噴塑在清水離心泵產品上的應用探討

◎文/王勝原 趙光勝(銅陵天海流體控制股份有限公司)

噴塑是一種零件表面的處理方法，利用電暈放電原理使粉末涂料吸附在工件上，然后加熱使粉末熔融、流平、固化，在工件表面形成堅硬的涂膜。噴塑成本低、環(huán)保無污染、外觀精致，在閥門行業(yè)的表面處理中應用十分廣泛。但泵類產品目前大多還是以噴漆為主，本文介紹給排水行業(yè)清水離心泵類產品采用噴塑表面處理方法的工藝流程，并進行相關分析探討。

一、噴塑與噴漆的對比

1.工藝流程

噴塑與噴漆是兩種不同的零件表面處理方法。針對給排水行業(yè)閘閥，兩種表面處理的工藝流程見圖1、圖2。

圖1 閘閥噴塑工藝流程圖

圖2 閘閥噴漆工藝流程圖

從工藝流程可以看出，噴漆工藝的流程明顯要比噴塑復雜。從成本角度看，噴漆增加了底漆噴涂和補底漆的工序，還需要進行兩次面漆的噴涂，原材料的成本相應增加，工序多也增加了生產管理的成本；噴漆工序多，噴漆后需要一定的干固時間，交貨周期比噴塑長。實際的生產經驗表明，噴塑比噴漆要節(jié)省材料成本30%左右，交貨時間可以提前1～2天。

2.噴涂設備及其環(huán)保性

噴塑是使用一種特殊的固體粉末，將粉末經過靜電處理后吸附在工件表面，然后送入高溫烤房進行烘烤固化，冷卻后即可形成固態(tài)的涂層。噴塑需要有靜電噴涂機、噴槍、烤房、噴粉回收裝置以及空氣壓縮機等設備，生產工藝過程無廢水、廢氣產生。

噴漆用壓縮空氣將液態(tài)油漆噴成霧狀涂在工件表面上，然后將涂料干燥固化，形成一層硬涂膜。噴漆設備主要有水簾噴漆房、廢氣處理裝置、水循環(huán)及廢水處理裝置、空氣壓縮機、噴槍等。油漆由樹脂、顏料、溶劑、添加劑等制成，有一定的毒性，對身體健康有影響。噴漆產生的廢氣和廢水容易造成環(huán)境污染，環(huán)保性較差。

3.噴涂效果

從外觀上來看，噴塑的附著力比噴漆好，比噴漆更耐用；手感比噴漆柔和飽滿一些，外觀更加精致。

綜上所述，噴塑具有產品質量高、生產效率提升、生產成本低、環(huán)保等很多優(yōu)點。

二、清水離心泵噴塑的工藝試驗

針對噴塑的優(yōu)點和操作工藝要求并結合泵類產品的特性要求，我們對清水離心泵殼的噴塑進行了相關探討性試驗。

1.使用設備

江蘇省江都市四聯(lián)涂裝設備制造廠生產的噴塑涂裝生產線，包括手動噴粉室1臺（含回收、除塵、處理裝置）、預熱爐1套、粉末固化爐1套、輸送裝置1套、電氣控制1套。

工件最大尺寸 L500mm×W500mm×H600mm，重量＜100kg/單件，噴涂方式手動單面噴涂，設計線速度1.0m/min(0.5～2.0 變頻可調)。

2.產品要求

NL100-320清水離心泵的零件球墨鑄鐵泵殼200只，使用環(huán)氧樹脂粉末靜電噴涂，色號6026，厚度300μm。

3.工藝流程

一般的噴塑件在噴塑前要進行嚴格的表面清理，以去除表面的油污、臟物及銹跡，通常采用的方法是零件整體拋丸處理。NL100-320清水離心泵殼上與泵蓋和葉輪相連接處有嚴格的尺寸大小、形位公差和表面粗糙度要求，也不能噴塑。如按照閘閥閥體的噴塑工藝流程，先進行機加工后再進行拋丸處理，會對連接處造成破壞，影響產品質量與性能；若考慮其他表面處理方案，如用清洗的辦法對工件進行表面去污去臟處理再噴塑，會因配合圓柱面和端面的環(huán)氧樹脂塑層而無法裝配。為滿足清水離心泵殼的加工工藝要求和噴塑的工藝要求，結合閘閥閥體的噴涂工藝流程，將原工藝流程的一道機加工變?yōu)槎罊C加工，第一道機加工為粗加工，加熱固化后增加一道精加工，清水離心泵殼的噴塑可用如圖3所示的工藝流程。

圖3 清水離心泵殼的噴塑工藝流程

在粗加工時，將重要的結合面預留一定的精加工余量，即可防止在拋丸清理過程中對這些結合面造成破壞而無法使用；在噴塑完成后，通過精加工工序保證泵殼結合面的尺寸大小、形位公差和表面粗糙度要求，同時通過加工也將噴塑涂層徹底除去；對泵殼與泵蓋、葉輪連接的螺紋孔在粗加工時僅鉆底孔不攻螺紋，在噴塑后組裝前再擴孔、攻絲，也能保證產品質量與性能要求。

4.工藝參數(shù)

拋丸直徑1mm，拋丸時間15min；預熱溫度230～240℃，預熱時間40min；靜電噴塑3 min，電壓60kV,噴槍與工件的距離10～20cm；粉末固化溫度200～230℃，固化時間20min。

5.產品檢測

按照本文所述的工藝流程和工藝參數(shù)，采用環(huán)氧樹脂粉末靜電噴涂組織生產后，生產的NL100-320清水離心泵的零件球墨鑄鐵泵殼噴塑品滿足訂單要求。通過RAL工業(yè)國際標準色卡對照，噴塑品顏色無色差，色澤鮮艷明亮，光澤度飽滿，滿足色號6026的要求。使用TT260B型號的涂層測厚儀檢測平均厚度為301.5μm，滿足訂單要求。使用劃格試驗法[1]試驗結果均0級，評定為合格。使用重錘為直徑25mm的球頭進行沖擊試驗，滿足要求。

6.試驗結論及注意事項

通過試驗驗證，上述工藝方案可行。但需要注意的是，由于噴塑表面損壞后不可以修復，故在噴塑后進行機加工和轉運的過程中，要輕拿輕放，并且不可用力敲擊噴塑表面以防噴塑破損。加工過程中注意走刀的方向，避免造成噴塑面與加工面交界處噴塑剝落。待噴涂泵殼表面處理后，須在4～6h內進行涂覆，涂覆前待涂裝件表面不得出現(xiàn)肉眼可見的銹跡，否則應重新進行表面處理[2]。

三、清水離心泵噴塑存在的問題

噴塑工藝雖然具有很多的優(yōu)點，但也存在一些問題有待解決。一是外觀顏色比較單一，裝飾性不強；噴漆表面具有重涂功能，造成損壞可以隨時修補，而噴塑一般不能隨時修補，需上線操作，將涂層清除掉后才能重噴；二是對于一些輸送介質溫度過高的工作環(huán)境，噴塑工藝無法滿足要求，使用領域存在一定的局限性；三是對于小批量或多種顏色要求的泵類產品，噴漆能很方便地滿足客戶的定單要求，噴塑有一定的局限性。

四、結語

噴塑工藝是一種環(huán)保無污染的表面處理方法。通過試驗驗證表明：清水離心泵產品表面處理可以采用噴塑的方法，但對于一些特殊用泵、小批量多顏色種類的產品，噴塑則會受到一定的局限，在泵類產品的表面處理上，噴塑尚不能完全替代噴漆。