工程机械涂装技术

按结构型式分：通过式、盲端式、桥式、п式 按加热方式分：燃气、燃油、电加热、电（气）远红外、蒸汽、导热油等
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3.6 涂装输送设备
自行葫芦
重载双轨自行葫芦
积放链+滑橇
普通悬挂输送机
双板27链
积放链+葫芦
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3.7非标设备关注点
根据产品特点、涂装要求、投资情况 、技术水平及以 下因素综合考虑。 设备结构选型 设备不同部位的材质选择 设备的主要参数 辅助设施的布置 外界限制条件：如厂房、绿化、热源
也有部分门企业新厂建设就有问题，增加了周转量； ➢ 材料、产品设计对涂装工艺的限制，如工件基材质量、
产品结构对分色的影响、工艺吊装点、出水孔等； ➢ 设备性能：造价、成本控制与性能的矛盾； ➢ 管理理念的差距。
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五、工程机械涂装体系的建立
涂装体系内容 体系建立的依据 目前工程机械涂装的体系分析 体系建设解决的问题
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一、工程机械企业涂装的地位与重要性
涂装基本概念 工程机械涂装特点 工程机械涂装的重要性 涂装在主机厂的地位
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1.1涂装基本概念
行业分类
表面处理
·· ··
涂装
·· ··
工程机械涂装
涂装等级分类方法之一：防护性涂装、防护装饰性涂装、装饰性涂装
基本流程
工件
前处理
涂敷 检查修补 成品
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工程机械涂装技术研究
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提纲
一、工程机械企业涂装特点与重要性 二、工程机械典型涂装工艺 三、典型涂装设备 四、工程涂装行业面临的挑战 五、工程机械涂装体系的建立 六、工程机械涂装最新进展 七、涂装车间工艺与设备的管理维护 八、涂装与厂房公用系统的协调 九、涂装环保与劳动安全卫生 十、涂装相关国家标准和规范
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4.1工程涂装行业面临的挑战——成本与人力资源
➢成本压力：材料 成本、运行动力成本 、人工成本 ➢人力资源：工艺规划人员（内外结合可以解决）；
涂装技术人员； 设备维护人员； 有毒有害作业生产工人难招；
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4.2目前部分工程机械涂装存在的问题 (与先进水平差距）
➢ 涂装体系不健全，缺乏高水平的整体解决方案； ➢ 前期规划不合理，物流不顺：旧厂改造难以避免，但
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6.2涂装工艺与材料进展
阴极电泳涂料： 阴极电泳涂装现已发展到第七代，主要在泳透率、边角
防锈性能、颜基比、环保性能上进一步优化。但目前工程机 械从成本考虑，一般使用中低档涂料。
优点：提高利用率和内腔防锈性能，减少VOC排放。 粉末涂料
户外型耐候聚酯粉末：单层、底粉+面粉双层 优点：提高材料利用率，减轻VOC排放 与传统液体喷作相比，对前4处4 理要求较高。
➢ 环保及节能：作为企业的能耗大户，经济合理的方案可以达到性 价比最优。
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涂装车间物流示例
输送链
工艺行车
积放式悬 自行葫芦 挂输送机
立体滑橇 地面滑橇 地面移行机 储存库
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1.4工程机械企业涂装的地位
➢ 与备料、焊接、装配并列四大主要工艺，是机械工厂的重要组成部分。 ➢ 不仅作为一个车间或专业，输送线可以与各类储存组成，形成立体的
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1.3工程机械涂装重要性
➢ 产品质量上：外观形象的展示、企业总体制造水平的体现之一， 产品竞争 力因素之一。
➢ 生产工序上：（结构）承上启下（装配），物流输送方式决定了 工厂的现代化水平，并对总平面布置产生决定性影响。
➢ 建设过程中：对土建基础及公用系统不同方案子变化较大，如考
虑不周，将带来大量的更改，影响进度和造价；
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2.3典型涂装工艺流程——薄板件
酸水 中 水
特点：工件杂、品种多； 冷热板、型材都有； 有内腔； 部分非模具生产；
洗洗 和 洗
预脱 水水
表 磷 水 水 纯 电 超滤
脱
水
脂脂 洗洗
调 化 洗 洗 洗 泳 水洗
烘 套 烘面 中 干 色 干漆 涂
打 烘 纯 超滤 水
磨 干 洗 水洗
贴 强固 喷
➢ 日韩涂装体系：前处理采用机械除锈+手工擦 净，一般采用刮腻子工序。涂层防护性能稍差 ，装饰性好。
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三、工程机械典型涂装设备
化学前处理设备 喷抛丸设备 喷漆室 喷粉室 烘干室（固化炉） 输送设备 非标设备关注点
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3.1化学前处理
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喷淋式
槽浸式
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3.2 喷抛丸室
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5.1涂装体系内容
➢ 涂装五要素的概念
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➢ 体系路径
产品定位 涂层标准确定
涂装材料
涂装环境等级
涂装工艺 涂装管理
涂装环境 涂装设备
工艺及设备 管理
涂装工艺 涂装材料 工艺布置 设备选型设计
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5.2工程机械涂装体系建立的依据：
《工程机械涂装标准》：1年以上失光粉化、80/120μm（国内/出口） 《企业涂装质量标准》：应根据产品、零部件不同要求制订相应标准 相关专业要求：产品设计、工业设计 公司管理制度：验证及审核管理
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四、工程涂装行业面临的挑战
环保和能源压力 成本和人力资源压力 目前存在的问题
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4.1工程涂装行业面临的挑战——环保与能源
➢ 环保压力：前处理富营养化材料： VOC（挥发性有机化合物） 粉尘和固体颗粒
➢ 能源压力： 设备本身电力消耗（主机厂涂装容量占比约20%） 加热热源（主机涂装单元标煤占比约15%）
储存方式。 ➢ 在多数主机厂重视程度虽有提高，但不如汽车行业。
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二、工程机械典型涂装工艺
目前常用涂层体系 涂装前处理工艺比较 主要工艺流程及工艺布置 工艺路线比较
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2.1工程机械常用涂层体系
序号
前处理
底漆
中涂和面漆
备注
1
双组份环氧底漆 脂肪族聚氨酯面漆
聚氨酯底漆 丙烯酸改性聚氨酯面
丙烯酸改性聚氨酯
漆
机械式：
底漆
抛丸
2 化学前处理：
――
3 脱脂、（酸洗）、 阴极电泳底漆
磷化（或替代） 4
阴极电泳底漆
聚酯粉末涂料 聚氨酯面漆 聚酯粉末涂料
要求较高采用双层粉末 突破薄板件：如重卡车架
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2.2、涂装前处理工艺比较
➢化学前处理工艺 冷板与热板：是否酸洗问题 磷化替代技术：硅烷、锆盐 特殊材质：镀锌板、不锈钢
显缩孔
轻微桔皮或均匀一
致的纹理表面
20～80
≥90
按要求定做
100% 50㎏·cm
100% 40㎏·cm
100% 50㎏·cm
≥H
≥H
H-2H
2㎜
1㎜
6㎜
500h
240h
500h
900h --
--
500h
光泽保持率≥70% (1000h人工老化试验)
--
500h 极佳
良好无粉化
常温下耐酸3、6 碱、油，无显著变色及失光
结构件涂装线案例
结构车间
装配车间
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2.2典型涂装工艺流程——整机
分两类：一类是达到部件面漆化的产品；整机找补和精饰； 优点：减少总工时，减少车间面积； 节省成本和投资； 另一类是大型或特殊产品，整机调试后全面喷漆。
带来的问题：屏蔽工作量大，操作不方便； 需要的场地和设备更多； 整机周转量相对也大，积压资金更多。
配焊部位的应力腐蚀 配套件的质量缺陷与色差：材料及工艺差异 外露件的设计缺陷：发蓝热处理件
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2.4工艺路线比较
国内工程机械结构件涂装主要有两大涂装体系， 即欧美涂装体系及日韩涂装体系。
➢ 欧美涂装体系：前处理采用机械除锈+化学前 处理，一般不采用刮腻子工序。涂层防护性能 好，装饰性一般。
脱脂 （酸洗）
磷化 或转化
喷丸 抛丸
电 喷喷
泳 粉漆
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1.2工程机械涂装特点
➢ 整机种类繁多，即使单一产品，部件规格差别也较大，经常有多产 品共线情况 。
➢ 涂层质量要求：因多为户外使用，防护性要求大于装饰性要求。但 国内企业目前多数追求外观短期装饰性要求，忽视内在的防腐要求 ，主要表现在不重视前处理，仅关心涂层的出厂质量。
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整机精饰两种工艺布置方式
清洗区
电控间
电控间
更衣间
电热水器 厕所
变配电
空压站
(电控)
电控 材料间
喷漆
喷漆 喷漆 喷漆
(水旋) (水旋) 喷漆 喷漆 喷漆
喷烘
喷烘
单层彩板棚
抽屉式布置方式 一层平面布置图
优点：灵活； 缺点：投资大、
能耗高。
直线式布置方式
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整机精饰的其它注意点
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国际标杆企业的涂料配套情况：
1、美国：卡特彼勒、约翰迪尔 液体涂料：威士伯 醇酸 美国 平地机工厂2012年开始使用PPG产品 粉末涂料：阿克苏 聚酯粉末
2、日本：小松：重庆关西、上海立邦 底面合一单一 涂层
日立建机：上海立邦 环氧、醇酸底漆 丙烯酸改性聚氨酯面漆
3、韩国：韩国金刚化工：聚氨酯
➢ 涂装工艺未形成行业杨标准，工艺复杂、工序差别较大。目前工程 机械普遍采用部件面漆化涂装方式，部件涂装线差别较大。
➢ 涂装污染严重，环保性材料应用较少；涂装污染物的处理设施不全 ；生产成本相对较高。
➢ 与汽车涂装相比，企业工艺、设备管理水平相对较低，企业标准执 行不严谨，部分企业劳务外包，5 工人操作随意性强。
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5.3 涂装体系案例：
整机涂层厚度确定：某挖掘机企业标准：涂层厚度70 μm 美术漆的应用：某公司配重改用美术漆（锤纹漆），取消腻子， 并推广到汽车起重机 底面合一漆的应用：减少设备投资和运行成本； 罩光清漆的应用：提高涂层质量 国际 汽车行业做法：化学品总包管理制度、涂装一体化成品 控制制度、整体解决方案
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磷化： 脱脂
硅
水洗
表 调
磷 化
水洗
烷
转 化
无磷转化：
脱脂
水洗
水洗
HQ2000/8
与
传 生态环保 统
成本降低
磷 •不含磷；无COD/BOD
化 •不含铬、锰、镍等有害重金属 对 •无氮氧化物废气 比 •碳（CO2）排放降低
•不需加热 •水的消耗降低 •劳动力消耗降低 •新线投资降低：工序少；简易污水处理
优 势 工艺简化
增加效益
•无渣 •不需表调和钝化 •工艺维护简便 •多种金属可共线处理
•成膜时间短（30秒~2分钟） •清洁生产，废物处理显著减少
（废水、废渣、废气）
磷化替代技术的应用
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磷化后的工件
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硅烷化前后对比
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前处理辅助设施——节能减排的重要因素之一
油水分离器
加热换热装置
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5.4涂装体系建设解决的问题
正常生产情况下的工艺参数、设备运行参数检测； 正常供货的抽检制度； 解决生产中的涂装工艺专业问题，如缺陷分析、材料替代分析（降成
本或提升质量）等； 根据工艺需要成立临时工艺攻关小组，组织新工艺、新材料的试验及
推广准备（需要公司政策及试验设备支撑）； 按产品涂层质量要求，进行涂层体系设计及验证，既可用于新产品，
标 记 冷 1化3 粉
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前处理
底漆
打磨
电泳
打磨
面漆
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打磨
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2.3典型涂装工艺流程——结构件
脱水 磷 水 喷 固 强
脂洗 化 洗 粉 化 冷
抛喷丸
喷烘 底 漆 子 干磨
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工件规格差别较大， 通常建议分线；
喷粉目前主要用于挖 掘机、装载机
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和铝合金（工程机械较少涉及）
➢机械式前处理 抛丸：生产效率高、
丸料的选择 设备的高可靠性 后续化学处理
喷丸：针对小批量、超大件 生产效率低 劳动强度高、卫生条件差
材料选择 低温、环保、易处理
材料选择： 钢丸、钢丝切丸、钢砂
据英国ICI研究，涂层寿命受 3 方面因素制约：表面处理占 60%，涂 装施工 占 25%，涂料本身质量占 15%。
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3.3 喷漆室
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以水旋为主，其它有水帘、 文丘里、干式等。
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3.4 静电喷粉室
人工补粉
自动喷粉
除尘装置
主要品牌： 美国诺信 瑞士金马 德国瓦格纳尔
电控柜
供粉装置
技术特点：静电喷枪的上粉率（与粉末直接关系）、 快速换色、粉末回收、除尘2装5 置的合理配置
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3.5烘干室（固化炉）
也可用于现有生产工艺的改造和更新；
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努力成就第一
六、工程机械涂装最新进展
前处理工艺与材料进展 涂装工艺与材料进展 涂装设备进展 刮腻子问题 绿色设计的概念
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6.1、前处理最新进展
环保型前处理： 磷化替代——现有的研究工作主要集中在硅 烷化技术、锆盐处理技术的研发方面。
目前主要差别：膜外观、防锈性能（国标浸泡试验）
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涂层质量指标
项目
外观
光泽(600) 附着力
耐冲击性 表面硬度
柔韧性 耐水性 盐雾试验 耐候性
室外曝晒试验 (12个月)
耐化学品性
双组份环氧底漆 平整均匀
-100% 50㎏·cm ≥HB 1㎜ 240h
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阴极电泳底漆 丙烯酸聚氨酯磁漆
聚酯粉末涂料
平整光滑、无明 平整光滑、符合色差 亮丽平滑，允许有