家电行业粉末涂装生产线前处理包括脱脂、水洗、表调、磷化、水洗、自清洗过滤器等工序

时间：2021-03-25

家电行业是我国粉末涂料很大的应用*域，粉末涂装技术相对比较成熟。家电粉末涂装生产线由4大主要设备单元构成，包括前处理设备、水分烘干设备、喷粉设备及粉末固化设备。
家电粉末涂装生产线有以下几个特点：
(1) 产量高，多为连续化生产；
(2) 工件相对较轻，多采用悬挂输送方式；
(3) 工件尺寸较小，多数采用单点吊挂方式；
(4)零件结构比较简单，前处理多采用喷淋式结构；
(5)工件多为冷板，锈蚀较轻，不需要在线设置除锈工序；
(6)生产线相对简单，管理维护相对容易。

1、主要设备及工艺参数
1.1 前处理设备
1.1.1 目的及作用
涂装前处理的目的在于去除工件上的油污、氧化皮及尘土等污物，以提供适合涂装的良好基底。其作用主要体现在以下几个方面：(1) 增强涂膜对被涂物表面的附着力；(2) 提高涂膜对被涂物的保护性能；(3) 为涂膜提供平整良好的基底表面。
1.1.2 前处理形式
前处理可分为机械和化学处理,机械处理有：喷砂，抛丸；化学处理有：槽浸式、喷淋式。
1.1.3 前处理工艺过程及典型工艺
前处理工艺多种多样，工艺的确定应考虑以下因素：
（1）底材的构成及成分；
（2）工件的结构形状及表面状态；
（3）表面污物的成分及清洁度要求；
（4）产量及质量要求；
（5）与后道工序的配套性。
前处理主要过程包括脱脂、水洗、表调、磷化、水洗、去离子水洗等工序。根据工件不同、产品不同以及前述5个因素的变化可进行增减。
家电行业的板材*般为冷板，油污较少，脱脂工序*般设置两道，以锌系磷化为主，目前也有采用硅烷处理工艺的。
家电粉末涂装典型的前处理工艺如下：
（1）饮水机壳体的涂装前处理工艺
热水洗(30s,50～65℃ ) → 预脱脂(60s,50～65℃) →脱脂(150s,50～65℃) →水洗1（直排）→水洗1［30s,室温（RT)］→水洗2(30s,RT) →新鲜水直喷→表调(30s,RT) →磷化(150s,50～60℃) →水洗3(30s,RT) →水洗4(30s,RT) →新鲜纯水直喷。
（2）空调器壳体涂装前处理工艺
热水洗(40s,50～65℃ ) →预脱脂(80s,50～65℃ ) →脱脂(120s,50～65℃ ) →水洗1(45s,RT) →水洗2(50s,RT) →新鲜水直喷→表调(45s,RT) →磷化(150s,38～45℃) →水洗3(45s,RT) →水洗4(50s,RT) →纯水洗(50s,RT) →新鲜纯水直喷。
（3）*种特殊的涂装前处理工艺
脱脂磷化(90s,120～140℃ ) →水洗1(60s,120～140℃ ) →纯水喷(5s,RT) →水洗2(60s,RT) →纯水喷(5s,RT)
1.1.4 前处理设备设计及平面布局
家电粉末涂装生产线前处理多采用喷淋式结构，主要设备包括通道、液槽、喷淋管路、换热管路及排风系统等，

（1）前处理通道
通道结构：常用钢板焊接，内部设置挡板隔断，防止液体飞溅，应有足够的过渡区防止窜液，并设置维修通道，利于更换内部喷嘴及清理通道内部积存污物。
有些通道不通焊，而用折弯、咬口、打胶等方法代替，以节省现场焊接工作量。
通道长度L = 进出口长度+喷淋区长度+过渡段长度
喷淋区长度=工艺时间×工艺速度
进出口长度主要根据工件长度、喷淋飞溅长度及热蒸汽外溢的状况确定；过渡段长度由工件长度、滴水时间、喷淋飞溅长度确定；宽度B由工件的宽度F决定，并需要考虑喷淋管路的安装距离。
高度H由工件的高度E 决定，同时考虑喷淋管路的安装方法，当喷淋主管安装在**部或底部时应考虑不同的安装余量。
前处理通道设计的关键点：
①过渡段长度合适，前后沥液区设置合理，不出现窜液现象；
开门，利于观察脱脂及磷化效果，但不能影响产品质量；
③合适的进出口长度，既防止喷淋液溅出设备外又不浪费材料；
④悬链运行通道必须密封，防止热气上窜腐蚀悬链。
（2）液槽
液槽的容积是由喷淋泵的流量及内部加热装置决定的；
长宽高根据隧道尺寸、操作面要求、泵安装形式等决定；
对有温度要求的热槽应加保温材料；
泵进口应有过滤装置，防止泵堵塞，加热热源可以选择蒸汽、电及天然气。
液槽设计的关键点：
①槽内结构应合理，防止脱脂泡沫及热气从槽盖溢出；
②槽内应有过滤装置，防止泵堵塞；
③为节约水的消耗量，水洗槽应能满足逆流补水的要求；
④槽内加热器设计合理，除满足升温要求外还应考虑安装维修等其他要求。
（3）喷淋管路
喷嘴的多少由工件的高度及喷淋要求所决定，底喷嘴根据工件形状可有可无，喷嘴间距是由喷嘴的喷淋角度决定的。喷嘴通常有V型、空心锥形，可根据情况选用。
喷淋泵的流量是由喷嘴总量决定的，喷淋压力由工艺要求及管道损失计算得到。
喷淋管路的走向根据客户的喜好和习惯决定，可选择上行或者下行方式，各有利弊。
磷化喷淋管应采用快拆式结构。喷淋泵形式有卧式和立式，建议磷化工位选择立式泵，其他工位可随意选用。
喷淋管路设计的关键点：
①磷化段压力、流量必须合理，才能生成好的磷化膜；
②磷化喷淋管路应易于维护和清渣。
（4）排风系统
排风系统的作用是防止喷射区的槽液蒸汽扩散到车间；通风机排风量根据开口处混合气体溢出量来决定，风机的风压由风道阻力决定；设计排风系统的关键点是不得将液体抽出排掉。
（5）平面布局
决定涂装前处理平面布局的因素是设备大小、物流走向、厂房面积。
前处理平面布局*般有直通型、U型、L型。
1.1.5 前处理工艺操作及参数控制
前处理重要工序包括脱脂、表调、磷化，其工艺参数控制至关重要。
（1）脱脂
脱脂机理是通过脱脂剂对各类油脂的皂化、加溶、润湿、分散、乳化等作用，从而使油脂从工件表面脱离，变成可溶性的物质或被乳化、分散而均匀稳定地存在于槽液内。
脱脂质量的评价标准为脱脂后的工件表面不能有目视油脂、乳浊液等污物，水洗后表面应被水完全润湿。
脱脂质量的好坏主要取决于游离碱度（FAL）、总碱度（TAL）、脱脂液的温度、处理时间、机械作用和脱脂液含油量等因素。
（2）表调
表面调整剂可以消除工件表面因碱液除油或酸洗除锈所造成的表面状态的不均匀性，使金属表面形成大量的*细的结晶中心，从而加快磷化反应的速度，有利于磷化膜的形成。
表调工序控制的主要参数为压力、pH值（8～9），表调液浓度*般控制在0.2%～0.3%，配槽水电导率不能太高，*般＜200μS/cm 。表调液的消耗量控制在0.5～2g/m2，需要定期更换(*周左右）。
（3）磷化
磷化是*种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐化学转化膜称之为磷化膜。
磷化是整个前处理工艺 *为重要的*个环节，其反应机理复杂且影响因素较多，因此磷化槽液相对于其他槽液的控制要复杂得多。

磷化工序需要控制的参数为压力、总酸度（TA，*般13～32点H+浓度）、游离酸度(FA，*般0.3左右，H+浓度)，温度（低温磷化，低于50 ℃）、pH 值（锌系磷化为2～2.5，铁系磷化为4～4.5），磷化渣的控制在500～700mg 以下。
（4）水洗
水洗的目的是清除工件从上*道工序所带出的残液，水洗质量的好坏直接影响喷涂工件的质量和整个槽液的稳定性。
水洗工序控制的参数为pH值、压力、时间，并需要同时保持*定的溢流水量。
水洗工序的关键控制点在于脱脂后道水洗和磷化后道水洗。
另外，几道水洗的水需要经常更换，特别是 *后*道纯水洗槽内水的质量，*般含盐量应＜100mg/L。
3、结语
家电行业粉末涂装生产线有其自身的工艺特点及要求，其主要设备的配置及工艺参数的设计、监控不仅是确保涂装质量的基础，而且对消化、吸收国外同类产品的技术，推动粉末涂装技术在更多*域应用具有深远的现实意义。

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