噴塑在清水離心泵產(chǎn)品上的應(yīng)用探討

◎文/王勝原 趙光勝(銅陵天海流體控制股份有限公司)

噴塑是一種零件表面的處理方法，利用電暈放電原理使粉末涂料吸附在工件上，然后加熱使粉末熔融、流平、固化，在工件表面形成堅(jiān)硬的涂膜。噴塑成本低、環(huán)保無(wú)污染、外觀精致，在閥門(mén)行業(yè)的表面處理中應(yīng)用十分廣泛。但泵類產(chǎn)品目前大多還是以噴漆為主，本文介紹給排水行業(yè)清水離心泵類產(chǎn)品采用噴塑表面處理方法的工藝流程，并進(jìn)行相關(guān)分析探討。

一、噴塑與噴漆的對(duì)比

1.工藝流程

噴塑與噴漆是兩種不同的零件表面處理方法。針對(duì)給排水行業(yè)閘閥，兩種表面處理的工藝流程見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 閘閥噴塑工藝流程圖

圖2 閘閥噴漆工藝流程圖

從工藝流程可以看出，噴漆工藝的流程明顯要比噴塑復(fù)雜。從成本角度看，噴漆增加了底漆噴涂和補(bǔ)底漆的工序，還需要進(jìn)行兩次面漆的噴涂，原材料的成本相應(yīng)增加，工序多也增加了生產(chǎn)管理的成本；噴漆工序多，噴漆后需要一定的干固時(shí)間，交貨周期比噴塑長(zhǎng)。實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，噴塑比噴漆要節(jié)省材料成本30%左右，交貨時(shí)間可以提前1～2天。

2.噴涂設(shè)備及其環(huán)保性

噴塑是使用一種特殊的固體粉末，將粉末經(jīng)過(guò)靜電處理后吸附在工件表面，然后送入高溫烤房進(jìn)行烘烤固化，冷卻后即可形成固態(tài)的涂層。噴塑需要有靜電噴涂機(jī)、噴槍、烤房、噴粉回收裝置以及空氣壓縮機(jī)等設(shè)備，生產(chǎn)工藝過(guò)程無(wú)廢水、廢氣產(chǎn)生。

噴漆用壓縮空氣將液態(tài)油漆噴成霧狀涂在工件表面上，然后將涂料干燥固化，形成一層硬涂膜。噴漆設(shè)備主要有水簾噴漆房、廢氣處理裝置、水循環(huán)及廢水處理裝置、空氣壓縮機(jī)、噴槍等。油漆由樹(shù)脂、顏料、溶劑、添加劑等制成，有一定的毒性，對(duì)身體健康有影響。噴漆產(chǎn)生的廢氣和廢水容易造成環(huán)境污染，環(huán)保性較差。

3.噴涂效果

從外觀上來(lái)看，噴塑的附著力比噴漆好，比噴漆更耐用；手感比噴漆柔和飽滿一些，外觀更加精致。

綜上所述，噴塑具有產(chǎn)品質(zhì)量高、生產(chǎn)效率提升、生產(chǎn)成本低、環(huán)保等很多優(yōu)點(diǎn)。

二、清水離心泵噴塑的工藝試驗(yàn)

針對(duì)噴塑的優(yōu)點(diǎn)和操作工藝要求并結(jié)合泵類產(chǎn)品的特性要求，我們對(duì)清水離心泵殼的噴塑進(jìn)行了相關(guān)探討性試驗(yàn)。

1.使用設(shè)備

江蘇省江都市四聯(lián)涂裝設(shè)備制造廠生產(chǎn)的噴塑涂裝生產(chǎn)線，包括手動(dòng)噴粉室1臺(tái)（含回收、除塵、處理裝置）、預(yù)熱爐1套、粉末固化爐1套、輸送裝置1套、電氣控制1套。

工件最大尺寸 L500mm×W500mm×H600mm，重量＜100kg/單件，噴涂方式手動(dòng)單面噴涂，設(shè)計(jì)線速度1.0m/min(0.5～2.0 變頻可調(diào))。

2.產(chǎn)品要求

NL100-320清水離心泵的零件球墨鑄鐵泵殼200只，使用環(huán)氧樹(shù)脂粉末靜電噴涂，色號(hào)6026，厚度300μm。

3.工藝流程

一般的噴塑件在噴塑前要進(jìn)行嚴(yán)格的表面清理，以去除表面的油污、臟物及銹跡，通常采用的方法是零件整體拋丸處理。NL100-320清水離心泵殼上與泵蓋和葉輪相連接處有嚴(yán)格的尺寸大小、形位公差和表面粗糙度要求，也不能噴塑。如按照閘閥閥體的噴塑工藝流程，先進(jìn)行機(jī)加工后再進(jìn)行拋丸處理，會(huì)對(duì)連接處造成破壞，影響產(chǎn)品質(zhì)量與性能；若考慮其他表面處理方案，如用清洗的辦法對(duì)工件進(jìn)行表面去污去臟處理再噴塑，會(huì)因配合圓柱面和端面的環(huán)氧樹(shù)脂塑層而無(wú)法裝配。為滿足清水離心泵殼的加工工藝要求和噴塑的工藝要求，結(jié)合閘閥閥體的噴涂工藝流程，將原工藝流程的一道機(jī)加工變?yōu)槎罊C(jī)加工，第一道機(jī)加工為粗加工，加熱固化后增加一道精加工，清水離心泵殼的噴塑可用如圖3所示的工藝流程。

圖3 清水離心泵殼的噴塑工藝流程

在粗加工時(shí)，將重要的結(jié)合面預(yù)留一定的精加工余量，即可防止在拋丸清理過(guò)程中對(duì)這些結(jié)合面造成破壞而無(wú)法使用；在噴塑完成后，通過(guò)精加工工序保證泵殼結(jié)合面的尺寸大小、形位公差和表面粗糙度要求，同時(shí)通過(guò)加工也將噴塑涂層徹底除去；對(duì)泵殼與泵蓋、葉輪連接的螺紋孔在粗加工時(shí)僅鉆底孔不攻螺紋，在噴塑后組裝前再擴(kuò)孔、攻絲，也能保證產(chǎn)品質(zhì)量與性能要求。

4.工藝參數(shù)

拋丸直徑1mm，拋丸時(shí)間15min；預(yù)熱溫度230～240℃，預(yù)熱時(shí)間40min；靜電噴塑3 min，電壓60kV,噴槍與工件的距離10～20cm；粉末固化溫度200～230℃，固化時(shí)間20min。

5.產(chǎn)品檢測(cè)

按照本文所述的工藝流程和工藝參數(shù)，采用環(huán)氧樹(shù)脂粉末靜電噴涂組織生產(chǎn)后，生產(chǎn)的NL100-320清水離心泵的零件球墨鑄鐵泵殼噴塑品滿足訂單要求。通過(guò)RAL工業(yè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)色卡對(duì)照，噴塑品顏色無(wú)色差，色澤鮮艷明亮，光澤度飽滿，滿足色號(hào)6026的要求。使用TT260B型號(hào)的涂層測(cè)厚儀檢測(cè)平均厚度為301.5μm，滿足訂單要求。使用劃格試驗(yàn)法[1]試驗(yàn)結(jié)果均0級(jí)，評(píng)定為合格。使用重錘為直徑25mm的球頭進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，滿足要求。

6.試驗(yàn)結(jié)論及注意事項(xiàng)

通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，上述工藝方案可行。但需要注意的是，由于噴塑表面損壞后不可以修復(fù)，故在噴塑后進(jìn)行機(jī)加工和轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程中，要輕拿輕放，并且不可用力敲擊噴塑表面以防噴塑破損。加工過(guò)程中注意走刀的方向，避免造成噴塑面與加工面交界處噴塑剝落。待噴涂泵殼表面處理后，須在4～6h內(nèi)進(jìn)行涂覆，涂覆前待涂裝件表面不得出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的銹跡，否則應(yīng)重新進(jìn)行表面處理[2]。

三、清水離心泵噴塑存在的問(wèn)題

噴塑工藝雖然具有很多的優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些問(wèn)題有待解決。一是外觀顏色比較單一，裝飾性不強(qiáng)；噴漆表面具有重涂功能，造成損壞可以隨時(shí)修補(bǔ)，而噴塑一般不能隨時(shí)修補(bǔ)，需上線操作，將涂層清除掉后才能重噴；二是對(duì)于一些輸送介質(zhì)溫度過(guò)高的工作環(huán)境，噴塑工藝無(wú)法滿足要求，使用領(lǐng)域存在一定的局限性；三是對(duì)于小批量或多種顏色要求的泵類產(chǎn)品，噴漆能很方便地滿足客戶的定單要求，噴塑有一定的局限性。

四、結(jié)語(yǔ)

噴塑工藝是一種環(huán)保無(wú)污染的表面處理方法。通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證表明：清水離心泵產(chǎn)品表面處理可以采用噴塑的方法，但對(duì)于一些特殊用泵、小批量多顏色種類的產(chǎn)品，噴塑則會(huì)受到一定的局限，在泵類產(chǎn)品的表面處理上，噴塑尚不能完全替代噴漆。