1 前言

為了滿足用戶的需要，生產出來的鋁材一般經過表面處理才能投放市場。鋁材的表面處理方法，當前有以下3種：

(1)陽極氧化，20世紀50年代已引入鋁合金門窗，至今仍是鋁門窗方面常用的表面處理措施；

(2)陽極氧化后電泳丙烯酸樹脂，日本在20世紀60年代已商品化，歐洲到70年代開始使用，目前還主要在亞洲地區應用。該技術當前已由透明光亮膜發展到無光透明膜和彩色膜，品種更趨多樣化，工業控制和產品質量都比較穩定；

(3)化學轉化處理后靜電噴涂包括靜電粉末噴涂和靜電液相噴涂，靜電液相噴涂氟碳樹脂在20世紀60年代，美國已實現商品化。而靜電粉末噴涂熱固性聚酯涂層，60年代末在歐洲已實現商品化，當前仍是歐洲各國占優勢的表面處理手段。

時至今日，單一陽極氧化的鋁門窗在國內外市場均明顯縮小，日本青睞于電泳涂層，白色電泳涂層發展很快，并在歐洲得到應用。靜電粉末噴涂以其色彩多樣、控制方便、環境保護、性能優良等原因，已成為歐美的首選表面處理方法。近年來靜電粉末噴涂市場在我國也在迅速擴大之中，至今在鋁型材表面處理中占有50%以上的份額。

2 靜電粉末噴涂技術

2.1 工藝原理

靜電粉末噴涂首先要有生產直流高壓的靜電發生器，以及將粉末噴射出來并將使粉末霧化的噴槍、供粉系統和粉末回收系統。被噴涂和工件應接地為正極、噴槍出粉口處接有放電針槍內產生的負高壓通過放電針就會產生電暈放電現象。此時帶負電荷的粉末微粒在靜電和壓縮空氣氣流的作用下，到達工件表面，由于靜電力吸引，使粉末均勻地吸附在工件表面時間不會脫落然后工件進入固化爐流平固化，控制好濕度或時間，最后形成緊密地并和工件結合牢固地均勻光滑致密地涂層。

2.2 工藝流程

粉末靜電噴涂加工材質為金屬器件的內外表面及各種金屬管件的內外表面，主要工序為：

前處理→ 噴涂→工件固化 →工件檢驗→包裝入庫。

3 主要設備及參數

為了能獲得良好的噴涂效果，需要對各噴涂設備進行調試，設定優化的工藝參數，某鋁材廠的噴涂設備工藝參數如下表1所示：

表1  鋁型材噴涂工藝主要參數

3.1 噴涂主機

噴涂主機包括高壓發生器、噴槍、供粉桶、控制系統，主要作用使粉末涂料霧化均勻，吸附于金屬工件表面。

高壓靜電發生器主要作用是產生高壓電荷，與零電位的工件產生電位差，形成粉末涂料微粒吸附的主要動力。正常工作時將噴槍高壓調整到45—50KV即可使粉末涂料良好吸附（工件懸掛裝置應接地良好，R≤4歐姆），如第二次補噴，電壓可調到60—70KV（或預熱工件后噴涂），否則不易上粉。

工作時工件離噴頭的距離應保持在120—180mm之間為易，如果距離工件太近易短路打火，造成涂層表面有擊穿點，影響涂裝效果；距離太遠不易吸附上粉。噴涂時一定要保持槍與工件平面垂直，前后移動速度均勻，速度為0.1米/秒左右，上下間距不留空檔，不過噴和漏噴。

3.2 噴室

一般噴室內應形成0.05—0.09Mpa左右的負壓，噴室開口處空氣流速應控制在0.5—0.6m/秒。

3.3 回收系統

噴槍噴出的粉末除一部分吸附到工件表面上(一般為50％～70％)外，其余部分自然沉降。沉降過程中的粉末一部分被噴粉棚側壁的旋風回收器收集，利用離心分離原理使粒徑較大的粉末粒子(12μm以上)分離出來并送回旋轉篩重新利用。

3.4 輸送系統    

輸送系統主要包括輸送鏈和運貨車等。大型自動化噴涂生產線采用懸掛式輸送鏈較多，直接將工件送到噴室，噴涂完成后直接送到固化爐內，操作工人只負責掛貨、卸貨。這類輸送鏈要求調好電機轉速，達到固化時間20分鐘，同時在噴涂時有足夠的時間。輸送鏈潤滑良好傳輸平穩是保證有良好涂層的關鍵，必須采用耐高溫潤滑劑(二硫化鉬或耐高溫鈣基潤滑脂)，小型生產線常采用手動操作，噴涂后掛于運貨小車上推入固化爐。此時運貨小車要求運輸平穩，推動方便，高低適合于懸掛工件即可。

3.5 固化裝置

一般靜電粉末涂料要求180℃±5℃的環境中，固化20分鐘才能達到充分固化的目的。固化爐中為了保持溫度均勻一般還要有熱風循環裝置。熱風循環裝置一般應該在固化爐中溫度高于150℃時才開始循環。固化爐一般配有自動控溫儀，自動計時儀和到時報警裝置(通過式固化爐只配有自動恒溫裝置，靠輸送鏈運行速度確定固化時間)。對于厚壁工件或鑄鐵工件，由于其熱容量大，必須適當升高固化溫度才能達到正常的固化效果(鑄鐵件一般在預熱至200℃,噴塑固化時采用190---210℃左右，約30分鐘的固化條件)。

3.6 空氣壓縮機

空壓機是產生壓縮空氣的唯—設施，雙槍噴涂要選擇氣量為0.76m?／min或更大的空壓機。產生的壓縮空氣輸出氣壓0.4—0.6Mpa為易。

4 生產實踐中存在的問題

粉末涂裝是近代涂裝工業領域的一項新技術、新工藝，也是我國重點推廣的新技術之一，應用于家電產品及其它領域，優越性十分明顯。粉末涂裝是高防護、高裝飾的涂裝方法，要得到滿意的涂裝效果，就必須對影響涂裝效果的因素加以控制。   

在粉末涂裝過程中，由于環境因素、涂裝設備、操作工人因素及前處理效果的影響而導致的不合率達到80-90%，而粉末涂料自身因素只占10-20%，如果不能正確識別產生弊病的根源，很可能使生產無法正常進行，給企業帶來重大的損失。根據這些年我在生產的實踐經驗和體會，下面就粉末裝過程中易出現的弊病及解決對策介紹如下，供參考使用。

表2  產品常出現的問題及解決辦法

5 結束語

本文主要闡述了鋁型材靜電粉末噴涂的原理，工藝的控制，在生產過程中產品出現缺陷的原因以及解決辦法。靜電粉末噴涂具有工藝簡單，成品率高，能耗比陽極氧化與電泳明顯降低，對水、大氣的污染程度也比其它表面處理輕，從國家環保政策方面來看，靜電粉末噴涂將是是鋁材表面處理的發展方向；從工藝本身來看，它又具有相當高的科技成分，調配顏色各異的涂料，產生不同色系的裝飾效果，符合室內裝飾的需要，特別是噴涂鋁型材與隔熱斷橋的聯合使用，更具有時尚的潮流，是其他處理方式生產出來的鋁型材所無法替代的。