动流速而不影响流体所需的单位功率。这是流化床的特征之一。图1的b点就是固定床与流化床的分界点，称为“临界点”，此时的速度称为“临界速度”。（3）气流输送阶段流体速度继续增加到某一极限速度时，固体粉末颗粒被流体从流化床中吹送出来，这个阶段称为气动输送阶段。从图1中c点开始即为此阶段。C点处的速度称为流化床的极限速度。因此在掌握流化床涂装技术时，应当将流体速度保持在临界速度Wkp和极限速度Wmax之间。图1H、ΔP与W的关系曲线2.1.2流化床的均匀性流化床内粉末流化状态的均匀性是保证涂膜均匀性的关键因素，当气体流速不太大时，床层比较平稳，若加大流速（即增加流化数）W（W=W/Wkp），床层内粉粒运动加剧，就会出现气泡，气泡随着流化数W的增加由小变大。出现大气泡时粉粒被强烈地搅拌到界面上方，再增大W时，大气泡就可能占据流化床整个截面，这时床层将被割成几段，产生“气截”、“腾涌”等现象，如图2a所示。大气泡猛烈冲击粉粒，当气泡破裂时，粉粒被抛得很高，然后落入床层内。气截现象将引起压强的剧烈波动，并恶化气流与固体粉粒的接触，使压强比正常情况要大。引起流化床床层不均匀的另一原因是沟流现象（见图2b）。粉末粒度不均匀，细小颗粒容易产生内聚而形成孔渠。气流从孔渠中流过的现象称为“沟流”或“气沟” 。沟流现象会使床层趋于不均匀，压强降波动比较大。首先是由孔渠中的小颗粒转入流化，继而两旁粉粒开始运动，远离孔渠的粉粒则可能仍维持在固定床状态。截面较大的流化床中粉末流态化不均匀主要是由“大气泡”和“沟流”现象引起的。要均匀控制流化床是比较困难的，流化数必须经过大量试验才能找出最佳值。流化数的确定以能够进行流化床涂敷操作为标准。没有必要苛求绝对均匀。刚开启流化床时，气量给得小一些，随后逐渐增加气量，达到相对均匀就可进行涂装操作了。流化床内粉末的悬浮率最高可达30%～50%。2.1.3流化床主要设备流化床是涂装操作的关键设备。它主要由气室、微孔透气隔板和流化槽三部分组成。图12是较为常见的流化床结构。其特点为：（1）气室部分采用环形的铜管出风，并在两块多孔的均压板之间夹一层羊毛毡，使上升气流更均匀。（2）流化槽的槽壁具有1:10的锥度，有利于粉末的均匀流动。为了提高流化槽的空间利用率，流化槽亦可做成矩形或椭园形。（3）流化槽可用钢板、铝合金板、聚氯乙烯板或有机玻璃板等材料制作。流化槽底部振动装置机构可使槽内粉末流化更均匀，并并减少粉尘飞扬，称为振动式流化床（如图3所示）。微孔透气隔板是保障流化床达到均匀流化状态的主要元件，微孔板有微孔陶瓷板、聚乙烯或聚四氟乙烯微孔板。采用环氧粉末和石英砂粘合制作的微孔板机械性能优良。微孔板每平方米的透气量一般为60～100m3/h左右，气孔尺寸在1.6～85μm范围内。2.1.4涂装工艺工件采用流化床工艺涂装所获得的涂膜厚度与以下一些因素有关：被涂工件的材质、工件的热容量、基材的直径或厚度、工件加热温度、工件加热时间、浸粉时间以及粉末涂料的性能（见图4）。 流化床涂装的工艺流程如下：（1）工件预热工件预热温度一般比粉末涂料熔化温度高30～60℃。预热温度过高会导致粉末树脂裂解，涂膜产生气泡、焦化、过厚或流挂等现象；预热温度过低会造成涂膜流平不好、不平整，达不到涂膜厚度要求等弊病，热容量大的工件预热温度要偏低一些，热容量小的工件预热温度要偏高一些。预热后的工件在浸涂时与粉末之间发生热量传递。热量从工件传递给粉末，使粉末温度上升至熔融温度从而粘附在工件表面达到初步流平。该过程传递的热量可用下式计算：△H=mCp△T式中：m——粘附于工件上的粉末质量Cp——粉末的比热△T——粉末与工件的温差（2）流化床浸涂预热后的工件迅速浸入流化槽中，粉末熔融粘附于工件表面，工件沉浸于粉层中应保持运动状态，如转动或水平/垂直方向的移动，这有利于工件的均匀涂装。图5是高密度聚乙烯粉末涂料浸涂时间与涂膜厚度的关系曲线。对于要求涂膜特别厚的工件而言，可以进行多次涂敷，多次涂敷既能保证工件达到所需厚度，又能避免涂层产生气泡，消除针孔等缺陷。造成涂膜不均匀的因素有：—粉末流化是由于向上的气流造成的。与液体有本质的不同，因此只要局部气流受阻，就会出现局部粉末流化状态不好，造成工件上部表面粉末堆积，下部表面涂膜却很薄或不连续，阻挡面积越大这种现象越严重，因此应尽量使工件最小截面垂直浸入床内粉层。—工件下部总是先浸入粉层中而又是最后离开粉层，所以工件涂装后总存在着上下部位涂膜厚度的差异。一般采取工件鄱转180℃涂装以消除涂层的不均匀性。—粉末流化不均匀，使槽内各部位的粉末密度不同，也会造成涂膜的不均匀。因而选择透气均匀的微孔板和采用振动式流化床涂装是非常重要的。 图5高密度聚乙烯的积粉时间与涂层厚度的关系（3）加热固化（塑化）加热固化工序对热固性粉末来讲使树脂获得充分交联聚合；对热塑性粉末而言则进一步流平成膜。图15反映了固化时间对涂膜性能的影响。图6固化时间对涂层性能的影响适用于流化床涂敷的粉末涂料粒径以100～200μm较好，该粒度范围的粉末重量应占粉末总重量的70%～80%。2.1.5应用实例流化床浸涂钢丝的生产工艺过程如图7所示。图7钢丝粉末流动浸塑示意图（1）钢丝表面预处理 预处理包括酸洗、磷化和水洗等工序，磷化效果的好坏对涂膜与钢丝之间的附着力影响很大（见表10）。表10不同表面状态对涂膜性能的影响钢丝表面状态耐环境开裂应力/h机械性能粘结特性耐冲压（一次，加重500kg）耐滚压次数（Φ6.5，加重50kg）粘结强度MPa腐蚀扩展mm钝化处理183不裂大于12037.22.123不裂76283.9磷化处理143不裂大于100033.32.31不裂49264.2镀锌89不裂2914.911.11不裂417.412.6镀铜43不裂168.29.34不裂26.27.5表10的试验条件为：—涂装用聚乙烯粉末涂料的熔融指数为0.6g/10min。—耐环境应力开裂试验是将涂塑钢丝紧密缠绕10圈，芯径为钢丝直径8倍的弹簧，将试样浸入纯海鸥洗涤剂中保温25℃，观弹簧圈上涂膜出现开裂的起始时间。—耐冲击试验中的冲头曲面半径为300mm。自由下落的高度为100mm。—耐滚压试验的速度为15～30mm/s，行和为600mm，一个往复计为一次。—涂膜粘结强度试验是将100mm的涂塑钢丝一端留下长15m的涂膜，其余涂膜剥去，并清除干净，在拉力机上测定把留下的涂膜拨出所需的抽力，再除以涂膜与钢丝的粘结面积。—涂膜腐蚀扩展试验是将涂塑钢丝试样的中间部位切开10mm的环形切口，并把涂膜清除干净，然后弯成U形，将其投入1%的Na2SO4溶液中，以试样为阴极，在试样和溶液间施加100V的直流电压，并使通过试样的电流恒定为10mA，在室温下试验100h，检查试样切口处涂膜与钢丝间腐蚀扩展的最大距离。从表10可见钢丝经磷化、钝化处理后涂塑，形成的涂膜粘结力最好，镀锌钢丝的涂膜粘结力次之、镀铜钢丝最差。（2）钢丝预热预先加热钢丝使其温度高于涂料熔点，并储存足够热量，以保证粉末涂料的熔融粘附量，钢丝的表面温度按下列经验公式计算：To=mTk式中：To—涂塑前钢丝进入流化床时的表面温度；Tk—粉末涂料的熔融温度；m—钢丝进入流化床前的降温系数，m值取1.17～1.24。预热炉气温由下式求得：Tc=CTo式中：Tc—钢丝预热炉气温；To—涂塑前钢丝进入流化床时的表面温度；C—钢丝规格系数，一般取2.01～2.46。(3)钢丝浸塑 预热好的钢丝进入流化床中，流化床内粉末的流动状态应调整到最佳状态并控制好钢丝的线速度，钢丝沉浸于粉层中的时间越长其涂膜越厚。涂膜厚度与钢丝温度和速度等因素的关系可用下式计算：(T1－T2)tS=C’————ε’M’式中：S—钢丝表面的涂膜厚度，mm；C—钢丝规格及速度系数，取2.01～2.46；T1—钢丝进入流化床的温度，℃；T2—钢丝从流化床出来的温度，℃；t—钢丝与流化床中粉末接触的时间，min；ε’—流化床中粉末的流化状态，g/cm3M’—流化床透气板的透气率，m3/㎝2；（4）固（塑）化钢丝经流化床浸涂后涂膜尚不能完全熔融流平固化，还需进入烘道进行固（塑）化。塑化温度应低于粉末涂料的分解点，温度过高会造成树脂裂解、发黄，过低则塑化流平不充分。不同粉末涂料的塑化温度不同，常用热塑性粉末涂料的塑化温度见表11。表11常用粉末涂料的涂塑条件涂料预热温度（℃）塑化温度（℃）冷却条件聚乙烯270～290220～300风冷或水冷聚氯乙烯240～280200～250风冷或水冷聚丙烯260～370200～310风冷或水冷聚酰胺（尼龙）240～430200～290风冷或水冷环氧树脂180～230150～220风冷或水冷2粉末涂料的涂装工艺技术2.2熔射法涂装（1）工作原理熔射喷涂法又称火焰喷涂法，主要是对金属表面实施金属粉末或热塑性粉末的涂装。其工作原理是用压缩空气将粉末涂料从火焰喷嘴中心吹出，并高速通过喷嘴外围喷出的火焰区域，使其成为熔融状态喷射粘附到工件表面。火焰喷枪是火焰喷涂施工的主要装置。被涂物是需预热后喷涂还是直接喷涂，取决于所用的粉末涂料品种以及喷涂后涂膜能否藉助喷枪提供的热能达到流平或交联固化。火焰喷涂的主要设备和喷枪结构见图8。粉末涂料从流化床粉末槽通过喷射器输送到乙炔或丙烷火焰喷枪，将粉末涂料熔融后喷涂至已经预热的被涂物表面，经流平或交联固化成膜。被涂物的预热一般是采用火焰喷枪或焊枪将其预热到粉末涂料熔融温度以上，这样可以防止粉末颗粒遇冷降低粘度造成流平和粘附性能的下降。（2）特点和应用火焰喷涂法的优点是：—涂装设备结构简单，价格低廉，可以在工作现场施工操作。—一次喷涂可得到较厚的涂膜（达500µm以上）。—不需要烘炉因而适用于大型工件的涂装和维修。—可以在100%相对湿度和低温环境下施工。火焰喷涂法的缺点是涂膜厚度不易控制；施工中粉末飞扬严重，需在现场设置吸尘装置；喷涂工件过大和工件形状复杂时涂装较难质量控制。 火焰喷涂法用的粉末涂料主要是热塑性粉末涂料。如乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）、聚乙烯、聚酰胺（尼龙）等。热固性粉末涂料有快速固化的环氧粉末涂料。火焰喷涂法常用于化工设备、化工池槽、机械另件修补等涂装，用作防腐涂层、耐磨涂层和一般装饰性涂层。也可用于对静电喷涂管道或流化床浸涂大工件时出现的涂膜弊病进行现场修补；喷涂钢管的接口；大型贮槽的内壁涂装或户外耐久性构造物、桥梁等的涂装和修补。（3）应用实例尼龙1010粉末涂膜不仅耐磨性、硬度、抗冲击性能较好，且具有良好的隔热、隔音和绝缘等特性，因此在船舶工业中得到广泛应用（如手柄、垫块、罩壳、叶轮零部件等已采用尼龙1010粉末涂料火焰喷涂），同时也可对磨损零件进行喷涂修补，喷涂后的零件进行车、铣、磨等机械加工就可获得合格产品。下面介绍船用零件采用尼龙粉末火焰喷涂的施工工艺。火焰喷涂采用的主要设备有—喷砂机；—预热设备：电热鼓风烘箱；氧-乙炔火焰；—冷水槽：以工件能完全迅速浸入槽内为宜；—气瓶：二氧化碳气瓶的输出压力为0.05Mpa，用作输送粉末及冷却保护；氧气瓶的输出压力0.2Mpa；乙炔瓶的输出压力0.05Mpa。—火焰喷枪：枪头不积粉，出粉畅通，操作方便，粉末损失少；—供粉桶—加热器：二氧化碳从固态转化为气态需吸收大量热能，所以在二氧化碳出口处的压力调节阀前需加装一个加热器。 —辅助用具：半导体测温仪、钳子、点火枪、筛网、防护用品等。火焰喷涂工艺主要包括以下过程：—粉末处理：尼龙粉末粒度在80目以上，使用前必须烘干，否则涂膜会出现气泡；为提高涂膜性能，可在粉末中加入各种改性剂。加入5%三硫化钼可提高涂膜耐磨性30%，加入各种颜料可增添涂膜的美观度。—工件前处理：包括（1）除油：用氧-乙炔火焰局部灼烧除油，也可用清洗液除油。（2）表面处理：喷砂处理最为理想，可使工件表面粗糙，增大涂膜与工件间的接触面积，提高涂膜的附着力。（3）屏蔽：不需喷涂的表面用石棉布遮盖。—工件预热：工件预热与尼龙粉末品种有关，使用尼龙1010粉末的工件预热温度为270℃左右，保温时间视工件壁厚和数量来决定，每炉一般2～3h。—喷涂：先把各气瓶调节到所需压力范围，再检查粉末传输是否畅通，打开氧-乙炔气开关，调整火焰后即可喷涂，涂膜厚度不超过1mm，要求一次喷涂完成。—淬火：把喷涂好的工件立即投入冷水槽（应在涂膜尚未凝固前进行）。改进的新型火焰喷枪不断问世，正在逐步克服大型工件和形状复杂工件喷涂涂膜不均匀及粉尘飞扬等缺点，其应用领域也将逐步扩大。（4）火焰喷涂技术的进展国内火焰喷涂设备与国外相比最大的差距在于施工效率。国内设备一般施工速度为8～10㎡/h，而美国的火焰喷塑设备施工速度可达到18～36㎡/h。目前火焰喷塑设备的操作大多是手工的，因此涂膜的均匀性主要取决于操作人员的熟练程度，如果采用微机自动控制喷涂速度就可以获得更加均匀的涂膜。一种新型无火焰的塑料热喷枪已经问世，它以普通燃气为热源，利用燃气产生的热气流通过对流换热方式直接对塑料粉末进行加热，而喷枪外部无明火，塑料粉末不与火焰接触。该工艺的最大特点是温度可调，能使塑料粉末均匀熔化，避免了过热或温度不足，因此现场施工可获得均匀的涂膜。国外应用EVA特殊塑料粉末实施工件不预热直接火焰喷涂，使喷涂大型钢结构工艺大为简化，但因粉末价格昂贵使应用受到限制。国内的研究方向是先在基材表面喷涂一层DQ-10氨基树脂底漆，底漆干燥后在其上进行火焰喷涂。2.3静电喷涂涂装1962年法国Sames公司研究成功粉末静电喷涂装置，它为粉末涂装技术快速发展奠定了基础。粉末静电喷涂法是静电涂装施工中应有得最为广泛的工艺。静电喷枪藉助静电库仑力将粉末吸附于被涂物表面。粉末静电喷涂技术的最大特点是实现工件在室温下涂覆。涂料利用率可达95%以上，涂膜较薄（50～100µm）且均匀，无流挂现象，在工件尖锐的边缘和粗糙的表面上均能形成连续平滑的涂膜，便于实现工业化生产流水线。2.3.1静电喷涂工作原理高压静电喷涂中高压静电由高压静电发生器提供。喷枪工作原理以电晕放电理论为主。如图9所示静电喷枪口的高压放电针与高压发生器输出的负高压相连接，空气雾化的粉末涂料从枪口喷出。由于放电针端部产生电晕放电使其周围空间存在大量自由电子。当粉末通过该区域时吸收电子而成为带负电荷的粉末颗粒，它在空气推力和电场力作用下奔向带正电的接地工件并吸附其表面。这种粉末能持久吸附于工件表面而不掉落下来。但用毛刷或压缩空气可将粉末清除。本节以电晕充电理论为重点进行讨论。 图9粉末静电喷涂示意图（1）电晕静电学理论告诉我们，带电的孤立导体表面电荷的分布是和表面曲率半经有关的，曲率最大的地方（即最尖锐的地方）电荷密度最大（如图10所示），其附近空间的电场强度也最大。当电场强度达到足以使周围气体产生电离时，导体的尖端产生放电，如果是负高压放电，那么离开导体的电子将被强电场加速，它与空气分子碰撞，使空气分子电离而产生正离子和电子，新生的电子又被加速碰撞空气分子，从而形成电子雪崩过程。正离子奔向负极性的放电针，接受电子还原成中性分子。这种电离现象仅发生在电极针周围。电子质量很轻，当它冲击电离区域后，很快就被比它重得多的气体分子吸收，气体分子变成了游离状态的负离子，这种负离子在电场力作用下奔向正极，在电离层处产生一层晕光，这就是所谓的电晕放电。当粉末通过电晕外围区域时，会与奔向正极的负离子发生碰撞而充电。理论上讲，正负电晕都可用于粉末充电。但实践中静电喷涂大多采用负电晕，因为正电晕产生偶发火花击穿的电压比负电晕的电压偏低，它所能得到的电晕电流也相对小一些，因而充电效率要低一些。（2）粉末的充电大多数工业用粉末涂料都是结构复杂的高分子绝缘材料。只有当粉粒表面存在能接受电荷的位置时，负离子才能吸附到粉粒表面。对负离子来说，粉末表面的接受点可以是粉末组成中的正电性杂质或位能坑。离子的吸收也可以是纯机械性的。但不论是哪种机理造成的吸附，对离子来说在每个粉粒上的有效沉积并不是容易的，粉粒的高电阻率本身对有效充电就是一种限制。分析图11所示的粉粒充电过程。假定发生碰撞的每个离子都被严格地“锁定”在粉粒表面的碰撞点上，由于粉粒的表面电阻很高，电荷不会像在导电微粒表面那样因导电而重新分布，使表面各处的电荷密度相同。因此图11的绝缘粉粒充电的模式是有代表性的。也就是说，吸附到工件上的带电粉粒表面具有电荷岛状态，表面电荷的分布是不均匀的。图11电绝缘粉粒的离子充电图12绝缘粉粒的最大表面电荷 上面设想的绝缘粉粒离子充电模式，再加上3个限定条件，就可进行粉粒充电量的计算。（1）在离子云中的一个绝缘粉粒，当其电势与周围环境的电势不相等时它会吸附离子，直至两种电势完全相等。（2）粉粒是球形的，离子在所有方向上碰撞粉粒的几率是均等的，所以粉粒表面的电荷分布将是均匀的（这种假定只有当粉粒完全不动的情况下才可能存在。实际喷涂中是不可能发生的）。（3）对绝缘粉末而言，存在一个最大的充电表面电荷值。如图12所示，假定粉粒表面的所有区域都充电。那么离子碰撞粉粒表面的运动在粉粒的电势等于周围环境电势时将立即终止。这是因为图中的电场E是由粉粒表面电荷产生的，它是粉粒和周围环境之间的界面电场。随着累积电荷的增加，E值也将同步增加。当E达到某个值时，离子不能再附着于粉粒表面，这时粉粒积累的表面电荷即为最大表面电荷量，表面电荷的极限值可由Pauthenier公式计算得到：εq＝12πε0————Ea2ε＋2式中：ε0——自由空间介电系数ε——粉末相对介电系数E——电场强度α——球形粉粒半径上面分析的是粉末粒子在负电晕下的充电，如果是正电晕充电，其带电特性和由Pauthenier公式求得的最大表面电荷仍然是有效的。只是粉末粒子在电离区域内的电晕充电方式与负电晕充电有所不同。由于电极上施加了正高压，电子将从中性空气分子被剥离而产生正离子，同时电子很快被电极收集。正离子向接地工件移动，与粉末微粒碰撞充电，使粉末成为带正电的微粒。国内外学者对上述粉末粒子的两种电晕充电机理作了不少研究。但是对于每一个粉粒表面的吸收机理和离子附着机理（电吸附、机械附着或两者的结合）还尚未十分清楚。（3）粉末的吸附粉末静电吸附大体上可分为三个阶段，如图13所示。图13粉末带电粒子的吸附情况图13A为第一阶段，带负电荷的粉末在静电场中沿着电力线飞向工件，粉末均匀地吸附于正极的工件表面；B为第二阶段，工件对粉末的吸引力大于工件表面积累的粉末对随后沉积粉末的排斥力，工件表面继续积累粉末；C为第三阶段，随着粉末沉积层的不断加厚，粉层对飞来的粉粒排斥力增大，当工件对粉末的吸引力与粉层对粉末的排斥力相等时，工件将不再吸附飞来的带电粉末。吸附在工件表面的粉末经加热后，就使原来“松散”堆积在表面的固体颗粒熔融流平固化（塑化）成均匀、连续、平整、光滑的涂膜。 2.3.2静电喷涂施工工艺施工工艺对粉末成膜的影响至关重要。不同工件应选择不同的工艺参数才能获得理想的涂膜。粉末静电喷涂时，粉末粒子除受静电引力外，还受空气流和重力等作用。它们对于喷涂工件的凹坑、死角等受静电场屏蔽部位有一定帮助。施工时应注意利用和掌握好这些因素。粉末静电涂装施工中影响涂膜质量的因素很多。除喷涂工艺参数外，还与粉末涂料的特性有关。（1）静电喷涂工艺参数喷涂电压在一定范围内，喷涂电压增大，粉末附着量增加，但当电压超过90kV时，粉末附着量反而随电压的增加而减少；电压较大时，粉层的初始增长率较高，但随着喷涂时间的增长，电压对粉层厚度增长率的影响变小；当喷涂距离（喷枪头至工件表面距离）增大时，电压对粉层厚度的影响变小。一般喷涂距离保持在150～300mm。喷涂电压过高，会产生反离子流造成涂层击穿，影响涂膜质量。喷涂电压以控制在60～80kV为宜。表12列出各种粉末涂料喷涂时选用的电压电流参数。表12不同粉末涂料静电喷涂时的电压电流参数粉末品种输出电压/kV输出电流/μA备注环氧粉末60～8050～70低压聚乙烯50～7020～40二次喷涂环氧聚酯粉末60～8050～70聚酯粉末60～8050～70尼龙101060～8050～70预热氯化聚醚80～10060～100预热聚四氟乙烯80～10060～100聚三氟氯乙烯80～10060～100聚丙烯80～10060～100供粉气压在喷粉量不变，其它喷涂条件相同的情况下，供粉器的供粉气压增大，沉积效率反而下降（见表13）。表13供粉气压与沉积效率的关系供粉气压/MPa沉积效率/%喷涂条件0.05100﹡喷涂距离250m喷粉量60g/min喷涂时间20s喷涂电压90kV环氧粉末涂料0.07970.1940.15880.284﹡以0.05Mpa的沉积效率为100%计算。喷粉量粉层厚度的初始增长率与喷粉量成正比，但随着喷涂时间的增加，喷粉量对粉层厚度增长率的影响变小，并使沉积效率下降。喷粉量是指单位时间内喷枪口的出粉量。一般喷涂施工中喷粉量控制在100～200g/min较为合适，喷粉量可用下列公式计算： Q1—Q2q＝————t式中：q——喷粉量，g/minQ1——供粉器中加入的粉末重量，gQ2——供粉器中余下的粉末重量，gt——喷涂时间，min喷涂距离当喷涂电压不变时，随着喷涂距离增大电场强度E将等比例地变小，E值的变化对涂膜厚度的影响非常敏感。它是控制最大膜厚的一个重要参数。因而喷涂距离增大时粉末的沉积效率将降低（见表14）。表14喷涂距离与沉积效率的关系喷涂距离，mm沉积效率，%喷涂条件250100﹡喷粉量60g/min喷涂时间20s喷涂电压90kV3009140056﹡以250mm为100%计算。（2）粉末特性的影响粉末粒度粉末粒度对涂覆工艺性能的影响见表15。表15粉末粒度对涂覆工艺的影响涂覆工艺性能粒度备注大→小粉末流动性好→差变差涂覆性好→差中间粒度好被吹散倾向差→好易飞散喷枪的堵塞好→差易堵塞膜厚好→差变薄粉末体积电阻粉末涂料的体积电阻率对静电涂装工艺的影响见表16。表16粉末体积电阻对静电涂装施工工艺的影响体积电阻，Ω·cm施工性能＜109易放出带电电荷，粉末粒子容易脱落1010～1014施工性能好，在此范围内的电阻值低，可得到厚膜涂层＞1015粒子电荷不易放出，不能得到厚涂膜（3）屏蔽保护工件不需要涂覆的部位需要采取屏蔽保护措施。下面介绍几种常见的屏蔽保护方法。阀件 阀件内腔涂覆粉末涂料作为保护层，但阀两侧的阀体活动接触部位需要屏蔽。一般在需蔽覆的部位涂上一层硅酯，硅酯表面的粉末固化后很容易清除掉。内螺纹一般采用相应规格的螺钉封堵螺纹孔，内孔可直接用紧配合的园柱体堵封。外螺纹外螺纹之类园柱体可用胶带包封，也可用套管蔽覆。在批量生产时常采用蔽覆夹具进行保护。模压硅胶夹具有很好的弹性和机械强度，能长期承受180℃高温。粉末涂料与其粘结性很差，容易清理掉。对于位需要蔽覆保护的特殊部也可配制液体硅胶进行涂刷，室温固化，然后再进行粉末静电喷涂。对于批量大的金属蔽覆夹具，可对夹具表面涂刷甲基硅胶脱模剂，并在200℃下烘烤1～2h。这种脱模剂经烘烤后能牢固地附着于金属表面。因而夹具可以多次重复使用，甲基硅胶脱模剂的配方为：甲基硅胶酯:溶剂汽油=1:10。不需喷涂的部位面积大时可先用纸张遮盖好，喷涂完毕再将纸张取掉。（4）喷涂在自动喷涂时应注意根据工件高度调整好喷枪的上下行程，使其在保证工件充分喷涂的前提下尽量减少喷枪走空，从而避免沉积效率的降低。手工喷涂时，手拿高压静电喷枪，开启高压静电发生器，同时开启供粉开关，调整好喷涂电压和喷粉量，使雾化粉末均匀地喷洒到工件表面上。喷涂大工件时，应根据工件形状尽量保持喷枪与工件表面等距离地进行连续往复喷涂。喷涂的移动速度尽量均匀一致。形状比较复杂的工件一般先喷凹槽和边缘，最后喷涂主要面。开始喷涂时喷枪可离工件近一些，当工件吸附一定量的粉层后，喷枪应距工件远一点，这样既可提高上粉速度又可防止因喷枪离工件太近使电场强度E增大而产生反离子流击穿粉层，造成涂膜针孔和麻点。对于阀件、仪器、仪表等壳体需要进行内壁喷涂时，应将专用喷枪头伸进壳体内腔进行喷涂，供粉气压要适当调小，并注意防止边角和台阶处堆积过多的粉末。工件表面以装饰防腐为主时涂膜厚度为60～80µm，对于防腐性能要求高的工件则需适当加厚涂层，但一次喷涂不宜太厚，否则涂膜易产生麻点和流挂现象，对此，可采用多次喷涂或工件预热后再喷涂的方法。（5）固化表17列出了各类粉末涂料的固化温度和时间。表17几种粉末涂料的固化（塑化）温度和时间粉末品种温度，℃时间，min备注环氧160～18010～15聚酯环氧180～22010～20聚酯190～22010～20酚醛环氧2203氯化聚醚220～25010～15工件预热10～20min聚四氟乙烯300～35020～30聚三氟氯乙烯260～28015～25聚氨酯180～22010～20低压聚乙烯180～20020～30半塑化180℃，3～5min 固化（塑化）时间要求严格，必须在涂膜温度达到规定温度后开始计时。固化时间太短则涂膜固化不完全，涂膜性能特别是机械性能变差；固化时间过长，会引起热老化使涂膜产生色差，物理性能也会下降。在烘箱或烘道内工件彼此之间应留有足够距离和空隙，保证热空气畅通对流，同时避免相互接触使涂膜破坏。（6）后处理后处理是指对固化（塑化）后的涂膜进行整理，修补及后热处理。整理是指除去蔽覆材料，修整工件，拆除螺钉、夹具，剥去遮盖保护层。操作时应避免损伤或损坏涂膜。修补是指在涂装施工中涂膜受到一定程度的损伤，但可以通过修补加以去除。涂装质量要求高的产品就需要进行重涂。重涂的表面应用砂纸打磨干净再进行静电喷涂，并送入烘箱固化。对于损伤面积很小，且不是主要装饰面的产品，则可用同色油漆或其它液体状树脂涂料修补，在室温下干燥固化即可。修补时要注意修补面积应尽量小，修补后的色泽要与原样基本一致。当工件在熔融流平后即发现涂膜存在缺陷时，可对损伤部位局部加热使之温度超过粉末涂料熔点，将粉末涂料均匀散布于损伤部位，待涂料熔融填满缺陷部位后，冷却，砂磨平整，再将工件送入烘箱固化，便可得到合格产品。另外一种修补方法是用少许水调和粉末涂料，将其涂布于缺陷处自然晾干后进行固化，也可得到满意的修补效果。后热处理一般是指减热脆处理，如尼龙1010经高温塑化后在冷却过程中会产生内应力。为了防止涂膜变脆和碎裂，可将工件置于120～140℃的油浴或烘箱中保温，再缓慢冷却至室温以消除应力。2.3.3工艺流程及设备粉末静电喷涂工艺流程如图14所示。图14粉末静电喷涂工艺流程（1）高压静电喷涂设备高压静电发生器高压静电发生器有电子管式和晶体管式两种。微处理式高压发生器属新一代产品。发生器输出的负高压可以无级调节数字显示，一般最高输出电压为100kV，最大允许电流为200～300µA。采用恒流—反馈保护电路，当线路发生意外造成放电打火时即会自动切断高压以保证安全，微处理式高压发生器具有高压接地保护、高压短路自动保护、声光讯号报警和显示工作状态的功能，设备使用寿命长。 近来推出的智能型手动喷粉系统采用反馈电流（AFC）自动控制三种喷涂模式，改变了喷粉系统只采用一套静电参数来适应各种不同形状的工件的传统喷涂模式。这种控制系统可根据工件形状（如平板、深腔补喷等）自动设置最佳静电参数的输出，以获得满意的喷涂效果。采用AFC控制，当喷枪与工件距离变化时可自动调节电压，以保持最佳的粉末荷电量和外部电场强度。这种精确的控制对穿透法拉第笼屏蔽区域有很大帮助。静电喷粉枪喷枪的主要功能是使喷出的粉末具有良好的雾化状态并充分带电，以保证粉末能均匀高效地吸附到工件表面。同时还要考虑到它的安全可靠、结构轻巧、使用方便等综合因素（见图15）。图15手提式静电喷粉枪的结构示意图衡量喷枪质量好坏的标准是：—保证喷射出的粉末充分带电；—出粉均匀，喷出的粉末能均匀地沉积在工件表面；—雾化程度高，无积粉和吐粉现象，能喷涂复杂的表面；—能适应不同喷粉量的喷涂，喷出的粉末几何图形可以调节；—结构轻巧，使用方便，安全可靠；—通用性强，能方便地组合成固定式多支喷枪的喷涂系统；—喷枪的技术性能好。最高工件电压为100kV；喷粉量为50～400g/min；喷粉几何图形的直径大约在Φ150～450mm之间；沉积效率大于80%；环抱效应好。常用的静电喷粉枪分手提式和固定式两种，还有一些结构独特新颖的喷枪，如栅式电极喷粉枪、转盘式粉末自动喷枪和钢管内壁专用喷枪。这些喷枪的主要特点是具有较高的带电效应，操作简便、安全、能长时间连续工作，适用于喷涂流水线作业。枪柄设有空气清洗按钮的喷枪，打开清洗气流可减少枪管内的积粉和涌粉，用其喷涂易结块或易撞击熔融的粉末涂料特别有效。设有标准气洗功能的喷枪，采用低速清洁空气流防止粉末积累在电极上，能明显改善金属粉和低温固化粉的喷涂质量。此外不需要高压静电发生器的摩擦静电喷枪也已成功地应用于喷粉生产线。供粉器供粉器的作用是将粉末涂料连续、均匀、定量地供给静电喷粉枪。它是粉末静电喷涂取得高效率、高质量的关键部件。多数静电喷涂设备都采用抽吸式流化床供粉器。 抽吸式流化床供粉器是利用文丘里泵的抽吸作用来输送粉末的。其工作原理是在压缩空气通过（正压输送）的管路中设置文丘里射流泵（又称粉泵），空气射流使插入粉层的吸粉管口产生低于大气压的负压，处于该负压周围的粉末就被吸入管道中并输送至喷枪。由于流化床内流动的粉末具有流体特性。因而使粉泵吸粉管口不断有粉末补充，从而保证喷出的粉雾均匀、连续。流化床内气流速度以0.8～1.3m/min为好。静电喷粉施工中常用的有横向抽吸式流化床和纵向抽吸式流化床两种供粉器（如图17所示）。后者在生产中应用最多，如图16所示一次气流（主气流）射入粉泵后，吸粉管口产生负压，将流化床粉末吸至输粉管中。二次气流（稀释气流）用于调节喷出粉末的几何图形大小，同时使粉末的成雾性更好。这种供粉器的优点是供粉均匀稳定，供粉精度高，一个供粉桶可装置多个粉泵，粉泵清理和更换方便。图16机械式供粉器示意图容量为40kg的抽吸式流化床供粉器的规格如下：供粉器容量0.04m3供气压力0.01～0.2Mpa供粉量50～300g/min（可调）输粉管长度8m喷粉柜喷粉柜可用金属板制成也可用塑料板加工，其大小取决于被涂物的大小、工件传送速度和喷枪的喷粉量。喷粉柜设计的关键是空气的流通状况。在确定喷粉柜的尺寸大小时应考虑以下参数：—被涂物的最大长度、宽度和高度；—自动或手工喷涂；—传送速度的设计值；—单位时间内被涂物的涂装表面积。喷粉柜中的空气流通方式有三种：一种是空气向下吸走；另一种是空气水平方向吸走以及两种方式的给合形式。向下吸走的喷粉柜底部制成漏斗状的吸风口，适用于大型喷粉柜，背部通风型喷粉柜的优点是粉末通过被涂物后沿水平方向被吸走，适用于直线通过喷粉柜的传送带式喷涂。底部和背部两个方向抽风的优点是空气流通较为均匀。设计喷粉柜时，除了考虑便于清理和换色外，还要考虑粉末回收时的风速和风量，空气流速不能过大，避免吹掉工作上吸附的粉末和降低沉积效率；施工过程中不能让粉尘从开口处外逸，一般开口处的风速宜控制在0.5m/s左右；喷室内粉尘浓度应低于爆炸浓度下限值。 喷粉室与粉末回收装置相连接，使喷室保持一定的负压，其吸入的空气量Q1可根据喷室大小和操作技术要求按下面经验公式计算：Q1=KS（m3/min）式中K为经验系数，一般取1.8～3.6，S为喷室所有开口部位的总面积。从粉尘爆炸极限浓度考虑，回收装置的排风量：D(1—η)Q2=————（m3/min）P式中：Q2——喷室内粉尘浓度达到爆炸极限的排风量D——涂覆时单位时间内的喷粉量（g/min）η——粉末沉积效率P——粉末涂料爆炸极限的下限浓度（g/m3）喷粉室设计的实际使用排风量Q应符合下列原则：Q＞Q1＞Q2，就是说实际排风量Q不能小于经验计算排风量Q1，两个风量都必须大于粉尘爆炸极限浓度下限值时的排风量Q2。粉末回收装置粉末静电喷涂时喷室中的粉末涂料受到4种力的作用：喷枪输粉管中压缩空气的推力、充电后的电场力、自身重力和回收气流的抽吸力。这4种作用力的综合结果使部分粉末吸附到工件表面、部分粉末沉降于喷室底部、壁面，其它粉末则飘浮于空气中随回收气流进入回收装置。应尽可能让喷室内的粉末浓度低于粉末爆炸浓度下限值的一半。一般工件的上粉率约为50%～70%。粉末回收装置种类较多，有袋式回收器、旋风式回收器、龙卷风式回收装置和滤带式回收器。国内实际生产中用得较多的是旋风、布袋二级回收器。它是由扩散式旋风分离器和布袋除尘器组成的（见图17）。图17旋风布袋二级回收器回收器和第一级旋风分离器与喷粉柜相连接，可回收70%～90%的粉末，第二级袋式回收器发挥的作用有2点。其一是帮助旋风分离器提高回收率，其二是将第一级回收器除不掉的细粉全部回收。这种二级回收器的总除尘效率可达99%以上。滤芯式回收器的特点是滤芯外形呈园筒状，滤面做成手风琴折叠式，滤芯组体积不大，但过滤总面积远大于纤维布袋。滤芯的纸质表面经过特殊的树脂处理，不仅不吸潮而且还具有极高的耐脉总反吹气流的机械强度。 滤芯中间具有能旋转的U形管，两侧管壁开有多个小孔，脉冲反吹气流通过U型管从小孔吹出清除滤芯表面的积粉。由于反作用力使U形管快速旋转形成风刀，达到较为彻底清除滤芯表面积粉的目的。近期采用透气塑料膜替代纸质滤芯材料，使滤芯的使用寿命大大提高，并可捕集1μm的超细粉末，上海新星静电喷涂设备有限公司生产的HZY-1型转翼式滤芯粉末回收装置就属于这种新一代的高效粉末回收装置。旋风回收器正从单个大型回收器向多个小型组合式回收器方向发展。取代单个旋风回收器的小旋风回收器数目较多，可以使回收器的高度明显下降，回收器半径也可缩小，且回收效果更佳。已知离心力F=mV2/R，如果回收气流速度V不变，回收器半径R愈小则离心力F愈大。因此小尺寸的回收器可以获得更大的离心力，能捕集到尺寸更小的粉粒，故有更高的回收效率。国外最近推出塑料烧结板回收器，它是将塑料粉末和致孔物质一起烧结成锯齿表面的中空过滤器，有较大的过滤表面和较高的耐脉冲反吹强度，在特殊情况下还可以用水冲洗。2.3.4应用实例图18是电冰箱箱体喷涂流水线的平面示意图。生产线各部分的设备情况介绍如下：图18电冰箱箱体喷涂流水线布置图（1）悬挂式输送机全长约200m，链条节距为304mm，挂钩承载能力最大60kg，运行速度为1.4m/min。张紧装置采用气压式及重锤式同时使用，输送链上装有自动喷雾式润滑装置。（2）前处理设备前处理全长19m，分为脱脂、清洗、磷化、清洗等部分，采用喷淋式处理，喷淋压力0.1～0.15Mpa，脱脂温度60～70℃，脱脂时间3min。磷化采用锌系磷化剂，磷化温度40～50℃，磷化时间2min。采用室温净化自来水清洗，清洗时间1min。（3）干燥烘道烘道全长10m，采用燃油加热炉，烘道内温度控制在120～140℃。（4）静电喷涂设备喷室长3.6m，两侧相对各设有2把自动喷枪，另有一手工补喷工位，室内按装一套红外线火警探测仪及自动灭火装置。 （5）固化烘道烘道全长32m，采用桥式形式，燃油加热炉将热风送入烘道以保证烘道内温度均匀。（6）涂装施工中出现缺陷的原因分析涂装施工中出现缺陷的原因分析见表18。表18涂膜缺陷原因分析涂膜缺陷粉末喷涂过程中造成的原因涂膜光泽不足1固化时烘烤时间过长；2温度过高；3烘箱内混有其它气体；4工件表面过于粗糙；5前处理方法选择不妥。涂膜变色1多次反复烘烤；2烘箱内混有其它气体；3固化时烘烤过度。涂膜表面桔皮1喷涂的涂层厚度不均；2粉末雾化程度不好，喷枪有积粉现象；3固化温度偏低；4粉末受潮，粉末粒子太粗；5工件接地不良；6烘烤温度过高；7涂膜太薄。涂膜产生凹孔1工件表面处理不当，除油不净；2气源受污染，压缩空气除油、除水不彻底；3工件表面不平整；4受硅尘或其它杂质污染。涂膜出现气泡1工件表面处理后，水分未彻底干燥，留有前处理残液；2脱脂、除锈不彻底；3底层挥发物未去净；4工作表面有气孔；5粉末涂层太厚。涂层不均匀1粉末喷雾不均匀；2喷枪与工件距离过近；3高压输出不稳。涂膜冲击强度和附着力差1磷化膜太厚；2固化温度过低，时间过短，固化不完全；3金属底材未处理干净；4涂覆工件浸水使附着力降低。涂膜产生针孔1空气中含有异物，残留油污；2喷枪电压过高，造成涂层击穿；3喷枪与工件距离太近，造成涂层击穿；4涂层太薄；5涂膜没有充分固化。涂膜表面出现小颗粒疙瘩1喷枪堵塞或气流不畅； 2喷枪雾化不佳；3喷粉室内有粉末滴落；4有其它杂物污染工件表面。涂层脱落1工件表面处理不好，除油除锈不彻底；2高压静电发生器输出电压不足；3工件接地不良；4喷粉时空气压力过高。涂膜物理机械性能差1烘烤温度偏低，时间过短或未达到固化条件；2固化炉上、中、下部温差大；3工件前处理不当。涂膜耐腐蚀性能差1涂膜没有充分固化；2烘箱温度不均匀，温差大；3工件前处理不当。供粉理不均匀1供粉管或喷粉管堵塞，粉末在喷嘴处粘附硬化；2空气压力不足，压力不稳定；3空压机混有油或水；4供粉器流化不稳定，供粉器粉末过少；5供粉管过长，粉末流动时阻力增大。粉末飞扬、吸附性差1静电发生器无高压产生或高压不足；2工件接地不良；3气压过大；4回收装置中风道阻塞；5前处理达不到要求或处理后又重新生锈。喷粉量减少1气压不足，气量不够；2气压过高，粉末与气流的混合体中空气比例过高；3空气中混有水气和油污；4喷枪头局部堵塞。喷粉量时高时低1粉末结块；2粉末混有杂质，引起管路阻塞；3粉末密度大；4气压不稳定；5供粉管中局部阻塞。喷粉管阻塞1由于喷粉管材质缘故，粉末容易附着管壁；2输出管受热，引起管中粉末结块；3输粉管弯折、扭曲；4粉末中混有较大的颗粒杂质。2.4其它涂装2.4.1摩擦静电喷涂法摩擦喷枪使粉末带电的原理与高压静电喷枪不同。它是利用枪管壁材料与粉末颗粒间的紧密接触产生摩擦以及粉末颗粒在运动中产生摩擦而使粉末颗粒带电的。生产中使用的摩擦喷枪管都是采用电负性材料聚四氟乙烯制作的，弱电性的环氧、聚酯环氧类粉末涂料与聚四氟乙烯材料摩擦可以获得良好的带电效果，而电负性较强的聚乙烯、聚丙烯类粉末涂料的摩擦带电效果很差。表18列出了几种常用材料的相对电负性。 表18几种常用材料的相对电负性材料相对电阴性聚氨酯弱电负性强电负性环氧聚酰胺聚酯聚氯乙烯聚丙烯聚乙烯聚四氟乙烯摩擦静电喷涂技术有以下特点：—能较好地克服法拉第笼屏蔽效应，只要带电粉末进入底材凹槽孔隙都能可获得良好的吸附效果。对形状复杂的零部件喷涂可得到高质量涂膜。—可以喷涂形成较厚的涂层，不易产生反电离现象，可避免出现“雪花”状凹坑，麻点等缺陷。—设备简单，不需要高压发生器和高压电线，不存在喷枪对工件产生火花放电和高压电极针积粉等隐患。—对粉末涂料品种有选择性。主要适用于环氧粉末和聚酯环氧粉末的喷涂。其它种类粉末的喷涂效果较差。—喷枪内的粉末通道比较窄小，约为1mm左右，对气压控制要求高，必须保证粉末通过喷枪后获得足够的电荷。—粉末储存时要求防潮，施工场地的空气湿度不宜太高，压缩空气必须干燥，否则会影响粉末颗粒的带电量，降低沉积效率。—喷粉量不宜过大，一般控制在80～100g/min，否则会减弱粉末带电量。为了加大喷粉量通常采取多通道摩擦枪来增大摩擦面积（如图20）。—Pauthenier公式不适用于摩擦喷涂中粉末带电的最大表面电荷量计算。摩擦喷枪的涂装质量优于高压静电喷枪，但其使用寿命较短，对环境、气源要求比较严格，因而限制了摩擦喷涂技术的应用。图19各种形式的多通道摩擦静电喷枪2.4.2静电流化床涂装法如图20 所示，静电流化床槽底设置了一个连接负高压的电极，电极产生电晕时在其周围生成大量的自由电子，电极埋在粉末中使粉末粒子获得电子而成为负离子粉末。这种负离子粉末被吸附到正电性的工件上。图20线圈的静电涂覆示意图静电流化床法与静电喷涂法相比具有以下特点：设备结构简单、集尘量和供粉量比较小、粉末屏蔽问题容易解决。对于形状较为简单的工件，如线材、带材、电子元件和电器等具有涂装效率高、设备小巧、投资少、操作简便，易于实现自动化生产等优点。不过用这种方法涂覆的工件沿着床身高度方向会出现涂层不均匀的现象。静电流化床中粉末密度分布有两个区域，槽上部飞扬的气态粉雾为低密度粉末区域。工件沉浸于液态粉末中很快就吸附上一层厚厚的粉末；在气态粉末中工件的吸粉速度慢很多，粉末涂层薄一些。从均匀度看，工件在液态粉末中上下运动涂覆，涂层均匀度较好；在气态粉末中形成的涂层不均匀。根据上述特性我们可以采用两种涂覆方法：一是将接地工件浸于液态粉末中作上下运动或横向摆动、转动，这种方法适用于形状简单的工件，如棒材、螺杆、钢条等，其特点是涂覆效率高，涂层均匀度好，涂层厚，涂层最小厚度大于0.15mm。一般采用手工或半机械化方式涂覆。另一种方法是将工件在气态粉雾中涂覆。它的特点是：工件上的涂层沿床身方向会产生不均匀性，即使延长浸涂时间也不能克服；涂层达到一定厚度后，容易发生反离子流冲击，使涂层产生麻坑和边角崩落现象；但这种方法可以得到较薄的涂层，工件通过气态粉雾空间很方便，易于实现自动化涂覆施工。应用静电流化床涂覆工艺需要注意以下问题：—流化床中的粉末应有良好的流化，低密度区域的气态粉雾要均匀；—在一定工作电压下，工件与电极的距离要适当，太远就会加剧涂层的不均匀性；—防止粉末受潮，输入流化床的压缩空气必须经过油水净化处理，受潮粉末不但在涂膜固化时会形成针孔，而且涂膜表面粗糙，堵塞零件的槽孔；—在气态粉雾中卧式涂覆零件时，可通过零件自转来弥补涂层的不均匀性，在液体粉末中上下运动涂覆零件时，最好将工件180°调头进行涂覆，反复多次操作可以弥补零件上下涂层的不均匀性；—电场力要求均匀，集尘气流最好与粉末运动方向一致，通过微孔板的气流要均匀。2.4.3静电热喷涂法静电热喷涂工艺主要用于重防腐粉末涂装，它可在较短时间内涂覆300μm以上的厚涂膜。下面介绍钢管内外表面同时静电热喷涂粉末的工艺过程（图21）。 图21钢管内外表面同时静电热喷涂粉末的工艺过程静电热喷涂生产线可以喷涂直径Φ114mm、Φ159mm和Φ219mm等规格的钢管，钢管长度6～10m。环氧粉末涂膜厚度可达250～350μm，最大厚度可达500μm。粉末喷涂吸附效率可达80%～85%。喷涂时将钢管放置在工作台上，工作台总长25m，架子长10m，架子上装有预热装置（一般采用中频加热）和喷涂箱，并随着平车移动。平车轨道长15m，平车上装有拉杆，钢管在平移的同时旋转，在加热的同时进行外壁喷涂。涂膜厚度与钢管预热温度、喷涂时间和喷粉量有关（见表19）。表19涂膜厚度与钢管预热温度的关系喷粉条件钢管预热温度℃涂膜性能喷粉量g/min涂装时间min膜厚μm光滑性针孔8542550好有85480105好无854120140好无854160180好无854180200好无24382791好有2438100189好无2438150216好无2438200240好无2438230～240313好无从表19可知，涂膜厚度随预热温度提高而增厚，但预热温度不能过高，否则会使粉末树脂老化变质。2.4.4真空吸涂法真空吸涂法一般用于小口径管道和弯管的内壁涂装。自来水管内壁吸涂工艺流程如下：（1）前处理自来水管镀锌内壁用9m3/min的大容量空压机进行喷砂处理，以增大其表面粗糙度，增强涂料与底材结合力的目的。（2）加热装置一般采用电炉加热，也可用燃油燃气炉加热。只要选择适中的加热方式均能达到管内壁热涂塑目的。（3）吸涂设备吸涂设备由拨义、摩擦轮系统、旋转装置、供粉装置和吸风系统组成。配上预热装置和固化炉就可以实现流水线操作。生产节拍一般为1根/5min，加热炉每进一根管子，固化炉同时出一根成品管子。 （4）影响涂膜厚度的因素—供粉量：水管吸涂时涂膜厚度随供粉量增大仅略有增加。由于真空吸涂时粉末涂料总是过量供给，多余粉末被抽入回收装置，因而粉末过量多与少对厚度影响不大。—预热温度：真空吸涂属于热涂敷技术。粉末与空气混合后进入管道内，它与高温管壁接触时熔融粘附于管壁表面。抽吸过程中气流带走管壁部分热量使其温度下降，粉末粘附量也随之减少，甚至粘附不上。因此管道预热温度的高低对涂膜厚度影响很大。图22所示为环氧粉末涂料对DN15mm管道吸涂得到的试验结果，预热温度与涂膜厚度呈直线关系。图22管材预热温度与涂膜厚度的关系图23供粉时间与涂膜厚度的关系—供粉时间：涂膜厚度对供粉时间十分敏感。在同等条件下供粉时间越长涂膜越厚（见图23）。吸涂施工过程中，管道温度因散热、粉末吸热和抽吸气流带走的热量使其不断下降。当管壁温度下降到难以熔粘粉末时，即使供粉时间再长涂膜厚度也不可能增加。在生产施工中，随着管径大小、批量大小、生产节拍等因素的变化，应该相应调整有关工艺参数来获取满意的涂膜。2.4.5粉末电泳涂装法粉末电泳（ElectrophoreticPowderCoating）简称EPC。EPC是粉末涂装和电泳涂装的结合，是在有电泳性质的树脂溶液中，把固体粉末粒子像颜料一样分散，然后使这些粒子带电并发生电沉积的涂装方法（如图24）。图25粉末电泳涂装原理I在有电泳性质的树脂水溶液中，把粉末涂料像颜料那样分散于溶液中，粉末粒子的表面浸润有作为分散介质的树脂水溶液，使其带上分散介质所具有的电荷，这些粒子向电极端移动并析出，显示出通常电泳涂装的特性。我们把分散介质叫做基料（Bi ），被分散的粉末粒子叫做分散粉末（Po）。Bi和Po同时在电极上析出，烘烤时它们将同时构成涂膜成分。Bi和Po是相溶的，在固化时会互相影响。用于EPC的Bi和Po应具备的必要条件如下：—Po：粉末粒子要有良好的电泳性能，并非粒度小电泳性能就好。Po是由一般的固体树脂和颜料组成的，它们都不溶于Bi的水溶液中。Po中的颜料应均匀地分散在固体树脂中。—Bi同Po的树脂基本上相溶，固化时可以自行固化或者与Po树脂交联，当前用于工业化的Po有环氧树脂，Bi有环氧类阴极电泳树脂（阳离子型树脂）。EPC涂装的优点是：—涂装效率高，在数秒钟内即可获得涂膜，电泳槽体积小。—通过调节电压和电极的位置，可方便地控制涂膜厚度在40～100μm范围。—可得到高质量的涂膜。—不存在粉尘爆炸和操作者患吸肺病的问题，烘烤时无刺激性气体释放，不污染大气。—容易回收，可用沉淀法沉降粉末回收再利用。EPC涂装的缺点如下：—EPC的涂膜厚且含有一些水分，烘烤时容易出现气泡和针孔，烘烤温度较高。—容易产生缩边，若溶液搅拌不均匀将会影响涂膜质量。EPC涂装的特点：—Po与Bi的关系：EPC的涂装质量与Po、Bi及Po/Bi比有关。Po/Bi比和Po的粒度对EPC涂装质量影响很大，从图27可知Po/Bi比和Po粒径变大时，涂膜厚度增加。图27电沉积条件与涂膜厚度的关系—电沉积条件的影响：EPC的涂装特性随电沉积条件变化的状况如图27所示。EPC电沉积在非常短的时间内就能达到一定的沉积量。膜厚随沉积电压的增高而增厚。国外已将EPC涂装技术应用于汽车涂装，EPC也适用于建筑钢材、钢管等产品的防腐涂装。EPC基本上属于粉末涂装范畴。表20是EPC同其它涂装工艺的综合性能比较。表20EPC与其它涂装工艺的比较类型项目粉末涂装阴极电泳EPCEPC逆向涂装粉末涂料逆向涂装涂膜性能ABAAC泳透力DACAA自动化B（补喷涂）AAAB（补喷涂） 节能CCCBC回收成本CBBBC公害对策ABAAA安全性C（粉末爆炸）AAAC（粉末爆炸）环境卫生C（粉尘）BBBC（粉尘）注：优劣次序：A＞B＞C＞D。EPC汽车涂装工艺流程如下：阴极电泳水洗净水洗回收EPC磷化处理面漆打磨烘烤水洗回收EPC技术正处于发展阶段，其内容涉及树脂合成、分散技术、粉末制造、电化学等多种学科，其应用前景十分诱人。2.4.6UV（光固化）涂装技术传统的热固化涂料采用加热方式固化，而UV固化技术则是利用紫外光引发涂料聚合固化，这是两种技术的区别所在。这些区别使UV涂料的配方、工艺、性能具有自己的特色。UV固化技术用于液体涂料比较成功。它特别适用于透明漆的涂装固化。透明漆大多用于产品外表面的罩光，漆膜薄、透光性好，因而UV固化的成功率比较高，已在木地板、手机塑料外壳的涂装中取得成功应用粉末涂料的涂膜比液体漆膜厚得多，品种多数为有色涂膜，这对紫外线的穿透和吸收造成一定困难。另外粉末涂料在固化成膜前必须熔融流平以保证涂膜的平整度和光泽，这无疑给UV粉末涂料的配方、施工工艺和施工设备提出了更高的要求。本文将重点介绍粉末涂料的UV涂装技术。UV涂装技术的核心内容是UV固化技术。（1）UV粉末涂装技术UV粉末涂装工艺除具有热固化粉末涂料的优点外还有下面一些特点。如只需较低的成膜温度；较短的固化时间；较少的能量消耗；不含有机挥发物（VOC）或有毒化合物；可在光学材料、热敏材料（木板、塑料）上涂装；材料利用率大于95%；产量高；减少劳动力和维护成本；UV固化设备占用的场地远远少于传统的加热烘道。UV粉末涂装工艺路线与热固化粉末涂料相同：UV固化熔融流平静电涂装表面处理成品检验图27所示是MDF纤维板静电涂装UV粉末涂料的设备平面布置图。它与热固化粉末涂料类同。只是固化炉应设计成当UV光照射到粉末涂层上时固化反应才被激活。 图27MDF纤维板UV粉末涂料涂装生产线UV粉末涂料的熔融流平与固化过程是前后分开各自独立完成的，而热固化粉末涂料的流平与固化存在着重叠交错的过程。二者的固化技术不同因而固化设备也存在着较大差异。（2）固化工艺参数热固化粉末多数在180℃下固化20min（含熔融流平过程），所以生产流水线的烘道长达数十米。而UV粉末涂料的流平固化仅需数分钟，其中UV固化时间只需数秒种，因此即使运行速度较高UV固化设备长度也远比前者要短。UV粉末涂料固化所需热量较少，所需热量主要用于粉末涂料的熔融流平，粉末的熔融流平过程可在较低的温度（90～120℃）下完成。在这阶段粉末不会因受热而发生分子间的交联反应。只有当粉末接受到足够强度的紫外线照射后，涂料中的光引发剂组份才会发挥作用，促使涂料分子产生交联聚合作用，并且在极短的时间内完成固化反应。所以说UV粉末涂料的流平固化是前后分开各自独立完成的二个阶段，UV固化烘道由流平加热段（红外段）烘道和UV段烘道二部分组成。UV粉末涂料在流平阶段所需时间的长短是决定涂装生产率的关键因素，所以UV烘道施加于工件表面粉末涂层的温度至关重要。图28所示的3条温度曲线开始都有一个温度高峰值，升温时间很短。这个峰值尤为重要，它对缩短流平时间有很大影响。温度达到峰值后必须快速下滑至工艺要求值（90～120℃）并保持恒温，以保证粉末能够充分流平获得良好的表面外观质量。同时也避免了高温对热敏材料（木材、塑料）的伤害。图29同时也说明UV粉末涂料的光固化时间很短，仅为数秒种。所以UV固化设备的结构设计是不同于热固化粉末涂料烘道的。图28用于熔融和流平UV粉末涂料的加热过程（3）UV固化设备的结构 热敏材料的UV固化炉结构较为复杂，是由熔融流平红外段和UV固化段组合而成的，它们必须连结成一个整体烘道，在两段烘道各自具有独立运行输送带的情况下，两段烘道必须用保温段将其连结成一个整体烘道。工件进入红外段粉末涂层流平后仍能在保温状态下平稳地过渡到UV固化段的传输带上完成UV固化工序，确保良好的涂膜外观。—红外段（熔融流平）：烘道采用IR辐射和对流热风结合的加热方式。第一步IR强辐射加热使粉末快速熔融。第二步IR对流热风使粉末进一步熔融流平，第三步用对流热风使工件（特别是三维工件）表面的粉末得到充分流平获得满意的外观。加热灯管的红外线波长为0.78～400μm，其中短波为0.8～1.4μm，中波长1.6～2.6μm，其余为长波。只有当红外线波长与被加热材料的分子振荡相匹配时，这部分红外线才能被吸收并转化为热量。其余波长的红外线则穿透工件或被材料反射，因此波长的匹配是影响加热效率的关键。对于厚型材料，短波红外线能穿透到材料深处并被吸收，而中波红外线只被材料外层吸收。对许多材料而言，红外线的最佳吸收范围为2～3.5μm。所以选用中波红外灯作为辐射加热元件最为有效。它发射的红外线波长为2.4～2.7μm。德国贺利士（Heraeus）辐射器公司的中波孪管红外灯规格如表21表21常用的中波孪管红外灯规格单位长度功率,w/cm5～3.5截面尺寸，m233×1522×1018×8最大加热长度,mm600020001000灯丝温度，℃900最大辐射波长，μm2.4输出功率密度,kw/m220～80升温/冷却时间，s60～240烘道内加热元件的排布，一般采取进口端中波红外灯管密布的排列方式，而中段的灯管散开排布，烘道尾部送入对流热风，通向进口端抽出循环使用。其中部分热风送向UV固化段使连接段保持所需的温度。这种加热元件的排布方式比较符合UV粉末涂料流平的工艺要求。中波红外管采取横向排布与烘道长度垂直的方向较好，有利于涂膜受热均匀。—UV固化段：国际上投入运行生产的几条UV粉末涂料涂装生产线都是采用美国福深公司的UV灯，光强度可在0～100%范围内调节，灯宽250mm，功率240w/cm，灯管的波长分布见图29。图29汞蒸气灯（H-型）/镀镓汞蒸气灯（V-型）光谱分布在不同速度下运行时，工件表面粉末涂层吸收UV剂量的状况见图30。 图30UV剂量与涂装线速度的关系涂装前处理工艺中的问题及解决方法2007-6-15        工艺环节    问题    原因    解决方法        除    油    部    分    除油不干净    1、除油液浓度低    1、增加浓度        2、除油时间短    2、延长时间        3、除油温度低     3、温度升高        4、局部油脂太厚    4、增加预处理（手工）        5、除油槽表面的油脂浮层厚    5、将油层撇出        6、喷淋处理中喷嘴堵塞    6、加强清洗喷嘴        7、工件处理量大，无及时补加    7、及时添加药剂        除    锈    部    分    除锈不彻底    1、除锈液浓度低    1、增加浓度        2、除锈时间短    2、延长时间        3、高温形成的氧化皮太厚，太致厚    3、增加机械辅助除锈        4、除锈液中铁离子含量过高，防锈液失效    4、更换新槽液        除锈液酸太大或工件除锈后有氢脆或过腐蚀     1、浓度太高    1、加入水稀释        2、添加剂不足    2、加入添加剂        3、时间过长    3、时间减少        磷    化    部    分    磷化膜结晶粗糙    1、游离酸度高    1、用中和剂降低游离酸度        2、有残酸    2、加强中和水洗        3、工件表面过腐蚀    3、控制浓度、时间        磷化膜过薄，无明显结晶    1、游离酸度低    1、加磷化液后再加中和剂调整        2、总酸度高    2、用水稀释        3、工件表面有硬化层    3、加强酸洗         4、温度过低    4、提高温度        5、亚铁离子含量过低    5、增加亚铁离子        磷化膜耐蚀性差，在干燥过程中出现返锈现象    1、磷化膜粗    1、降低游离酸度        2、总酸度低    2、增加磷化液        3、工件表面有残液    3、加强中和水洗        4、磷化温度低    4、提高温度        5、磷化时间短    5、增加时间        6、工件在干燥过程中有重叠现象    6、分开单体摆放        7、工件局部有积水现象    7、改变工件放置角度        磷化后工件有挂灰现象    1、游离酸度过低    1、增加游离酸度        2、水洗不干净     2、加强水洗        磷化膜不均匀    1、除油不净    1、加强除油        2、工件表面有硬化层    2、加强酸洗        3、热处理后材质不均匀    3、加强酸洗        　1、亚铁离子含量过高    1、用双氧水处理        　2、酸洗槽液带入磷化液中