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粉末涂料热熔射喷涂法

 
粉末涂料热熔射喷涂法
 
工作原理
 
压缩空气将粉末涂料从火焰喷嘴中心吹出,并以高速通过从喷嘴外围喷出的乙炔(或其他可燃气体)和氧气的
 
火焰区域,使其成为熔融状态喷射黏附到工件表面,火焰喷枪是火焰喷涂设备的的主要装置。被涂物需经预热
 
或是直接喷涂,取决于所用的粉末涂料品种以及喷涂后涂膜能否借助喷枪提供的热能达到的流平或交联固化。
 
火焰喷涂的主要设备和喷枪结构。粉末涂料熔射法主要设备是喷枪。三个流体从枪头喷出,粉末从枪头中心的
 
铜管喷出,同心圆环上的冷却空气喷出管主要防止枪身温度升高,使粉末在枪内不熔化。喷枪的外围是气体喷
 
出管,氧气-乙炔混合气体通过喷出管形成火焰喷枪,将粉末涂料熔融后喷涂到已经预热的被涂物表面,经流
 
平或交联固化成膜。一般被涂物的预热喷涂是采用火焰喷枪或焊枪将其预热到粉末涂料熔融温度以上,这样可
 
防止粉末颗粒遇冷降低黏度造成流平与黏附性能下降。
 
 
 
特点和应用
 
火焰喷涂法涂装设备简单,价格低廉,可在工作现场施工操作,适于大型工件及室外施工;一次喷涂可得到较
 
厚涂膜;不需要烘炉,因此食欲大型工件的涂装和维修;可在100%的相对湿度和低温环境下施工。
 
缺点为此法操作较难控制;涂膜厚度不易控制,涂层厚薄不均匀;施工中粉末飞扬严重,需在现场设置吸尘装
 
置,粉末损失大;喷涂过大工件或形状复杂工件时,较难控制质量;涂层易氧化;施工中温度不易控制。
 
火焰喷涂法中使用的粉末涂料主要是热塑性粉末涂料,如乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯、聚酰胺(尼
 
龙)、含氟树脂等,这些树脂熔融温度和分解温度相差比较大,涂层性能好。常用的热固性粉末涂料为快速固
 
化环氧粉末涂料。
 
火焰喷涂法常用于化工设备、化工池槽、机械零件涂装或修补,用作防腐蚀涂层。耐磨涂层和一般装饰性涂层
 
,也可以用于对静电喷涂管道或流化床浸涂大工件出现的弊病进行现成修补以及喷涂钢管的接口、大型储槽的
 
内壁涂装或户外耐久性构造物、桥梁等的涂装和修补。
 
 
应用实例
 
尼龙-1010粉末涂膜耐磨性、硬度、抗冲击性能较好,且具有良好的隔热、隔声和绝缘等性能。因此在船舶工
 
业中得到广泛应用,手柄、垫块、罩壳和叶轮零部件等已采用火焰喷涂尼龙-1010粉末涂料,同时也可对磨损
 
零件进行喷涂修补,喷涂后的零件进行车  铣 磨等机械加工即可获得合格产品。
 
1.喷涂设备
 
喷砂机;预热设备:电热鼓风箱;氧-乙炔焰;冷水槽:工件能全部迅速浸入槽内为宜;气瓶:二氧化碳气瓶
 
,输出压力为0.05mpa,用作输送粉末及冷却保护;氧气瓶,输出压力0.2MPa;乙炔瓶。输出压力0.05Mpa;火
 
焰喷枪:枪头不积粉,出粉畅通,操作方便,粉末损失少;供粉桶;加热器:co2从固态到乞讨需吸收大量热
 
能,所以在二氧化碳出口处的压力调节阀前装一个加热器;辅助用具:半导体测温仪、钳子、点火枪、筛网和
 
防护用品等。
 
常用喷涂装置有SHP-A和FSP-2塑料火焰喷涂装置。QT-PPS-5型手提式高效火焰喷塑机和多功能火焰喷涂装置既
 
能喷涂高熔点陶瓷粉末,又能喷涂金属合金粉末和低熔点塑料粉末。
 
国内火焰喷涂设备与国外相比,最大差距在于施工效率。国内设备一般施工速度为8-10m2/h,而美国的火焰喷
 
塑设备施工速度可达18-36m2/h。
 
目前对火焰喷塑设备的操作大多是手工进行的,因此涂膜的均匀性主要取决于操作人员的熟练程度,如果采用
 
微机自动控制喷涂速度,即可获得均匀涂膜。
 
 
近年研制出无火焰的新型塑料热喷枪,以普通燃气为热源,利用燃气产生的热气流以对流换热方式直接对塑料
 
粉末进行加热,而喷枪外部无明火,塑料粉末不与火焰接触。该工艺的最大特点是温度温和可调,可使塑料粉
 
末均匀熔化,避免过热或温度不足,因此现场施工可获得均匀的涂膜。
 
国外用EVA特殊塑料粉末,工件不预热即可进行火焰喷涂,使喷涂大型钢结构工艺大为简化,但因粉末价格昂
 
贵,应用受到限制。国内的研究方向是先在基材表面喷涂一层DQ-10氨基树脂底漆,底漆干燥后即可在其表面
 
进行火焰喷涂
 
2.喷涂工艺
 
粉末涂料熔射法的工艺流程如下:表面处理-预热-熔射喷涂-淬火-机械加工-产品
 
粉末处理:尼龙粉末粒度在80目以上,使用前必须进行烘干,否则涂膜会出现气泡;为提高涂膜性能,可在粉
 
末中加入各种改性剂,如加入5%二硫化钼,可使涂膜耐磨性提高30%,加入各种颜料可增添涂膜美观性。
 
 
3.工件前处理
 
除油:以氧-乙炔火焰局部灼烧除油,也可以清洗液除油;表面处理:喷砂处理最为理想,可使关键表面粗糙
 
,增大涂膜与工件间的接触面积,提高涂膜的附着力;屏蔽:不需喷涂的表面用石棉布遮盖。
 
4.工件预热(一般工艺均要求预热)
 
工件预热与尼龙粉末品种有关,使用尼龙-1010粉末的工件预热温度为270°C左右,保温时间视工件壁厚和数
 
量决定,每炉一般2-3h.
 
5.喷涂   先将各气瓶调节至所需压力范围,检查出粉是否畅通,再打开氧-乙炔气开关,调整火焰后即可喷涂
 
,涂膜厚度不超过1mm,要求产供销一次喷涂完成。
 
6.淬火
 
将喷涂好的工件立即投入冷水槽(应在涂膜尚未凝固前)进行。当前改进的新型火焰喷枪不断问世,正在逐步
 
克服大型或形状复杂工件喷涂涂膜不均匀及粉尘飞扬等缺点,其应用领域也将逐步扩大。