引伸鋼鐵件靜電粉末噴涂產生縮孔的探討

2012-07-09 02:32:52程濤，鄭龍

兵器裝備工程學報 2012年12期

程濤，鄭龍

(1.駐重慶地區軍事代表室，重慶 400050;2.重慶虎溪電機工業有限公司，重慶 401331)

縮孔是靜電粉末涂料使用過程中較常見的弊病，不僅影響產品外觀質量，而且嚴重影響產品的耐蝕性能，因為被保護材料的腐蝕大多數從此開始延伸，從而失去粉末涂料的使用價值。產生縮孔的原因是多方面的，但其中最易被忽略的就是引伸工件表面因經過2 次拉伸，晶格各向延展不同而引起表面張力不平衡產生的縮孔。因此，探討引伸工件表面張力不平衡而產生的縮孔，具有重要意義。

1 靜電粉末涂裝原理

靜電噴涂首先要有產生直流高壓的高壓靜電發生器和把粉末噴射出來的噴槍。正常情況下，工件接地，噴槍尖接負高壓(高壓靜電發生器供給)。當噴槍尖端靠近工件，就產生電暈放電現象，粉末從噴槍口噴射出來，經過電暈放電就帶上了負電荷。帶負電荷的粉末微粒在靜電力和壓縮氣流的作用下到達工件表面。粉末微粒的負電荷與工件之間具有靜電吸引力，使粉末微粒吸附在工件表面上，以至敲打工件，粉末微粒也不易脫落［1］。由于粉末微粒具有較高的電阻，故微粒上帶的負電荷不易漏掉，從而使粉末能相當長時間吸附在工件表面。但微粒的電阻不是越大越好，電阻過大，粉末微粒就不易帶上負電荷，使吸附力減小。通過靜電噴涂，可使粉末均勻地容聚于工件表面，又因為帶負電荷的微粒之間具有相斥的力，這種斥力有助于分散微粒。當工件表面吸附的粉末粒層達到一定厚度時，將不會再加厚，從而保證了當工件固化后，表面的涂膜均勻［4］。

2 粉末涂料成膜機理

粉末涂料固化是在一定溫度條件下，涂料組分之間發生化學反應的交聯固化。其成膜過程一般認為需要經過3 個階段。

1)單獨的粉末顆粒聚集成為1 層連續的、不平整的膜(聚集過程);

2)連續不平整的表面流淌形成較為光滑與平整的表面(流平過程);

3)熔融的涂膜通過交聯反應，黏度不斷增加，最后固化為堅硬的涂膜(固化過程)。

在聚集過程中，由于熔融粉末表面張力的存在，熔融的粉末顆粒收縮為球形，若工件表面張力較大且均勻，熔融的粉末顆粒將連成1 片，形成連續的1 層;若工件表面張力小且不均勻，熔融的粉末就會向表面張力大的一方移動，使原本覆蓋的連續涂層出現微孔。在流平劑(去除表面張力)的作用下，大多數微孔得到閉合，若此時工件表面張力大于流平劑的去表面張力，微孔將得不到閉合，因此產生表面張力不平衡的縮孔［1-2，4］。

流平劑的流平性具有一定限度，即流平劑的流平調整在一定范圍，不能無限制添加，因此工件表面張力不平衡產生的縮孔是不可避免的。

3 表面張力的影響因素

工件在加工過程中，其局部表面張力往往會發生變化，主要是工件表面狀態以晶粒結構發生變化，如工件熱處理、機械加工、擠壓(引伸)成形等。

熱處理使晶間處易發生表面張力不平衡，這種張力不平衡可以通過自然失效或振動失效去除;機械加工易在塑性變形與非塑性變形交界處發生表面張力不平衡，這種張力不平衡往往是1 條線，流平劑一般能夠去除;擠壓(引伸)成形工件在變形面易發生表面張力不平衡，這種張力的不平衡極不規則，他隨材料晶間邊沿而變化，是不可能去除的不平衡張力，如圖1。下面重點探討擠壓(引伸)成形工件涂層產生縮孔的工藝措施。