農(nóng)機(jī)產(chǎn)品鋼鐵件涂裝工藝設(shè)計(jì)

黃 健

(江西省機(jī)械工業(yè)情報(bào)所，江西 南昌 330002)

農(nóng)業(yè)機(jī)械是機(jī)械行業(yè)的細(xì)分子行業(yè)，涉及面廣泛，是種植業(yè)、畜牧業(yè)、林業(yè)和漁業(yè)等生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中動(dòng)力機(jī)械和作業(yè)機(jī)械的總稱[1]。農(nóng)機(jī)行業(yè)是為農(nóng)業(yè)建設(shè)提供技術(shù)裝備的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),多年來(lái)，每年的中央一號(hào)文都是關(guān)于農(nóng)業(yè)的，尤其是近3年來(lái)從國(guó)家戰(zhàn)略高度，提出農(nóng)業(yè)全程機(jī)械化生產(chǎn)，給農(nóng)機(jī)化工作者指明了努力的方向。這些年中國(guó)農(nóng)機(jī)市場(chǎng)發(fā)展形勢(shì)良好，中國(guó)農(nóng)機(jī)行業(yè)已經(jīng)過(guò)了所謂的黃金十年，十年間我國(guó)主要糧食耕種農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平從30%升到了70%，2012年農(nóng)機(jī)裝備的總產(chǎn)值超過(guò)了3300億元，這跟我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展是同步的[2]。從國(guó)家農(nóng)業(yè)化發(fā)展的整體形勢(shì)來(lái)看，現(xiàn)在整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式已經(jīng)由原來(lái)以人處理為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詸C(jī)械化作業(yè)為主，中國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化已經(jīng)進(jìn)入了加快發(fā)展、質(zhì)量提升、結(jié)構(gòu)改善、領(lǐng)域拓展的新階段，但也面臨著新時(shí)期怎么轉(zhuǎn)變發(fā)展的問(wèn)題，特別是面對(duì)新的轉(zhuǎn)型時(shí)期，農(nóng)機(jī)制造企業(yè)要生產(chǎn)更多適應(yīng)農(nóng)機(jī)化發(fā)展的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品，提升農(nóng)機(jī)行業(yè)的創(chuàng)新能力，提高綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。無(wú)論怎么創(chuàng)新，創(chuàng)品牌是關(guān)鍵，產(chǎn)品的質(zhì)量是第一的，而涂裝是農(nóng)機(jī)產(chǎn)品制造中的重要工藝之一，涂裝質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量、外觀和經(jīng)濟(jì)效益。

涂裝俗稱“涂漆”或“油漆”，機(jī)械產(chǎn)品的涂裝是機(jī)械生產(chǎn)中不可缺少的重要工序，它既是保護(hù)產(chǎn)品免遭腐蝕的重要方法，又是裝飾美化產(chǎn)品、增強(qiáng)產(chǎn)品外觀的一種重要手段。涂裝的主要功能是保護(hù)作用，即保護(hù)被涂物，使其免受周圍介質(zhì)的侵蝕，起防腐蝕、抗老化和耐各種介質(zhì)的作用[3]，由于農(nóng)機(jī)產(chǎn)品量大面廣，一般都是在惡劣的環(huán)境下工作，腐蝕因素比較復(fù)雜，其中鋼鐵件涂裝的主要目的是使農(nóng)機(jī)產(chǎn)品(如：拖拉機(jī)、插秧機(jī)、灌溉機(jī)、播種機(jī)、收割機(jī)、谷物烘干機(jī)等)具有較好的耐腐蝕性，以延長(zhǎng)其使用壽命，提高產(chǎn)品的質(zhì)量及價(jià)值。

一、涂裝生產(chǎn)的性質(zhì)和特點(diǎn)

農(nóng)機(jī)產(chǎn)品鋼鐵件涂裝生產(chǎn)的主要工序有涂裝前表面預(yù)處理和涂裝涂料兩道工序。在其生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常散發(fā)出有害氣體(如：酸霧、有機(jī)廢氣)；并排出大量需處理的廢水(如：酸、堿廢水)；如果采用粉末噴涂，當(dāng)粉末濃度超過(guò)爆炸極限的下限值時(shí)，會(huì)有爆炸危險(xiǎn)；如果采用含有有機(jī)溶劑的涂料，其溶劑閃點(diǎn)較低時(shí)，具有火災(zāi)危險(xiǎn)；涂裝涂料時(shí)，在涂裝室水槽中加入漆霧凝聚劑，還存在漆渣等固體污染。雖然環(huán)境友好型、資源節(jié)約型水性涂料是國(guó)家發(fā)展改革委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》(2013年修訂版)中的鼓勵(lì)發(fā)展產(chǎn)品，但水性涂料因其在硬度、豐滿度、耐久度、施工等方面達(dá)不到要求，以及高成本等因素，使得水性涂料市場(chǎng)在國(guó)內(nèi)發(fā)展緩慢，傳統(tǒng)涂料的性價(jià)比顯然更高。所以，一般涂裝場(chǎng)地是容易產(chǎn)生大氣污染、廢水污染、固體污染和爆炸及火災(zāi)危險(xiǎn)的場(chǎng)所，生產(chǎn)過(guò)程中一定要注意防火、防爆、防腐、防污染，加強(qiáng)通風(fēng)，從而保證生產(chǎn)場(chǎng)地安全及衛(wèi)生需要。

二、涂裝工藝

涂裝工藝是農(nóng)機(jī)產(chǎn)品鋼鐵件生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵的工藝之一，其工藝過(guò)程包括涂裝前的表面預(yù)處理過(guò)程和涂裝涂料過(guò)程兩大部分。鋼鐵件在加工、運(yùn)輸、存放等過(guò)程中，其表面往往會(huì)帶有氧化皮、鐵銹、制模殘留的型砂、焊渣、塵土以及油和其他污物，為了獲得優(yōu)質(zhì)的涂層，鋼鐵件的表面處理工作必不可少。否則，不僅影響涂層與基體金屬的結(jié)合力和抗腐蝕性能，而且還會(huì)使基體金屬在即使有涂層的防護(hù)下，也會(huì)繼續(xù)腐蝕且使涂層剝落，從而影響產(chǎn)品的機(jī)械性能和使用壽命[4]。因此，涂裝涂料前的表面預(yù)處理，是獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的防護(hù)涂層、延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命的重要保證和措施。經(jīng)過(guò)表面預(yù)處理后的被涂物，應(yīng)盡快涂裝涂料，使產(chǎn)品表面獲得一層良好的涂層，以保護(hù)產(chǎn)品表面，并使之具有一定光澤、飽和度、鮮映性和裝飾性。

(一)表面預(yù)處理過(guò)程

鋼鐵件表面預(yù)處理工藝的選擇取決于鋼鐵件表面污垢的特性和臟污程度。為提供良好的產(chǎn)品表面，提高涂料的附著力，涂裝涂料前對(duì)鋼鐵件表面預(yù)處理的要求是：無(wú)油污及水分；無(wú)銹跡及氧化物；無(wú)粘附性雜質(zhì)；無(wú)酸、堿等殘留物；被涂物表面有一定的粗糙度。表面預(yù)處理的方式有浸漬式、噴淋式和半浸半噴式。農(nóng)機(jī)產(chǎn)品鋼鐵件表面預(yù)處理，大多采用槽子浸漬式和懸掛噴淋式處理。其表面預(yù)處理典型工藝為：熱水洗→脫脂(除油)→冷水洗→酸洗(除銹)→冷水洗→中和→冷水洗→(表調(diào))→磷化→冷水洗→冷水洗→純水洗。

(二)涂裝涂料過(guò)程

鋼鐵件經(jīng)過(guò)表面預(yù)處理后進(jìn)入涂裝涂料階段，不論是涂裝哪種涂料，都必須注意控制涂裝前后的相關(guān)工序，如瀝干、流平、干燥、冷卻等工序，否則會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

1.瀝干—在表面預(yù)處理后，應(yīng)將其表面所帶水份瀝干，以免其表面產(chǎn)生水漬，影響附著力，一般約需10分鐘。

2.流平—涂裝涂料后，涂層達(dá)到均勻平滑所需的時(shí)間(防止表面出現(xiàn)流痕不均勻現(xiàn)象)，一般控制在5-10分鐘。

3.干燥—涂層的干燥在目前還是涂裝涂料過(guò)程中不可缺少的工序。涂層只有經(jīng)過(guò)干燥以后，才能與被涂物表面緊密粘連，不致脫落，同時(shí)，涂層經(jīng)過(guò)干燥后，也具有一定的硬度和強(qiáng)度，經(jīng)得起摩擦，并且具有一定的彈性，不容易開(kāi)裂，最終達(dá)到保護(hù)產(chǎn)品、防止金屬腐蝕和裝飾性的目的。干燥時(shí)間視具體的涂料而定。

農(nóng)機(jī)產(chǎn)品鋼鐵件所使用的涂料一般有硝基磁漆、自干型醇酸樹(shù)脂磁漆、過(guò)氯乙烯樹(shù)脂磁漆、氨基醇酸磁漆、熱塑性丙烯酸樹(shù)脂磁漆和熱固性丙烯酸樹(shù)脂磁漆等，二十世紀(jì)90年代以來(lái)，為減少涂料廢氣排放量，開(kāi)始研究探索和采用水性涂料。現(xiàn)在已經(jīng)在車橋、變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、傳動(dòng)軸、油箱、減震器及農(nóng)機(jī)農(nóng)具等多種部件的涂裝生產(chǎn)中成功地應(yīng)用了水性涂料[5]。

4.冷卻—如果是經(jīng)過(guò)烘干室烘干的鋼鐵件，需要一段時(shí)間的冷卻時(shí)間，使產(chǎn)品溫度降低以適應(yīng)下一道工序的要求。一般采用自然冷卻，薄板件15-20分鐘，厚板件要25分鐘以上的時(shí)間。但是在大量流水線涂裝生產(chǎn)中，冷卻時(shí)間太長(zhǎng)，而且生產(chǎn)占地面積也太大，所以常采用強(qiáng)制冷卻，即吹高速冷風(fēng)使其冷卻，時(shí)間8分鐘左右。

(三)涂裝涂料的方法

刷涂法在幾十年前可以說(shuō)是一般常用的方法，為了適應(yīng)現(xiàn)代的生產(chǎn)和技術(shù)及現(xiàn)代涂料涂層的種種要求，現(xiàn)在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品鋼鐵件涂裝工藝方面，根據(jù)不同情況，常采用以下幾種涂裝方法：

一是浸涂。浸涂也是涂裝工藝中的一種傳統(tǒng)方法。是將鋼鐵件浸沒(méi)于涂料中，利用涂料的粘附性使其表面粘附上一層涂料，取出后再滴漆，并經(jīng)干燥形成漆膜，如果使用溶劑型涂料，易引起火災(zāi)，所以此法現(xiàn)在一般用于水溶性涂料。

二是電泳涂漆。電泳涂漆則比浸涂?jī)?yōu)越多了，但更加適用于高生產(chǎn)率、高質(zhì)量的生產(chǎn)線。水性涂料采用電泳，可以達(dá)到有控制的厚度均勻的涂層；能得出沒(méi)有流動(dòng)紋、針孔等良好涂層表面，能夠覆蓋所有的邊角部分，并滲入到縫隙中，而且內(nèi)表面也可涂覆到；涂料損耗少而涂層更加耐久；涂料用水稀釋，無(wú)火災(zāi)隱患，生產(chǎn)安全。

三是噴涂。噴涂是涂料施工中使用最廣泛的方法。這是因?yàn)閲娡糠ú粌H速度快、生產(chǎn)率高，適用于各種形狀的大小鋼鐵件，便于組織自動(dòng)化生產(chǎn)，而且容易獲得均勻、光滑的涂層。其類型有以下幾種：

1.空氣噴涂—熱噴涂和冷噴涂；

2.高壓無(wú)空氣噴涂—熱噴涂和冷噴涂；

3.靜電噴涂—液體涂料噴涂和固態(tài)粉末涂料噴涂；

4.自動(dòng)噴涂機(jī)和機(jī)械手噴涂。

以上所概括的各種涂裝方法和類型，對(duì)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品鋼鐵件而言，不同的涂裝方法具有不同的特點(diǎn)，適用于不同的生產(chǎn)批量、不同的產(chǎn)品形狀和不同的涂層要求，具體選擇涂裝涂料的方法時(shí)應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)：

(1)鋼鐵件的規(guī)格、大小和形狀；

(2)鋼鐵件的使用條件；

(3)涂料的性能；

(4)對(duì)涂料質(zhì)量的要求；

(5)涂裝的生產(chǎn)組織與規(guī)模；

(6)涂裝環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效果等。

三、結(jié)束語(yǔ)

1.在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品鋼鐵件涂裝過(guò)程中，鋼鐵件的表面預(yù)處理工藝對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量有著非常大的影響。因此，每道工序所用的化學(xué)配方，都應(yīng)仔細(xì)地選擇。

2.根據(jù)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的性能及市場(chǎng)不同的要求，鋼鐵件涂裝需使用不同的涂料，隨著涂料的生產(chǎn)設(shè)備和工藝的變化，相應(yīng)地涂裝設(shè)備和工藝也都會(huì)發(fā)生根本的變化，但是，在這種變化中，我們都希望從節(jié)約資源、能源、降低環(huán)境污染、提高產(chǎn)品質(zhì)量和提高經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益等方面獲得巨大收益。

[1]幸紅星.江西省農(nóng)機(jī)行業(yè)發(fā)展思考[J].南方農(nóng)機(jī),2013,(6).

[2]市場(chǎng)今非昔比 農(nóng)業(yè)機(jī)械化如何實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略升級(jí)[N].中國(guó)工業(yè)報(bào),2013年12月10日.

[3]羅藝軍.提高農(nóng)機(jī)產(chǎn)品涂裝質(zhì)量 增強(qiáng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[J].新疆農(nóng)機(jī)化,2005,(1).

[4]機(jī)械工業(yè)部第四設(shè)計(jì)研究院.油漆車間設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1985.

[5]陳鵬.水性涂料在汽車及農(nóng)機(jī)具零部件制造中的應(yīng)用及技術(shù)展望[J].現(xiàn)代涂裝,2012,(1).