提高電泳涂漆型材成品率的工藝改進(jìn)措施

郭明訓(xùn) 郭汝靜 蔣 偉 房寶軍

(山東鋁業(yè)職業(yè)學(xué)院， 山東 威海 255051)

0 前言

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會消費水平不斷提高，鋁型材市場進(jìn)一步保持迅猛發(fā)展勢頭。由于電泳涂漆鋁型材表面光潔度高，色彩柔和典雅，具有高耐蝕、耐候、裝飾性能等優(yōu)點，因此電泳涂裝技術(shù)在鋁型材行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于電泳技術(shù)在鋁型材行業(yè)的應(yīng)用起步較晚，企業(yè)缺乏生產(chǎn)經(jīng)驗，出現(xiàn)了各種質(zhì)量問題。

某鋁加工廠2017年3月—2018年1月共生產(chǎn)電泳型材659.034 t，產(chǎn)生廢品21.168 t，成品率僅為95.5%，嚴(yán)重影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。對此，針對電泳涂漆型材成品率較低和表面質(zhì)量偏差大的問題，以及用戶對產(chǎn)品質(zhì)量要求日益提高的生產(chǎn)實際需要，某鋁加工廠成立了以“提高電泳涂漆型材成品率”為課題的技術(shù)攻關(guān)小組，實現(xiàn)電泳涂漆型材成品率達(dá)到96.5%以上的目標(biāo)。

1 電泳涂漆型材的生產(chǎn)工藝流程和廢品缺陷

1.1 生產(chǎn)工藝流程

電泳涂漆型材的生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

1.2 廢品缺陷

某鋁加工廠2017年3月—2018年1月產(chǎn)生的電泳涂漆型材廢品缺陷分類情況見表1。

2 影響電泳涂漆型材成品率的原因分析及改進(jìn)措施

根據(jù)電泳涂漆型材的生產(chǎn)工藝流程，從人員、設(shè)備、原料、工藝和環(huán)境等方面，對各種廢品缺陷的產(chǎn)生原因進(jìn)行綜合分析，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

圖1 電泳涂漆型材的生產(chǎn)工藝流程簡圖

表1 某鋁加工廠電泳涂漆型材的廢品缺陷統(tǒng)計

2.1 色差太大

2.1.1 產(chǎn)生原因

香檳色電泳涂漆型材的生產(chǎn)，三大主要生產(chǎn)工序為陽極氧化、電解著色和電泳涂漆。技術(shù)小組通過實驗證實：氧化膜膜厚的差異、著色槽的SnSO4濃度波動和著色槽液的溫度波動，是造成電極料掛與掛之間、同一掛中料與料之間色差的主要原因。

2.1.2 改進(jìn)措施

為解決復(fù)合膜色差太大的問題，主要采取以下措施：

1)控制氧化膜膜厚在11±1 μm。由于著色粒子是沉積在氧化膜膜孔中，因此膜的厚度會影響著色粒子對光的折射與反射，從而影響復(fù)合膜的顏色。為保證膜厚均勻，要求所有電泳材料嚴(yán)格按計劃卡的支數(shù)上架，并有專人負(fù)責(zé)檢查。

2)穩(wěn)定著色槽液濃度。著色槽液中的SnSO4濃度直接影響顏色著色的深淺，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定生產(chǎn)香檳色型材時≥6 g/L,但由于產(chǎn)量的增加，SnSO4消耗較快。據(jù)統(tǒng)計，2018年SnSO4濃度在5.31～7.39 g/L間波動，造成了較多色差廢料的產(chǎn)生。通過增加槽液的分析頻次，由每天分析1次改為2次，車間綜合班根據(jù)分析結(jié)果及時補加藥劑，確保SnSO4濃度在7±0.5 g/L。

3)控制著色槽液溫度。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定著色槽液溫度控制在20±4 ℃，較大的溫度范圍會影響著色的均勻性。技術(shù)小組通過實驗驗證，把溫度控制在20±2 ℃，使生產(chǎn)出的型材顏色更均勻一致。

2.2 表面花斑

2.2.1 產(chǎn)生原因

產(chǎn)生花斑的主要原因有：型材上架方式不對；在陽極氧化、電解著色和電泳涂漆時型材表面有氣泡無法排除；出槽后在空中停留時間太長；電泳溶液pH過低或酸價過高。

2.2.2 改進(jìn)措施

為解決電泳型材表面花斑問題，結(jié)合鋁加工廠開展的精益化操作工作，主要采取了如下措施：

1)改進(jìn)型材上架方式。上掛時型材的裝飾面向上向外，無溝邊的光滑面向下，同時型材上掛的角度要適宜，型材大角度斜進(jìn)斜出工藝槽。

2)型材在進(jìn)入陽極氧化、電解著色或電泳涂漆等附加電流的工藝槽后，須緩慢晃動料掛以驅(qū)趕氣泡，并在通電前適當(dāng)?shù)慕?，以使氣泡有逃逸的時間。

3)提高操作人員的技術(shù)水平，加強工藝連續(xù)性。避免在水洗槽長時間浸泡或出槽后在空中長時間停留，以免產(chǎn)生難以去除的花斑水印。

4)通過增加槽液的分析頻次，及時調(diào)整電泳溶液的pH。

2.3 漆膜渣點

2.3.1 產(chǎn)生原因

產(chǎn)生漆膜渣點的主要原因有：水洗槽中的雜質(zhì)顆粒較多；電泳后型材暴露在不清潔的空氣中；烘干爐不清潔或烘干爐濾網(wǎng)有破損；電泳涂料存在塵?；螂s質(zhì)。

2.3.2 改進(jìn)措施

根據(jù)漆膜渣點存在部位的不同分析產(chǎn)生的原因，采取不同的解決辦法：

1)如果是一掛型材的上部渣點明顯，一般是由于氧化后水洗槽中的雜質(zhì)顆粒較多引起的，此時應(yīng)及時更換水洗槽的洗水。

2)如果渣點在一掛型材的外側(cè)，一般是電泳后的型材在進(jìn)行瀝水時空氣中的粉塵粘附在漆膜上所致。因此，在空氣中有較多粉塵時應(yīng)關(guān)閉電泳廠房的門窗，避免空氣污染。

3)定期清理烘干爐爐壁，定期檢查烘干爐熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)口濾網(wǎng)是否破裂，防止灰塵侵入。

4)電泳涂料存在塵?；螂s質(zhì)時，過濾電泳溶液，檢查過濾機(jī)，必要時更換濾芯。

2.4 復(fù)合膜厚度低

2.4.1 產(chǎn)生原因

造成復(fù)合膜厚度低的主要原因有：導(dǎo)電座與陽極板接觸不良、型材夾具接觸不良、氧化膜封孔過于完全、電泳電壓過低、電泳溶液溫度偏低、電泳溶液固體成份含量偏低。

2.4.2 改進(jìn)措施

復(fù)合膜由氧化膜和漆膜構(gòu)成。出現(xiàn)復(fù)合膜厚度低，應(yīng)從氧化和電泳兩個工序去查找原因。采取的主要措施是：

1)定期清理導(dǎo)電座，打磨陽極板，保證電接觸良好。

2)每掛型材都要檢查導(dǎo)電桿是否松動，打磨是否干凈。

3)每掛型材在進(jìn)入氧化槽前要對綁料鋁絲全部再緊固一遍，確保導(dǎo)電良好。

4)陽極氧化后不要在水洗槽中浸泡過長的時間，以防氧化膜封孔過于完全而使漆膜附著過薄。

5)根據(jù)漆膜厚度調(diào)整電泳電壓，控制電泳溶液溫度在22±1 ℃。

6)保持電泳溶液固體成份含量在7.5%～8.5%。

2.5 漆斑

2.5.1 產(chǎn)生原因

電泳漆斑是指在型材表面有一層樹脂凝結(jié)膠狀物。產(chǎn)生漆斑的主要原因有：電泳溶液中帶入前面處理的酸液或雜質(zhì)、電解液等；電泳槽中落入型材未及時撈出產(chǎn)生“死漆”，“死漆”粘附在料掛型材上形成局部凝塊。

2.5.2 改進(jìn)措施

1)加強各水洗槽的水洗，并檢查PH值及避免槽液之間的交叉污染。

2)及時打撈掉進(jìn)槽子的型材，防止“死漆”粘附形成凝塊。

3 實際效果

3.1 成品率

對某鋁加工廠2018年2月—12月電泳涂漆型材的成品率進(jìn)行統(tǒng)計，見表2。由表2可知，通過本次攻關(guān)活動，某鋁加工廠的電泳涂漆型材成品率由改進(jìn)前的95.5%(2017年3月—2018年1月平均值)提高到了96.986%(2018年2月—12月平均值)，最高可達(dá)到97.5%，超過了96.5%的目標(biāo)值。

表2 2018年2月—12月電泳涂漆型材的成品率

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

電泳涂漆型材廢品不可返工，一旦不合格只能返熔鑄作廢料處理。某鋁加工廠2018年2月—12月生產(chǎn)電泳涂漆型材共投料837.615 t，成品率由95.5%提高到96.986%，則相應(yīng)增加產(chǎn)量(96.986%-95.5%)×837.615 t=12.447 t。銷售價為26 500元/t，廢料價為14 000元/t，扣除卸架資源投入以及覆膜和包裝等的成本價12.447 t×276元/t=3 435元，則直接經(jīng)濟(jì)效益為：(26 500-14 000)×12.447-3 435≈15.22萬元。

4 結(jié)束語

通過攻關(guān)技術(shù)小組成員的共同努力，取得了較好的成果，通過現(xiàn)場實踐，使電泳涂漆型材成品率由95.5%提高到了96.986%，達(dá)到了降本增效的目的，為鋁加工廠實現(xiàn)完全成本下的盈虧平衡目標(biāo)做出了積極貢獻(xiàn)。為使成果保持下去，某鋁加工廠繼續(xù)推進(jìn)質(zhì)量管理跟蹤，制定了一系列鞏固措施，為提高產(chǎn)品質(zhì)量打下堅實的基礎(chǔ)，如將改進(jìn)措施所選擇的氧化著色工藝及電泳涂漆工藝全部納入型材生產(chǎn)操作規(guī)程、將新選擇的操作方法納入《鋁加工廠精細(xì)化操作規(guī)定》以及將定期工藝紀(jì)律的檢查結(jié)果按經(jīng)濟(jì)責(zé)任制考核等。下一步，將電泳涂漆型材成品率提高到98.0%以上作為課題進(jìn)行PDCA循環(huán)，進(jìn)一步完善其生產(chǎn)工藝。