粉末静电喷涂的基本原理

粉末静电喷涂的基本原理
静电发生器通过喷枪口的电极针向工件方向的空间释放高压静电（负极），该高压静电使从喷枪口
喷出的粉末和压缩空气的混合物以及周围空气电离（带负电荷），工件经过挂具通过输送链接地，这样就
在喷枪和工件之间形成一个电场使粉末在电场力和压缩空气压力的双重震动下到达工件表面，依靠静电引
力在工件表面形成一层均匀涂层。

三、粉末静电喷涂工艺流程
工件预处理是为了增加金属基体与涂层的结合力。

表面处理的质量直接影响涂膜的质量和寿命。

其处理有机械和化学方法。

粉末涂装的预处理一般包括除锈、脱脂、化学磷化或钝化等过程。

四、喷涂中可能遇到的问题及相应解决措施
现象原因解决方法
1.粉末不吸向工件无高压或接地不良检查喷枪、调整电压，清理接地点工件夹具
2.工件上粉量不足喷枪出粉量不足，供粉管道受阻调整电压，清理或调整供粉管道
3.涂膜光泽不足或褪色烘烤时间过长，温度过高，或有其他容剂
气体
缩短时间，调整温度，消除外部气体
4.涂膜有缩孔、针孔表面处理不当，除油不净，或气源受污染,
压缩空气除油不彻底
检查、纠正工件表面处理，使清洁干燥，经常排
放油水分离器的放水闸或设多级油水分离器，操
作区内不应有溶剂气体
5.涂膜附着力和机械强度不足主要原因为固化温度不足或时间不够，或
表面处理不当，或涂膜过厚，或严重烘烤
过度
严格控制技术指标所规定的时间和温度，并注意
涂膜的厚度
6.涂膜上有异物喷枪、喷涂室或回收系统以及涂装车间、
烘道等卫生不洁或预处理不当
搞好环境卫生，保持清洁，严格检查预处理工作
质量
一、粉末消耗的影响因素：
1、粉末的质量：质量好的粉末每公斤喷涂7—10m²，质量差的粉末只喷4—6m²，几乎差一半，但价格差不了一倍。

2、涂层厚度：一般情况下平光粉喷涂厚度50—80μm，桔纹粉喷涂厚度70—120μm。

当然涂层越厚消耗粉末量越大，而且在箱柜内部涂层太厚时，上粉率下降，过剩粉堆积也越多。

一般单位没有涂层测厚仪，按习惯感觉很难讲清真正的涂层厚度。

3、设备：无正常的回收设备，粉尘外溢或抛洒损失大，喷枪上粉率低，凹槽
难上粉，特别是箱柜壳体件，堆积在箱体内的粉末随工件带走。

二、前处理液的消耗：
1、前处理液的品质：
前处理液的质量不仅影响产品的磷化质量而且直接影响生产成本。

有时不能单从售价来选，要看它实际使用时的配比和实际效果。

比如1/10的磷化液和1/20的磷化液每公斤售价肯定差异很大，实际使用的效果和消耗量才是选用的最终依据。

2、工件的积液和槽体的窜液：
工件的结构差异很大，特别是有些成品工件处理时，不管是槽浸还是喷淋都必须认真考虑工件离开溶液后尽可能减少带走槽液。

这就需要根据工件结构打工艺孔，调整工件倾斜位置或改变工艺过程。

带走槽液还会形成窜液，严重影响槽液质量和处理效果，甚至引起槽液很快报废。

喷淋线必须有足够的过渡段并认真考虑工件的吊挂形式。

特别是较长工件要防止直接导液，
（将这一槽的溶液沿工件直接导入另外一个槽）。

槽浸式工艺必须防止盲孔内积液。

三、能源消耗的影响因素：
粉末喷涂的能源消耗有三处：一是槽液的加热，二是前处理工件的水份
烘干，三是粉末固化。

主要能源消耗是固化，现分别讨论如下：
1、槽液加热：现绝大部分单位都直接选用常温前处理剂，原来那种中温脱脂、磷化已很少选用。

常温处理只有北方地区环境温度低于5ºC时为提高生产效率才在脱脂槽采取加热措施，所以这部分能耗在生产成本中比例不大。

2、前处理工件的干燥：前处理后的工件如不及时干燥会出现返锈，生产量较小的企业往往采用太阳晒干或自然常温干燥，也是一种节能的办法。

关键是工件必须散开，不能堆放在一起。

生产量较大的单位，常采用烘干的方法，工艺温度一般在120ºC左右。

这种方法有一个误区，有些人将湿工件堆放在烘箱内，关闭烘箱门一味靠温度来干燥，结果干燥速度慢，且工件在湿热条件下更容易返锈。

我们知道水份蒸发的影响因素是：温度、面积、空气流通速度。

比如我门晒衣服，夏天的温度虽然很高，但天气闷热，空气中湿度很大衣服干得
并不快，而气温不高风大衣服展开却干得快。

所以烘箱干燥要靠提高循环风速，散开工件并定期开门排放水蒸气提高干燥速度。

另外也有根据工件结构特点，前处理槽最后一道工序采用热水洗，工件出槽后用工件余热自身干燥，不过这种方法能耗较高。

3、粉末固化的能源消耗：
粉末固化时需要温度较高（180ºC±5ºC），工艺时间较长（20分钟）是
粉末涂装的主要能源消耗点，也是涂装的主要生产成本之一。

其影响因素主要以下几点：
①能源种类：现在粉末固化采用的能源有电加热、油加热、天然气加热、
燃煤加热等，企业首先考虑的是经济费用，但能源的选择是一个综合因素：一是资源条件，二是管理的方便性，三是环境及政策法规，四是产品的附加值。

几种能源的单位价格比较：
类别热值现行参考价现有设备转换效率每1000千卡价格
电860千卡/度0.65元/度100% 0.76元
柴油10200千卡/公斤5元/公斤80% 0.61元
天然气8500千卡/m³ 1.75元/m³ 85% 0.24元
烟煤7000千卡/公斤0.35元/公斤35% 0.14元
从以上比较来看电加热的单位成本价格最高，有些不是自用变压器而是转供电的用户，价格更高。

但电加热优点是管理使用方便，不更换现有供电设备时投资较低，适用于烘箱功率较小，产品附加值高的产品。

柴油比电单位价低20%，在烘箱容量较大供电容量受限时有同样的方便性，也符合环境及环保法规的要求。

天然气是洁净能源中性价比最好的能源，但一般企业往往没有资源条件。

燃煤是价格最低的能源，仅相当于电价的1/5，所以被现在大部分小规模企业所选用。

但它的最大问题是使用管理不方便，存在生火、封火，原料堆放，煤灰清运等麻烦。

特别受环保法规和地区的限制。

如果烘箱小于15m³不值得使用：
②生产效率：单位时间内产出的成品越多，单位面积的能耗成本就越低，这是一个共识。

生产效率的高低决定于设备结构和性能，工件转移是否方便等。

人为因素主要决定于管理方法、技术水平和报酬政策。

这里有个误区，有些企业烘箱作得很大，但只配一套推车，上班后开始喷涂并向推车上挂件，挂满后推入烘箱开始升温到180ºC，保温20分钟，开门等待工件冷却后卸件。

这样一个班只能烘2炉工件，根本谈不上生产效率也谈不上节能。

如果该改用2套推车交替进炉，连续生产，一个班最少可生产8炉，可大幅度降低能耗。

这和咱们煮面条、蒸馒头一样，锅开了用凉水直接下面条、蒸馒头是作不好面条和馒头的。

常温进炉烘烤这种工艺烘烤的工件色差大涂层质量也不好。

另外从管理方面讲，完成任务多少与员工经济收入不挂钩，以及不能根据工件特点调整工艺时间都是造成能源成本高的原因。

③设备结构影响：粉末固化设备有箱式炉、全桥烘道、半桥烘道、直通烘道，从我们制造设备的经验数据来看，同样的空炉升温时间配置热功率不一样，箱式炉3KW/m³，全桥烘道2.5 KW/m³，半桥烘道2KW/m³，直通烘道3.5 KW/m³。

箱式炉还是在门封闭的情况下试验，开门时产生影响还会更大些，直通烘道尽管出口加风幕机，但热损失是最大的。

另外有些人喜欢将烘箱作大，认为烘箱大产量大，我们认为箱式炉制作时应考虑两条：一是最大工件能进去，二是和喷涂速度配套。

一把枪喷涂简单工件平均每分钟1.5m³，扣除上下件时间，有效喷涂时间只有10多分钟。

打个比方：只有一个人包饺子，你烧一个再大的锅也不能多煮出饺子，反而费能源。

炉子作的
再大，喷不出工件，只能白白消耗能源，另外从结构上讲，烘箱宜长不宜宽，烘箱门不要太大，才能减少开门时的热损失。

另外，保温层120mm为宜，过厚增加成本，保温材料容重密度要保证。

④提高一次合格率：返工一是费粉末，二是费能源，三是费工时，四是影响产品质量。

工件喷涂后进炉前认真检查补喷，减少返工是最重要的节约手段。

⑤新材料：粉末厂家提供固化温度低的粉末是大家的期盼，也是对社会的贡献。

四、我厂三年来粉末涂装耗材报表汇报给大家供分析参考
材料（钢板每平方米）消耗对比表
名称消耗粉末油漆公斤消耗前处理液公斤消耗电费度消耗柴油或气公斤或立方米费用合计元喷涂面积/每公斤粉末处理面积/每公斤前处理液
04年数量0.13 0.04 0.16 7.69/Kg 25m²金额2.40 0.36 0.13 0.53 3.42
05年数量0.14 0.03 0.12 33.3m²增长率（-节约）% 13.29 -34.90 -27.50 7.14/Kg 金额2.96 0.25 0.14 0.54 3.89 增长率（-节约）% 23.30 -31.53 1.51 06年数量0.11 0.03 0.10 33.3m²增长率（-节约）% -24.65 0.00 -15.38 9.09/Kg 金额2.25 0.25 0.16 0.17 2.83 增长率（-节约）% -24.09 0.41 -67.84
2005年全年消耗钢材1923.91吨，喷涂面积为548898.39平方米
2005年全年消耗粉末78009.10公斤，金额1627153.60元
2005年全年消耗前处理液14791.6公斤，金额135260.30元
2005年全年消耗柴油63989.17公斤，金额295243.15元
2006年全年消耗钢材2297.64吨，喷涂面积为620042.57平方米
2006年全年消耗粉末66557.10公斤，金额1395464.13元
2006年全年消耗前处理液16665.5公斤，金额152861.50元
2006年全年消耗天然气61423.95立方米。

金额107491.74元
从以上财务统计报表分析得出以下几点看法：
1、粉末是涂装耗材的重头，选择质量好的粉末，控制适当的涂层厚度，减少浪费和返工是控制粉末消耗的有效方法。

05年我单位涂装成本高的原因是除粉末涨价因素外主要是涂层厚度控制不好。

2、从2006年元旦我们将燃油改为天然气，虽一次性投资花了15.8万元，但是在产量增加24%的情况下，燃料这一项节省了18.775141万元，降低了63.6%。

3、勤算帐、心里亮；常分析、找原因；多改进、能省费。