建筑鋁型材靜電粉末涂裝（詞條“涂裝”由行業大百科提供）技術是近年來迅速起來的一項表面處理技術，它的特點不含溶劑，不污染環境，粉末可以回收，容易實現自動化生產，使用方便;而且涂層顏色多樣、可以滿足不同耐候性能要求。然而鋁型材靜電粉末噴涂中經常出現一些缺陷，影響產品的外觀質量及使用性能。本文簡單介紹常見缺陷產生的原因及解決方法;針對鋁型材粉末噴涂表面質量缺陷，提出了返工修復措施及注意事項。
1 常見涂層缺陷成因及控制措施
某鋁材廠粉末噴涂（詞條“噴涂”由行業大百科提供）型材月產量5000t左右，不合格品返工率控制在不高于0.6%，某一月內因顆粒、露底、膜低、雜色、粗砂等涂層缺陷造成大約29t返工料，其粉末噴涂型涂層缺陷比例分析見表1。表2是對應的涂層缺陷成因分析及控制措施。
表1 某鋁材廠粉末噴涂車間一個月內主要外觀缺陷統計表
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涂層缺陷 |
顆粒 |
露底 |
涂層不均 |
雜色 |
縮孔 |
粗砂 |
色差 |
涂層擦劃傷 |
吐粉 |
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缺陷重量/kg |
7607 |
6074 |
4870 |
2920 |
1526 |
1282 |
893 |
647 |
467 |
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缺陷比例/% |
26.23 |
20.94 |
16.79 |
10.07 |
5.26 |
4.42 |
3.08 |
2.23 |
1.61 |
表2常見的涂層缺陷成因及控制
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缺陷名稱 |
成因分析 |
控制措施 |
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顆粒 |
基材（詞條“基材”由行業大百科提供）表面有毛刺、鋁屑及石墨痕等，前處理不良；前處理槽液殘渣粘附在型材表面，水洗不凈到位；涂裝前鉻化料放置時間較長，表面吸附著粉塵；新燒掛具使用不當，導致鉻化料表面落灰；粉末、回收粉中可能含雜質；噴涂現場和固化爐不潔凈有懸浮物。 |
上排前打磨好坯料（詞條“坯料”由行業大百科提供）表面或噴砂處理，確保前處理到位；定期倒槽，清理殘渣，延長純水洗時間；鉻化料上排后仔細吹塵；新燒掛具噴一層較薄涂膜后使用；回收粉宜過篩后使用；車間實行6S管理，保持噴涂現場整潔，定期清理固化爐。 |
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露底 |
粉末涂料的覆蓋力較差；型材斷面（詞條“斷面”由行業大百科提供）結構復雜容易造成靜電屏蔽效應；掛料方式不當；噴房工責任心不強，業務能力差，上粉膜厚判斷不當；噴槍口積粉太多，堵塞；噴槍移動速度太快或鏈速太快；型材裝飾面認識不清晰。 |
嚴格控制粉末涂料質量；對型材凹槽、內角手動補粉；調整型材材掛料角度；提高噴房工技能，噴房工盡量第一時間測量固化后型材膜厚；定期清理噴槍口，保持通暢；調整噴槍移動速度，適當降低鏈速；了解客戶噴涂要求，認清型材的裝飾面。 |
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涂層不均 |
鉻化料的懸掛方式和排列不當；型材接地不良（個別掛具導電不良）；輸送鏈速度不均勻，或鏈速與噴槍升降速度不協調，型材裝飾面的粉末覆蓋次數不一致；噴槍的出粉量和粉末霧化不當；壓縮空氣壓力不穩定；高電靜電發生器電壓不穩，靜電高壓變化。 |
加強噴房上排工與噴房工的溝通工作，做好型材對應掛具的選用；檢查掛具是否導電；噴房工加強技能提升，噴涂時做好掛料密度、鏈速與升降速度的協調；控制好抽粉氣和送粉氣比例；加強設備維護保養，保持設備運行穩定。 |
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雜色 |
噴房工在換色清理噴房的時候，清理不夠徹底而摻粉造成雜色；對粉末（回收粉）使用未及時烤板，校正顏色； 噴房周圍環境不清潔。 |
噴房工在清理噴房時，要仔細清理每一細節，尤其噴槍粉管徹底清理，大旋風要認真吹干凈，清理完噴房在涂裝前必須烤板確認是否有雜色；回收粉須烤板確認合格后使用；隨時保持噴房周邊衛生清潔 |
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縮孔 |
前處理脫脂（詞條“脫脂”由行業大百科提供）不徹底；壓縮空氣質量不合格，供粉氣體和霧化氣體含有油分 ；鉻化料周轉過程中可能受到油污、水漬污染；鏈條下接油盤變形，造成鏈條滴油污染；樹脂不兼容，混粉而引起的縮孔。 |
調整脫脂工藝，保證型材除油干凈；仔細檢查鉻化料表面質量，存放及周轉鉻化料時防止油、水污染；檢查壓縮空氣質量和除水除油設備的運轉情況，及時排放壓縮空氣冷凝水及油；檢查鏈條潤滑油使用情況，避免造成污染；使用精細清理模式換色，清吹干凈粉管及噴粉系統。 |
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粗砂 |
粗砂是指砂紋粉末涂層表面較粗糙的現象；主要原因有：靜電噴涂（詞條“靜電噴涂”由行業大百科提供）時型材邊緣或尖端放電，電壓偏高；噴槍與型材距離偏小，電場強度（詞條“強度”由行業大百科提供）過大；掛具導電不良導致上粉不好或反向電離嚴重；粉末質量較差造成固化后涂層粗糙。 |
嚴格控制靜電壓、噴槍與型材距離等，執行噴粉工藝要求；掛料前，應將掛具與鏈條、型材之間的節點充分打磨以保證導電良好；嚴格控制粉末涂料質量。 |
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色差 |
粉末顏料不均勻引起色差；不同批次粉末涂料；固化溫度及時間不同；涂層膜厚不均勻。 |
加強粉末質量監控；不同批次的粉末涂料，新粉入庫烤板檢驗；保持同一批噴涂型材固化溫度和時間一致，特殊粉末須固定生產線涂裝鋁材；加強噴粉工藝控制，避免涂層膜厚差距過大。 |
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涂層擦劃傷 |
噴涂成品下排、周轉、貼膜前，由于長短料相互摩擦，或工人操作不當，造成噴涂料裝飾面擦劃傷。 |
將下排的噴涂成品按長度不同，分類放置；工人搬運型材時須相互配合，做到輕拿輕放。 |
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吐粉 |
粉末受潮結團而致流化效果差，輸粉管中粉末濃度不均勻；流化板被粉末堵塞，供粉裝置流化效果差；粉管、粉泵、文丘管、靜電針、噴槍嘴等配件上附著粉垢或磨損嚴重，導致出粉量不均勻，出現吐粉現象。 |
改善粉末貯存環境，粉末使用后及時封箱避免粉末受潮；做好供粉設備維修保養；及時清理噴房設備配件上的粉垢，并更換磨損配件。 |
從表1及表2中可以看出，常見缺陷的前三項占一半以上，控制好前三項缺陷可以明顯提高鋁型材粉末噴涂工序的訂單完成率;涂層缺陷原因及控制措施，須根據實際設備運行情況、生產工藝記錄及粉末質量等具體分析，查明原因制定整改措施，提高一次性成品率;表2僅僅簡單介紹了涂層缺陷的部分原因分析及控制措施，在實際粉末噴涂生產中，須精細化管理每一道工序，針對出現的涂層缺陷對癥下藥，盡量避免重復出現類似涂層缺陷，這樣才能在降低生產成本的同時提高粉末涂裝質量。
2 返工料處理措施
由于原輔材料、擠壓坯料、噴涂設備、生產環境因素以及員工責任心等，鋁型材粉末噴涂工序一次成品率很難達到100%，須對不合格品采取返工措施。如果噴涂返工料處理不當，影響產品質量，容易引起客戶投訴;根據車間生產實際經驗，提出了返工料的處理措施及質量檢驗要求。
圖1粉末噴涂型材返工生產工藝流程圖
2.1準備工作
參照GB/T 9258選擇粗、細砂紙，實際生產中選擇植絨圓盤砂紙，常用干砂紙型號見表3;準備氣動打磨機、酒精、抹布、膠皮手套等。
表3 常用干砂紙型號
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砂紙型號 |
磨粒粒度分布范圍（μm） |
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P180 |
63-106 |
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P360 |
29-60 |
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P400 |
25-54 |
2.2返工料打磨處理
建筑鋁型材用聚酯粉末涂料是熱固性粉末涂料，對于噴涂返工料兩次噴涂涂層間不起化學反應僅僅靠機械力附著，容易出現涂層脫落（詞條“脫落”由行業大百科提供）(層皮)。打磨返工料可以磨平表面涂層缺陷;增大粉末涂層的粗糙度即與返噴涂層的接觸面積，從而增大了涂層附著力。
型材固化后因表面質量缺陷需打磨返工的，應先采用P180植絨砂紙進行初步打磨，后必須采用P360或P400的細砂紙進行二次打磨，檢查返工打磨質量;將打磨合格的返工料用酒精擦拭干凈黏附型材表面的打磨物并晾干后上排返噴。返工料打磨要保證涂層平整且表面清潔，提高返工成功率和確保涂層的附著力性能。
表4 噴涂返工料打磨處理要求
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1 |
返工打磨型材在打磨過程中必須保持型材接地良好，先用氣動打磨機P180砂紙打磨到位（將涂層缺陷打磨干凈），再用P360或P400的細砂紙進行重新打磨平整。 |
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2 |
打磨完成后應先用清潔的干布擦干凈黏附在型材表面的打磨物或者先用壓縮空氣吹干凈返工料表面后再用酒精反復擦拭潔凈。 |
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3 |
用酒精擦拭時應從型材一端一直擦到另一端不可來回反復擦拭，并且保持最后擦拭用的酒精、抹布始終干凈，不得長時使用不經更換的酒精和未經清洗的抹布，以免型材污染造成返工報廢。 |
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注意事項：選用不掉毛絨的抹布；使用酒精時注意安全，并節約使用酒精。 |
2.3返噴工序
將打磨及擦拭合格的返工料晾干后及時上排，保證型材與掛具導電良好;返工料上排同鉻化料要求一致，禁止皮膚接觸返工料表面。對返工料仔細吹塵，一是可以吹凈落在料表面的灰塵及料表面粘有的抹布毛絨;二是可以進一步吹干擦拭返工料。
返噴料粉末噴涂及固化工序與鉻化料正常噴涂生產工藝要求基本一致;但是噴粉靜電壓必須降低，一般設定為30kv~60kv;或采用金馬噴粉系統復噴工件工作模式處理返工料。
下排后，全檢返噴料的膜厚及表面質量、色差等;并抽檢鋸切料頭做壓力鍋水煮實驗等檢測涂層耐沸水性及附著力性能等。
2.4注意事項
噴涂型材返工后容易出現膜超厚的問題，涂膜在垂直于底材方向的收縮經過累積而增強，使涂膜與底材間的作用力削弱，造成涂膜的附著力較差。
由于掛料角度及靜電屏蔽次要裝飾面露底，返工時手動補粉容易造成隔熱條槽口、毛條槽口和五金件槽口等積粉，影響裝配使用;可以根據涂層顏色調漆，對次要裝飾面補漆處理，應避免色差過大。
若打磨后的返工料表面不整，噴粉固化后，打磨處仍有印跡(打磨印),影響產品外觀;若返工料擦拭不干凈，噴粉固化后涂層表面容易出現大量顆粒，這樣都造成返噴后型材報廢。考慮涂層膜厚要求及粉末涂料成本，返噴膜厚很小;只有保證涂層打磨平整及擦拭干凈，才能確保返工合格。
3 結語
在鋁型材靜電粉末噴涂生產中，須加強員工責任心，協調保證質量與提高產量的關系，抓住工藝控制關鍵因素：前處理質量、噴房工藝參數、固化溫度及時間，盡最大可能減少噴涂不合格品。若出現不合格品返工，首先是分析涂層缺陷的原因，制定相應措施，避免出現類似返工料，提高一次性成品率;返工料處理時將打磨和擦拭工序做到位，確保返工合格率100%。
參考文獻
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[2] GB/T 9258《涂附磨具用磨料 粒度分析》.
[3] GB/T 8013,3-2007《鋁及鋁合金陽極氧化膜與有機聚合物膜 第3部分：有機聚合物噴涂膜》
[4] GB 5237,4-2008《鋁合金（詞條“合金”由行業大百科提供）建筑型材 第4部分：粉末噴涂型材》
[5] 張俊智，周師岳. 粉末涂料與涂裝工藝學[M]. 北京：化學工業出版社，2008.【完】
