鑄鐵缸體表面粉末涂層在固化過程中脫離的原因分析

馬羽榮

（蕪湖永達科技有限公司，安徽蕪湖 241009）

灰鑄鐵缸體采用低溫固化的熱固性粉末涂料噴涂，成分由樹脂、顏填料、固化劑及其它助劑，以一定的比例混合，經靜電噴涂后，進固化爐加熱烘烤固化，形成平整光亮的永久性涂膜，達到裝飾和防腐蝕的目的。但在近期的生產中發現，在鑄件的拐角處出現粉末涂料涂層脫落現象，需要進行二次補噴漆，造成人力物力的浪費。為此，我們展開一系列的試驗，尋找造成這類問題原因。

1 現象描述

生產中發現477F 缸體拐角處出現粉末涂料涂層脫落，脫落層邊緣光滑弧線形，或同位置有起皮現象，用手按下去是個空洞。參見圖1 中圓圈標識。

圖1 拐角處的粉末涂料脫落的鑄件

為此我們從生產工藝的各個環節進行全面分析研究，經靜電噴涂后的缸體在進入固化爐前，鑄件的拐角處粉末噴涂均勻無異樣，經過固化爐加熱后就出現上圖中描述的問題，確定加熱環節可能存在問題，也就是粉末固化階段，為此我們先從固化爐的爐溫著手。

2 問題分析

2.1 固化爐溫度

首先分析固化爐爐氣溫度記錄儀中爐溫數據（圖2），圖中曲線自下而上分別代表預熱爐溫度、一區溫度和二區溫度（見圖2 注）。由圖可見，一區溫度控制相對較為穩定，二區溫度波動大，最大溫度與設定溫度之間差距達30 ℃之多，且與一區溫度有較大的溫差，二區溫度實測值最高達到312 ℃，遠遠超出熱固性粉末涂料固化工藝要求的范圍。固化工藝要求爐溫270±5 ℃，鑄件溫度170～190 ℃，時間10 min左右。

圖2 固化爐的溫度曲線

2.2 鑄件溫度場

在上述加熱條件下，爐氣溫度對鑄件溫度會產生什么樣的影響？為了進一步分析，我們采用爐溫跟蹤儀對鑄件表面溫度進行跟蹤測量，采用模擬方法，預熱階段放入鑄件，對鑄件溫度進行跟蹤測量。紅色線(高溫線)代表爐內空氣溫度，其余三根線代表鑄件不同位置的鑄件溫度曲線（如圖3 所示）。

圖3 跟蹤鑄件的不同部位的溫度曲線

從圖中可見，在整個固化過程中，鑄件不同位置的溫度均有超過200 ℃現象，超出低溫粉末涂料性能對鑄件溫度的指標要求，過高溫度會造成粉末過燒，因失去吸附力而從鑄件上脫落下來。初步推斷，爐氣溫度過高是造成這種現象的根本原因，控制好固化爐加熱溫度，減少一區二區的溫度差，是解決問題的關鍵。

2.3 措施方法

從上面分析可知，二區溫度波動較大，因此對影響二區溫度的相關設備進行排查，發現設備及電器控制部分存在故障，使燃燒過程不能得到有效控制。通過及時對燃燒機等進行維修調整后，使得二區溫度時刻處于可控制狀態，實現自動調節溫度，按照工藝參數270±5 ℃設定溫度。我們再次做了上述的溫度數據分析，兩區溫度控制平穩，固化爐爐氣溫度完全控制在工藝要求范圍內（如圖4 所示），鑄件最高溫度為189 ℃，滿足粉末涂料性能要求（如圖5 所示），鑄件上部、中部、底部溫度也趨向一致。生產實踐證明，爐溫有效控制后，鑄件粉末涂料脫皮現象完全消除，問題得到完善解決。

圖4 調整后的固化爐溫度曲線

圖5 調整后的鑄件溫度曲線

3 結語

低溫粉末涂料固化對溫度的要求較高，過低溫度會造成粉末固化不良，加工過程中出現粘刀現象，溫度過高又會使涂層脫落，生產工部應定期對爐溫進行控制，確保爐溫在工藝控制范圍之內。為保證涂層效果，拐角等處的粘砂需打磨、拋丸干凈，沒有浮砂、灰塵。