自動噴塗裝置原理

㈥ 靜電旋杯的工作原理是什麼

旋杯靜電噴槍的工作原理就是靜電作用與高速旋轉的離心力相結合,產生更好、更均勻的塗料顆粒,這些帶高壓電荷的顆粒被吸引到接地良好的工件上,從而帶來出色的表面質量跟極好的塗料傳輸效率
在利用靜電旋杯噴槍進行噴塗時，將汽車接地作為陽極，靜電旋杯噴槍接負高壓電作為陰極，旋杯採用空氣透平驅動。當塗料送到高速旋杯的旋杯上時，由於旋杯的離心作用，塗料在旋杯內面伸展成為薄膜，並獲得巨大的加速度向旋杯邊緣運動，在離心力及強電場的雙重作用下破碎為極細的帶電荷的霧滴，向極性相反的汽車表面運動，沉積於汽車表面，形成均勻的塗膜。
靜電噴槍——首選弘大噴塗機電，質量有保障。
1.杯式靜電噴槍是藉助於其邊緣線速度高達30m/s以上的旋杯，使塗料在離心力的作用下進行霧化的，漆霧在離心力與靜電引力下飛向被塗物。

2.盤式靜電噴槍也稱為Ω形靜電噴槍，利用高速旋轉圓盤(直徑200mm以上，轉速3000～6000r/min)的離心力將塗料霧化，帶電後飛向被塗物。適用於中小零件的大批量自動塗裝。

靜電噴槍分為：手動靜電噴槍與自動靜電噴槍，液體靜電噴槍與粉體靜電噴槍

㈦ 簡述熱噴塗技術的原理，種類和技術特點以及主要的應用領域

1
熱噴塗技術概述
眾所周知, 除少數貴金屬外,金屬材料會與周圍介質發生化學反應和電
化學反應而遭受腐蝕. 此外,金屬表面受各種機械作用而引起的磨損也極為
嚴重.大量的金屬構件因腐蝕和磨損而失效, 造成極大的浪費和損失. 據一些
工業發達國家統計, 每年鋼材因腐蝕和磨損而造成的損失約占鋼材總產量的
10 %, 損失金額約占國民經濟總產值的2 - 4 %. 如果將因金屬腐蝕和磨損
而造成的停工、停產和相應引起的工傷、失火、爆炸事故等損失統計在內的
話, 其數值更加驚人. 因此, 發展金屬表面防護和強化技術, 是各國普遍關
心的重大課題.
隨著尖端科學和現代工業的發展,各工業部門越來越多地要求機械設備
能在高參數(高溫、高壓、高速度和高度自動化)和惡劣的工況條件(如嚴重的
磨損和腐蝕)下長期穩定的運行.因此,對材料的性能也提出更高要求. 採用
高性能的高級材料製造整體設備及零件以獲得表面防護和強化的效果, 顯然
是不經濟的,有時甚至是不可能的。所以, 研究和發展材料的表面處理技術就
具有重大的技術和經濟意義。而表面處理技術也在這種需求的推動下獲得了
飛速的發展和提高.
熱噴塗技術就是這種表面防護和強化的技術之一, 是表面工程中一門重
要的學科. 所謂熱噴塗, 就是利用某種熱源, 如電弧、等離子弧、燃燒火焰
等將粉末狀或絲狀的金屬和非金 屬塗層材料加熱到熔融或半熔融狀態, 然
後藉助焰流本身的動力或外加的高速氣流霧化並以一定的速度噴射到經過預
處理的基體材料表面, 與基體材料結合而形成具有各種功能的表面覆蓋塗層
的一種技術。
一. 熱噴塗技術的分類
根據熱源的種類熱噴塗技術主要分類為：
熱 源 溫 度 ℃ 噴 塗 方 法
粉末火焰噴塗(焊)
火 絲材火焰噴塗
約3000 陶瓷棒材火焰噴塗
焰 高速火焰噴塗(HVOF)
爆炸噴塗(D - GUN)
電 弧 約5000 電弧噴塗
大氣等離子噴塗(APS)
等離子弧 10000 以上 低壓等離子噴塗(LPPS)
水穩等離子噴塗
2
各種熱噴塗方法的熱源溫度和流速
二. 熱噴塗設備
雖然因熱噴塗的方法不同其設備也各有差異, 但依據熱噴塗技術的原理,
其設備都主要由噴槍、熱源、塗層材料供給裝置以及控制系統和冷卻系統組
成.下圖為等離子噴塗的設備配置圖.
三. 熱噴塗工藝
熱噴工藝過程如下：
工件表面預處理 → 工件預熱 → 噴塗 → 塗層後處理
1. 表面預處理
為了使塗層與基體材料很好地結合,基材表面必須清潔及粗糙, 凈化和
粗化表面的方法很多, 方法的選擇要根據塗層的設計要求及基材的材質、形
狀、厚薄、表面原始狀況以及施工條件等因素而定.
凈化處理的目的是除去工件表面的所有污垢,如氧化皮、油漬、油漆及
低速火焰噴塗
250 500 750 1000 m/s
2500 5000 7500 10000 oC
0
0
電弧噴塗
等離子噴塗
高速火焰噴塗
溫度
速度
3
其他污物, 關鍵是除去工件表面和滲入其中的油脂. 凈化處理的方法有, 溶
劑清洗法、蒸汽清洗法、鹼洗法及加熱脫脂法等.
粗化處理的目的是增加塗層與基材間的接觸面, 增大塗層與基材的機械
咬合力, 使凈化處理過的表面更加活化,以提高塗層與基材的結合強度. 同時
基材表面粗化還改變塗層中的殘余應力分布,對提高塗層的結合強度也是有
利的. 粗化處理的方法有噴砂、機械加工法(如車螺紋、滾花)、電拉毛等。
其中噴砂處理是最常用的粗化處理方法，常用的噴砂介質有氧化鋁、碳化硅
和冷硬鑄鐵等。噴砂時，噴砂介質的種類和粒度、噴砂時風壓的大小等條件
必須根據工件材質的硬度、工件的形狀和尺寸等進行合理的選擇。對於各種
金屬基體，推薦採用的砂粒粒度約為16－60 號砂，粗砂用於堅固件和重型件
的噴砂，噴砂壓力為0.5－0.7Mpa，薄工件易於變形，噴砂壓力為0.3－0.4
Mpa。特別值得注意的一點是，用於噴砂的壓縮空氣一定要是無水無油的，
否則會嚴重影響塗層的質量。噴塗前工件表面的粗化程度對大多數金屬材料
來說2.5－13 μmRa 就夠了。隨著表面粗糙度的增加塗層與基體材料的結合
增強，但是當表面粗糙度超過10μmRa 後，塗層結合強度的提高程度便會減
低。
對於一些與基材粘結不好的塗層材料, 還應選擇一種與基體材料粘結好
的材料噴塗一層過渡層,稱為粘結底層,常用作粘結底層的材料有Mo、NiAl、
NiCr 及鋁青銅等.粘結底層的厚度一般為0.08－0.18μm。
2.預熱
預熱的目的是為了消除工件表面的水分和濕氣, 提高噴塗粒子與工件接
觸時的界面溫度, 以提高塗層與基體的結合強度；減少因基材與塗層材料的
熱膨脹差異造成的應力而導致的塗層開裂. 預熱溫度取決於工件的大小、形
狀和材質,以及基材和塗層材料的熱膨脹系數等因素,一般情況下預熱溫度控
制在60 - 120 ℃之間.
3.噴塗
採用何種噴塗方法進行噴塗主要取決於選用的噴塗材料、工件的工況
及對塗層質量的要求。例如，如果是陶瓷塗層，則最好選用等離子噴塗；如
果是碳化物金屬陶瓷塗層則最好採用高速火焰噴塗；若是噴塗塑料則只能采
用火焰噴塗；而若要在戶外進行大面積防腐工程的噴塗的話，那就非靈活高
效的電弧噴塗或絲材火焰噴塗莫屬了。總之，噴塗方法的選擇一般來說是多
樣的，但對某種應用來說總有一種方法是最好的。
預處理好的工件要在盡可能短的時間內進行噴塗,噴塗參數要根據塗層
材料、噴槍性能和工件的具體情況而定, 優化的噴塗條件可以提高噴塗效率、
並獲得緻密度高、結合強度高的高質量塗層.
4.塗層後處理
噴塗所得塗層有時不能直接使用, 必須進行一系列的後處理.
4
用於防腐蝕的塗層,為了防止腐蝕介質透過塗層的孔隙到達基材引起基
材的腐蝕,必須對塗層進行封孔處理. 用作封孔劑的材料很多,有石臘、環氧
樹脂、硅樹脂等有機材料及氧 化物等無機材料, 如何選擇合適的封孔劑, 要
根據工件的工作介質、環境、溫度及成本等多種因素進行考慮.
對於承受高應力載荷或沖擊磨損的工件,為了提高塗層的結合強度,要對
噴塗層進行重熔處理(如火焰重熔、感應重熔、激光重熔以及熱等靜壓等), 使
多孔的且與基體僅以機械結合的塗層變為與基材呈冶金結合的緻密塗層.
有尺寸精度要求的,要對塗層進行機械加工. 由於噴塗塗層具有與一般的
金屬及陶瓷材料不同的特點, 如塗層有微孔,不利於散熱；塗層本身的強度較
低,不能承受很大的切削力；塗層中有很多硬的質點,對刀具的磨損很快等,
因而形成了噴塗塗層不同於一般材料的難於加工的特點.所以必須選用合理
的加工方法和相應的工藝參數才能保證噴塗層機械加工的順利進行和保證達
到所要求的尺寸精度.
四. 熱噴塗技術的特點
從熱噴塗技術的原理及工藝過程分析,熱噴塗技術具有以下一些特點.
1. 由於熱源的溫度范圍很寬,因而可噴塗的塗層材料幾乎包括所有固態
工程材料,如金屬、合金、陶瓷、金屬陶瓷、塑料以及由它們組成的復合物等.
因而能賦予基體以各種功能(如耐磨、耐蝕、耐高溫、抗氧化、絕緣、隔熱、
生物相容、紅外吸收等)的表面.
2. 噴塗過程中基體表面受熱的程度較小而且可以控制,因此可以在各種
材料上進行噴塗(如金屬、陶瓷、玻璃、布疋、紙張、塑料等),並且對基材的
組織和性能幾乎沒有影響,工件變形也小.
3.設備簡單、操作靈活, 既可對大型構件進行大面積噴塗,也可在指定的
局部進行噴塗；既可在工廠室內進行噴塗也可在室外現場進行施工.
4.噴塗操作的程序較少,施工時間較短,效率高,比較經濟.
隨著熱噴塗應用要求的提高和領域的擴大, 特別是噴塗技術本身的進步,
如噴塗設備的日益高能和精良,塗層材料品種的逐漸增多、性能逐漸提高, 熱
噴塗技術近十年來獲得了飛速的發展, 不但應用領域大為擴展, 而且該技術
已由早期的制備一般的防護塗層發展到制備各種功能塗層；由單個工件的維
修發展到大批的產品製造；由單一的塗層制備發展到包括產品失效分析、表
面預處理、 塗層材料和設備的研製、選擇, 塗層系統設計和塗層後加工在內
的噴塗系統工程；成為材料表面科學領域中一個十分活躍的學科。並且在現
代工業中逐漸形成 象鑄、鍛、焊和熱處理那樣的獨立的材料加工技術。成為
工業部門節約貴重材料、節約能源、提高產品質量、延長產品使用壽命、降
低成本、提高工效的重要的工藝手段, 在國民經濟的各個領域內得到越來越
廣泛的應用。
5
五. 各種熱噴塗方法概述
1. 氧乙炔火焰噴塗(焊)
是最早的一種噴塗方法。它是利用氧和乙炔的燃燒火焰將粉末狀或絲
狀、棒狀的塗層材料加熱到熔融或半熔融狀態後噴向基體表面而形成塗層的
一種方法。它具有設備簡單、工藝成熟、操作靈活、投資少、見效快的特點。
它可制備各種金屬、合金、陶瓷及塑料塗層, 是目前國內最常用的噴塗方法
之一。但是, 由該方法制備的塗層孔隙度較大, 與基體材料的結合強度也較
低。但是, 對於自熔合金而言,如若採用燃燒火焰將其一次噴融或將噴塗層進
行 二次重熔(有火焰重熔、感應重熔和爐熔等)的方法則稱為噴焊, 噴焊塗層
由於與基體材料呈冶金結合狀態, 因而與基體材料的結合強度大大提高,可
以應用於沖擊大、負荷重的工況下,如連續鑄造拉矯輥、熱軋矯直輥表面採用
鎳基自熔合金噴焊塗層進行強化, 均獲得了十分良好的耐蝕、耐磨和抗熱疲
勞的強化效果.
2. 爆炸噴塗(D - GUN)
本方法是利用氧和可燃性氣體的混合氣，經點火後在噴槍中爆炸, 利用
脈沖式氣體爆炸的能量, 將被噴塗的粉末材料加熱、加速轟擊到工件表面而
形成塗層。氣體燃燒和爆炸的結果可產生超音速高能氣流, 爆炸波的傳播速
度高達3000 m / s, 其中心溫度可達3450℃, 粉末粒子的飛行速度可達1200
m / s。因而爆炸噴塗層塗層緻密, 與基體的結合強度高, 最高可達24 kg /
mm2. 該法的缺點是噪音大, 而且爆炸是不連續的, 因而效率較低。爆炸噴塗
是20 世紀50 年代由美國聯合碳化物公司發明,但問世後許多年都由該公司所
壟斷, 不對外出售技術和設備, 只在其服務公司內為用戶進行噴塗加工, 主
要噴塗陶瓷和金屬陶瓷, 進行航空發動機的維修.
3. 高速火焰噴塗(HVOF)
高速火焰噴塗（或稱超音速火焰噴塗）是20 世紀80 年代出現的一種高
能噴塗方法, 它的開發是繼等離子噴塗之後熱噴塗工業最具創造性的進展。
雖然高速火焰噴塗方法可噴塗的材料很多, 但由於其火焰含氧少溫度適中,
焰流速度很高,能有效地防止粉末塗層材料的氧化和分解, 故特別適合碳化
物類塗層的噴塗。該設備發展到第三代, 性能有了大幅度的提高, 例如
JP-5000、DJ - 2700 等設備其室壓達到8 -12 bar,功率達到100 -120 kw, 噴
塗效率可達10 kg / h ( WC -Co), 塗層厚度可達數mm, 塗層性能已能達到
爆炸噴塗的水平。在許多工業部門獲得廣泛的應用.如航空發動中的耐磨塗
層、造紙機械用的鏡面塗層等.近年來,由於電鍍鉻工藝的環境污染問題,電鍍
鉻工業在一些工業發達國家受到嚴格的限制,並逐漸被淘汰, 採用高速火焰
噴塗塗層代替鍍鉻層的應用越來越受到工業界的關注和重視.
4. 電弧噴塗
電弧噴塗是在兩根絲狀的金屬材料之間產生電弧, 電弧產生的熱使金屬
6
絲熔化, 熔化部分由壓縮空氣氣流霧化並噴向基體表面而形成塗層。該工藝
也具有設備一次投資少, 使用方便、效率高等特點, 但噴塗材料必須是導電
的金屬及合金絲, 因而其應用受到了一定的限制, 但它的高效率使得它在噴
塗Al、Zn 及不銹鋼等大面積防腐應用方面成為首選工藝。
5. 等離子噴塗(APS)
當某種氣體如氮、氬、氫及氦等通過一壓縮電弧時產生電離而形成電中
性的等離子體(是物質除氣、液、固態外的第四態).等離子弧的能量集中溫度
很高, 其焰流的溫度在萬度以上, 可以將所有固態工程材料熔化. 以這種高
溫等離子體作熱源將塗層材料熔化制備塗層的工藝就是等離子噴塗。國內外
已有數百種材料用於等離子噴塗, 是應用較普遍的噴塗方法。
等離子噴塗塗層的緻密度及與基體材料的結合強度均比火焰噴塗塗層
和電弧噴塗塗層的高,而且也是制備陶瓷塗層的最佳工藝.
等離子技術中引人注目之處是設備的大容量化和高輸出功率化, 目前氣
體等離子噴塗設備已有200 kw 的設備出售, 不但大大提高了噴塗效率, 也
使塗層質量更為改善, 因而可以實現大面積高質量塗層的連續生產, 如柔性
印刷用網紋輥鏡面陶瓷層以及高分子薄膜電暈處理用陶瓷絕緣塗層的制備
等.
6. 低壓等離子噴塗(LPPS)
等離子噴塗可以在不同氣氛和不同壓力下實現, 當噴塗作業在氣氛可控
的負壓密封容器內進行時就成為低壓等離子噴塗。低壓等離子噴塗的優點是：
焰流速度高、粒子動能大,形成的塗層緻密、結合強度高； 低壓環境下可對
基體進行預熱和進行反向轉移弧電清理, 進一步提高塗層與基體的結合強
度；由於沒有大氣污染, 塗層材料不氧化成分變化小, 因而可以進行活性金
屬如Ti、Ta、Nb 等的噴塗；還可使形成等離子體的氣體在噴塗過程中與塗層
材料進行反應,形成特殊化合物塗層。由於具有以上特點, 低壓等離子噴塗主
要用於制備航空工業等高科技領域的塗層, 如飛機渦輪發動機葉片抗高溫氧
化和熱腐蝕的MCrAlY(M = Co、Ni、Fe)塗層,以及制備人體人工植入體用生
物功能塗層.
7. 水穩等離子噴塗
水穩等離子噴塗是一種高功率和高速等離子噴塗方法, 它是在由高速旋
轉的水形成的隧道里產生的弧中,水蒸氣分解形成O2 和 H2 的等離子工作氣的
噴塗方法。與氣體等離子噴塗方法相比, 其焰流溫度更高體積更大更長, 特
別是能量更高, 因而特別適合於高熔點氧化物陶瓷的大量噴塗。其主要優點
是：輸出功率大(150 -200 kw), 塗層結合強度是氣體等離子噴塗塗層的2 -
3 倍, 並且塗層緻密, 其硬度、耐磨性和耐熱沖擊性能也有很大提高； 噴塗
效率高, 噴塗能力最大為50 kg / h, 塗層厚度可達20 mm , 而且可以噴塗
分散性較大的粉末, 因而特別適合陶瓷部件的噴塗成形； 只需水和空氣, 運
行成本低, 比其他噴塗方法經濟。 本方法的缺點是焰流為氧化焰, 不適噴
7
塗容易氧化的材料。此外, 噴塗槍體積較大, 比較笨重.
六. 熱噴塗原理和塗層性能
♦熱噴塗原理
1. 熱噴塗塗層的形成
熱噴塗時，塗層材料的粒子被熱源加熱到熔融態或高塑性狀態，在外
加氣體或焰流本身的推力下，霧化並高速噴射向基體表面，塗層材料的粒子
與基體發生猛烈碰撞而變形、展平沉積於基體表面，同時急冷而快速凝固，
顆粒這樣遂層沉積而堆積成塗層。
2．熱噴塗塗層的結構特點
熱噴塗塗層形成過程決定了塗層的結構特點，噴塗層是由無數變形粒
子相互交錯呈波浪式堆疊在一起的層狀組織結構，塗層中顆粒與顆粒之間不
可避免地存在一些孔隙和空洞，並伴有氧化物夾雜。塗層剖面典型的結構如
下圖，其特點為：
＊ 呈層狀
＊ 含有氧化物夾雜
＊ 含有孔隙或氣孔
典型的塗層剖面圖
3. 熱噴塗塗層的結合機理
塗層的結合包括塗層與基體的結合和塗層內部的結合。塗層與基體表
面的粘結力稱為結合力，塗層內部的粘結力稱為內聚力。塗層中顆粒與基體
之間的結合以及顆粒之間的結合機理，目前尚無定論，通常認為有以下幾種
方式。
（1） 機械結合
碰撞成扁平狀並隨基體表面起伏的顆粒和凹凸不平的表面相互嵌
合，貝以顆粒的機械聯鎖而形成的結合（拋錨效應），一般來說，塗層與基
體的結合以機械結合為主。
（2） 冶金－化學結合
這是當塗層和基體表面產主冶金反應，如出現擴散和合金化時的
一種結合類型。當噴塗後進行重熔即噴焊時，噴焊層與基體的結合主要是冶
金結合。
基體粗糙度
氧化物加雜 孔隙或孔洞 顆粒間的粘接顆粒基體粗糙度
基體
塗層
對基體的粘接力
8
（3） 物理結合
顆粒與基體表面間由范德華力或次價鍵形成的結合。
4。塗層的殘余應力
當熔融顆粒碰撞基體表面時，在產生變形的同時受到激冷而凝固，從
而產生收縮應力。塗層的外層受拉應力，基體有時也包括塗層的內層則產生
壓應力。塗層中的這種殘余應力是由熱噴塗條件及噴塗材料與基體材料的物
理性質的差異所造成的。它影響塗層的質量、限制塗層的厚度。工藝上要采
取措施以消除和減少塗層的殘余應力。
♦ 熱噴塗塗層的性能
1. 化學成分
由於塗層材料在熔化和噴射過程中，在高溫下會與周圍介質發生作
用生成氧化物、氮化物，以及在高溫下會發生分解， 因而塗層的成分與塗
層材料的成分是有一定的差異的，並在一定程度上影響塗層的性能。如
MCrAlY 氧化後會影響其耐蝕性，而WC－Co 經氧化和高溫分解後其耐磨性
會降低。通過噴塗方法的選擇可以避免和減輕這一現象的發生。如採用低壓
等離子噴塗可大大減少塗層材料的氧化，而高速火焰噴塗則可以防止碳化物
的高溫分解。
2. 孔隙度
熱噴塗塗層中不可避免地存在著孔隙，孔隙度的大小與顆粒的溫度
和速度以及噴塗距離和噴塗角度等噴塗參數有關。一般來說，溫度及速度都
低的火焰噴塗和電弧噴塗塗層的孔隙度都比較高，一般達到百分之幾，甚至
可達百分之十幾。而高溫的等離子噴塗塗層及高速的超音速火焰噴塗塗層則
孔隙度較低。最低可達0.5％以下。
3. 硬度
由於熱噴塗塗層在形成時的激冷和高速撞擊，塗層晶粒細化以及晶
格產生畸變使塗層得到強化，因而熱噴塗塗層的硬度比一般材料的硬度要高
一些，其大小也會因噴塗方法的不同而有所差異。
4. 結合強度
熱噴塗塗層與基體的結合主要依靠與基體粗糙表面的機械咬合（拋
描效應）。基材表面的清潔程度、塗層材料的顆粒溫度和顆粒撞擊基體的速
度以及塗層中殘余應力的大小均會影響塗層與基體的結合強度，因而塗層的
結合強度也與所採用的噴塗方法有關。
5. 冷熱疲勞性能
對於一些在冷熱循環狀態下使用的工件，其塗層的抗冷熱疲勞（或稱
熱震）性能至關重要，如若該塗層的抗熱震性能不好，則工件在使用過程中
便會很快開裂甚至剝落。塗層抗熱震性能的好壞主要取決於塗層材料與基體
材料的熱膨脹系數差異的大小和塗層與基體材料結合的強弱。
9
七．熱噴塗材料及塗層功能和應用
􀂋 熱噴塗材料
目前實際應用中已實現工業化生產的噴塗材料有金屬、合金和陶瓷等, 主
要以粉末、絲材、棒材狀態使用, 其中噴塗粉末占噴塗材料總用量的70 %以
上. 用作塗層的材料有：
1. 熱噴塗用粉末
純金屬粉末： W，Mo，Al，Cu，Ni，Ti，Ta，Nb 等
合金粉末： Al-Ni，Ni-Cr，Ti-Ni，Ni-Cr-Al，Co-Cr-W，
MCrAlY(M=Co、Ni、Fe)，Co 基、Ni 基、Fe 基自
熔合金等
氧化物陶瓷粉末： Al2O3，ZrO2，Cr2O3，TiO2 等
碳化物粉末： WC，TiC，Cr3C2 等
金屬陶瓷粉末： WC-Co，Cr3C2-NiCr 等
塑料粉末： 尼龍， 聚乙烯，聚苯硫醚等
2. 熱噴塗用絲材
Al、Cu，Zn，Al-Zn 合金，巴氏合金，不銹鋼，Ni-Al 絲等
3. 熱噴塗用棒材
Al2O3，Cr2O3，ZrO2 等
􀂋 塗層功能和應用
1. 抗磨損塗層
磨損是造成工業部門設備損壞的主要原因之一, 可能產生磨損的工作條
件包括微振、滑動、沖擊、擦傷、侵蝕等.抗磨損塗層應該是堅硬的,而且具
有耐熱和耐化學腐蝕的性能.Fe、Ni、Co 基自熔合金以及WC - Co 和Cr3C2-NiCr
等金屬陶瓷以及 Al2O3、Cr2O3 等陶瓷材料具有上述這些性能. 採用塗層技術
提高工件表面耐磨性的應用非常廣泛, 如活塞環、齒輪同步環噴塗Mo 塗層,
紡織機械中的羅拉、導絲鉤等零部件噴塗耐纖維磨損的 Al2O3、 Al2O3 -TiO2
陶瓷塗層, 泵和閥門密封面噴塗Cr2O3、WC-Co 等耐磨塗層, 大馬力載重汽車
曲軸及大型磨煤機、排風機軸等採用Fe 基合金材料進行磨損修復和耐磨強化
等。
2. 防腐蝕塗層
長期暴露在戶外大氣(海洋、工業及城鄉大氣)和不同介質(海水、河水、
溶劑及油類等)環境中的大型鋼鐵構件,如輸變電鐵塔、鋼結構橋、海上鑽井
平台、煤礦井架以及各種化工容器如儲罐等,受到不同程度的環境氧化和侵蝕.
採用Al、Zn、Al - Zn 合金及不銹鋼等塗層進行防護,可以獲得長達20 年以
上的長期防護效果.一些受到氣體腐蝕和化學腐蝕的部件,可以根據具體工況
(如介質、濃度、溫度、壓力等)選擇合適的金屬、合金、陶瓷及塑料等塗層
10
材料進行防護.
3. 抗高溫氧化和耐熱腐蝕塗層
對於一些暴露在高溫腐蝕氣體中的部件,受到高溫、氣體腐蝕及氣流沖
刷的作用,嚴重影響了設備的壽命和運行的安全.抗高溫氧化及高溫腐蝕的材
料除了必須抗高溫氧化和耐腐蝕外,還必須具有與基體材料相似的熱膨脹系
數,方不會因溫度周期變化和局部過熱導致塗層抗熱疲勞性能下降.用作抗高
溫氧化和高溫腐蝕的塗層材料有：NiCr、NiAl、MCrAl、MCrAlY(M = Co、 Ni、
Fe)及Hastiloy 和Stellite 合金等. 這類塗層的典型應用如電廠鍋爐四管
(水冷壁管、再熱器管、過熱器管及省煤器管)及水冷壁等的高溫氧化腐蝕一
直是電力、造紙、化工等工業鍋爐用戶需要解決的問題,經多年研究、實踐證
明, 採用電弧噴塗Ni - Cr、Fe -Cr -Al、Ni-Cr -Al、45CT 等塗層能獲得良
好的防護作用,使用壽命最長達9 年.MCrAlY 塗層用於航空渦輪發動機葉片塗
層以及作為渦輪發動機燃燒室、火焰筒等用熱障塗層的粘結底層。
4. 熱障塗層
ZrO2、Al2O3 等陶瓷塗層,熔點高、導熱系數低, 在高溫條件下對基體金
屬具有良好的隔熱保護作用稱為熱障塗層.這種塗層一般 由兩個系統構成,
一是由金屬作底層, 另一則是由陶瓷作表層.有時為了降低金屬和陶瓷間的
熱膨脹差異和改善塗層中的應力分布, 常在粘結底層和陶瓷面層間增加一過
渡層,該過渡層或為由底層金屬和面層陶瓷材料以不同比例混合的多層塗層
或為由金屬及陶瓷材料成分連續變化的塗層來形成所謂的成分(或功能)梯度
塗層.金屬粘結底層為Co 或Ni、加有Cr、Al、Y 的合金材料, 陶瓷材料最好
採用由Y2O3 穩定的ZrO2, 熱障塗層一般用於柴油發動機活塞、渦輪發動機燃
燒室、閥門和火焰穩定器等.
5. 絕緣塗層
陶瓷材料不僅具有高的硬度和優良的耐磨性能, 還具有十分優良的絕緣
性能, 採用高能等離子噴塗的Al2O3 塗層塗層緻密、絕緣強度高, 是理想的絕
緣塗層。 如果採用有機或無機物質對噴塗層再進行封孔處理, 則將獲得更為
優良的絕緣效果.目前這種高度絕緣的塗層已用於對高分子材料薄膜進行活
化處理的電暈放電輥表面,效果良好.
6. 間隙控制塗層
採用復合粉末, 在基體上噴塗軟質的可磨耗密封塗層是航空、航天工業
中迅速發展起來的高溫密封、控隙技術, 是現代熱噴塗塗層的重要應用之一。
在配合件的接觸運動中採用可磨耗塗層可以使配合件自動形成所必須的間隙,
提供最佳的密封狀態. 目前,高技術的可磨耗塗層材料是由兩種粉末的混合
粉或團聚粉組成,用火焰或等離子噴塗方法制備. 一般來說, 可磨耗塗層由金
屬本體和非金屬填料組成 , 填料通常是石墨、聚脂、氮化硼等. 填料的作用
是減弱塗層本身的整體性,從而增強塗層的可磨損性. 已經開發了一系列的
噴塗用可磨損塗層材料,這些塗層用 於表面的空氣密封部位,壓氣機或透平
11
葉片與金屬表層結構或機匣之間,獲得了良好的密封效 果.可磨耗 塗層還可
用於迷宮式密封,該塗層用來疏導冷卻空氣,減少發動機壓縮空氣的損失,並
保持轉子軸的壓力平衡.
7. 尺寸恢復塗層
熱噴塗是恢復零部件尺寸的一種經濟而有效的方法.無論是因工作磨損
還是因加工超差造成工件尺寸不合要求,均能利用熱噴塗技術予以恢復.這種
方法既沒有焊接時的變形問題, 也不象特殊的電鍍工藝那樣昂貴.同時新表
面可以由耐磨或抗蝕材料構成,也可以與工件的構成材料相同.修復各種軸類
和柱塞件是典型的應用, 包括迥轉軸、汽車軸、往復柱塞、軸頸、軋輥、造
紙烘缸以及石油化工工業中的泵類葉輪葉片及外殼等.發電機汽缸中分面現
場熱噴塗修復是熱噴塗恢復平面工件尺寸的一個成功的應用例。發電機汽缸
在長期的使用中其中分面由於微振、熱汽流腐蝕及沖蝕等作用而發生多處形
狀不同、面積不等及深淺各異的破壞，引起泄漏而影響發電機效率。採用熱
噴塗方法分別對各破壞處進行噴塗填補，然後通過打磨使得汽缸平面恢復平
整並達到所需的尺寸精度。熱噴塗技術不失為重量大、結構復雜和價格昂貴
的汽缸的中分面現場修復的安全(不會發生變形)、簡便而高效的方法。
8. 生物功能塗層
在不銹鋼或鈦基體上噴塗生物功能陶瓷塗層,如羥基磷灰石等, 能有效
地克服金屬型人工骨骼與生物體組織不相容和體液腐蝕問題,並能改善人體
組織與人工植入體的結合.
9．遠紅外幅射塗層
某些氧化物具有高的熱幅射率, 在受熱時能夠幅射出遠紅外波, 這種波
的能量極易被高分子有機物(如油漆)、水、空氣等物質的分子吸收產生共振
而產生內熱, 從而加速過程的進行. 在加熱元件上噴塗這種塗層, 其節電效
率一般平均在25-40 % 左右。

㈧ 靜電噴槍噴漆安全嗎

• 靜電噴槍噴漆：

霧化的油漆微粒在直流高壓（80～90kV）電場中帶負電荷，在電場力作用下，油漆微粒飛向帶正電荷的工件表面，形成漆膜，此過程稱為靜電噴漆。

目前使用傳統液體噴塗、人工手噴的作業方式，存在油漆浪費量大、環境污染嚴重、清理困難、生產效率低、產品色差、質量不穩定等問題。而靜電噴漆就能解決這些問題。它的原理與靜電除塵相同，是利用高壓所形成的靜電場來進行噴漆的新技術。它與人工噴漆相比具有效率高，浪費少，質量好，有利於工人健康等優點。

• 旋杯式靜電噴漆裝置

油漆通過塗料管進入高速旋轉的碟杯，從噴杯噴出的油漆，由於噴杯的高速旋轉而被霧化。油漆霧粒子因噴杯接負高壓(60—120kV)而帶負電，互相排斥均勻散開，同時，在電場力的作用下，向接正高壓的工件飛去，被吸附在工作表面上形成光亮牢固的油漆層。靜電噴漆由於電場力作用范圍小，所以不會污染空氣。

• 靜電噴漆技術

一、靜電噴漆技術前言
隨著工業技術水平的不斷發展與人們精神文明水平絡續改善的同時，人們對產品在外觀上的要求也越來越高，既需雅觀雅緻又要務實惠信得過，靜電噴漆技術就是近年來在國際外敏捷發達起來的新型技術，被廣泛應用到各個工業行業表面處理中。它不單能節儉塗料，相比傳統噴漆。及能提高環境的凈化水平，而且能夠使噴塗工藝機械化、連續化、減少噴塗的不良率，獲得極佳的塗膜效果。靜電噴漆技術大大提高勞動出產率，改善勞動條件，從而獲得可觀的社會經濟效益。從用戶體驗來看，能更好的滿足各行業企業。
二、靜電噴漆基礎原理
靜電噴漆是以被塗物為正電極，日常情景下接地；塗料霧化裝置為負電極，接電源負高壓，這樣在兩極就釀成了高壓靜電場。由於在陰極孕育發生電暈放電，可使噴出的塗料介質帶電，並進一步霧化。遵照「同性相斥，異性相吸」的原理，已帶電的塗料介質受電場力(F=扭)的作用下，塗料對被塗物形成環抱效果，沿電力線定向地流向帶正電的被塗物外觀，堆積成一層平均、附著牢固的薄膜。靜電噴漆技術也可採用正極性電暈放電，但負極性電暈放電的臨界電壓較正極性電暈放電低，又較為穩定、不易孕育發生火花。在通常情景下將被塗物作為正極接地。

三、靜電噴漆設備
靜電噴漆設備——靜電噴槍（包括噴槍一支，霧化噴嘴一個，靜電發生器一台，以及供漆泵浦一台），靜電噴漆槍市場上應用較多見品牌有海馬，元麒，弘大，岩田，固瑞克等，台灣海馬，元麒，弘大因成本上的優勢（包括售後維護成本），而且技術參數已經達到可以滿足各種產品、塗料的噴塗要求。噴漆槍霧化噴嘴可以根據塗料，被塗物的不同進行選擇，比如TCN20金屬圓形噴嘴，適合噴塗透明漆，扇形噴嘴適合噴塗大平面的產品，帶磁圓形噴嘴適合噴塗色漆等等，噴嘴的選擇最好咨詢專業的技術人員，關於靜電發生器一般高電壓出力一般是在30KV-80KV之間，而一般的供漆泵浦噴塗壓力一般都在0.4MPA左右。此外靜電噴漆設備根據功能的不同有手動靜電噴漆和自動靜電噴漆，原理都是一樣，靜電噴漆主要是安裝在自動化生產線上使用，如機器人，往復機上但是靈活性沒有手動靜電噴漆那麼高，很多產品必須使用手動靜電噴漆才能達到噴塗要求。
四、靜電噴漆發展歷史
1876年法國發現靜電有使液體微粒化的作用,1903年美國發表了利用靜電霧化的專利,1944年法國奠定杯式靜電噴塗基礎。1956年美國獲靜電塗裝裝置專利,爾後美、法、英、瑞士、日本許多公司相繼出現各種靜電塗裝設備。50年代我國引進旋杯式靜電噴塗設備,70年代引進Ω式(即園盤式)靜電噴塗設備。

安全及操作注意事項

1 電氣：

靜電噴漆區內不應設置與噴漆無關的電氣設備。在進行靜電噴漆作業時，嚴禁在靜電噴漆區內使用攜帶式燈具和其他移動式用電設備。

2 通風

在靜電噴漆時，應保持送、排風狀態。送、排風未開啟時，噴塗設備不應工作。噴漆工作結束後，送、排風應持續進行5～10min後再關閉。

3 接地

3.1噴漆間內所有金屬材料的導電性物質（如塗料泵、塗料桶、溶劑桶、塌台、滅火器等）要切實接地，且接地電阻小於10Ω。

3.2空氣軟管為專用的軟管，內有金屬絲接地。

3.3保持軌道清潔，保證軌道內存水，才能保證噴塗工件接地狀態良好。

3.4進入噴漆間和調漆間，應觸摸導電球，以消除人體攜帶的靜電。

4 個人防護

4.1作業時應戴專用導電手套，也可不戴手套，使手直接接觸槍柄金屬處，保證操作者接地。

4.2作業人員應穿防靜電服，不得穿絲綢、合成纖維等易產生和積聚靜電荷材料製成的內衣。

4.3作業人員不應佩戴孤立的金屬物體。

5 操作

5.1塗料電阻值為15～70MΩ

5.2常用塗料壓力0～0.3MPa

5.3常用空氣壓力0.05～0.4MPa

5.4噴嘴前端與工件距離150～200mm為宜。

5.5噴漆時不應將噴槍對人，不應將手放置在噴嘴上。

5.6噴漆前檢查塗料是否有泄漏，如有不應進行噴塗作業。

5.7靜電噴塗作業中，請勿使噴槍頂端的高壓電極及其周邊部分接近或接觸被噴塗物及接地物品。

5.8中斷或完成噴塗作業時，務必先切斷控制電源，等待5秒鍾後，將噴槍頂端的電暈針與地線或接地的金屬物體接觸10秒鍾以上，使其放出殘留電荷。

5.9在噴漆作業中，不應使絕緣物體碰觸工件和靜電噴槍。

5.10作業人員噴漆作業時，如果感覺到電擊，應立即停止作業。

6 清洗

6.1清洗時關閉靜電噴槍電源。

6.2不可將槍體浸泡與溶劑中。要手持噴槍，用軟毛刷或抹布蘸溶劑清洗。

6.3噴嘴堵塞時，應先以溶劑浸泡後，再用壓縮空氣吹，不可使用金屬刷。

6.4噴嘴在作業過程中也要經常清洗，附在噴嘴部分的塗料會使微粒化不良並影響靜電效果。

6.5應用金屬容器盛裝清洗溶劑，容器應可靠接地。

6.6清洗溶劑的罐裝量不應超過該容器容積的80%。

6.7應在通風良好的區域內清洗。

7 維修

7.1維修前應停止靜電噴漆作業，送排風繼續運行。

7.2維修時應停止噴漆作業並確保風機繼續運行。

7.3靜電噴漆室嚴禁一切明火作業。如維修作業有可能產生火花時，維修單位的有關人員應訂出可靠的消防安全方案，經所在部門負責人同意，填寫「高危作業審批單」，由維修部門負責人簽批，報安技科審核，安技科審核後，派人到現場檢查預防措施，確認預防措施完善後，方可作業。

8 其它

8.1不得在靜電噴漆區內穿脫衣服、帽子或類似物。

8.2靜電噴漆室地面格柵應定期清洗，防止漆渣積聚過多，表面絕緣，不要隨意向格柵上噴射油漆。

8.3噴漆間內盡可能少的存放油漆和溶劑容器以及不必要的物品，空容器及時移除噴漆間。

8.4將塗料或溶劑從一個金屬容器倒入另一個金屬容器，應將兩個金屬桶有效連接和接地。

8.5未穿導電鞋的人員不應進入噴漆間，嚴禁接觸正在作業的人員。

8.6連接電纜要捆束離槍柄末端70cm左右。

• 特別注意事項

1.使用時電壓應該控制在9萬伏以下，超過這個電壓，會對人體健康不利，另外短路電流要控制在0.7mA以下。

2.為了盡快消除靜電荷，手工噴塗時，噴槍使用後要立即接觸地面，及時釋放殘留電荷，同時人體與地面不要絕緣，以盡快消除人體上的電荷。

3.被塗工件和噴槍口之間的距離不要太近，要保持10cm以上，防止短路產生火花。

4.在操作前一定要檢查各部分的線路連接是否正常，一定注意機殼、工件的正常接地，以避免高壓靜電。

靜電噴漆設備專業廠家——弘大HDA。手持靜電噴漆槍，自動靜電噴漆槍，旋杯靜電噴漆槍等。

㈨ 五金噴漆

一、 底材：

五金件烤漆的底材有：

冷軋鋼板沖壓件或板材

鍍鋅鋼板沖壓件或板材

鎂合金沖壓件或板材

鋁合金沖壓件或板材

不過烤漆工藝是大同小異的

二、 五金烤漆流程：

前處理?.烘乾?底漆塗裝?烘烤?面漆塗裝?烘烤?檢查?包裝

三、 表面預處理:

（1）1 除油；2 水洗；3 除銹；4 水洗；5 表調；6 水洗；7 磷化；8 水洗；9 水洗；10 烘乾;

（2）前處理的目的與重要性：

? 前處理的目的是為了得到良好的塗層，由於以上的沖壓件在製造、加工搬運、保存期間會有油脂，氧化物銹皮，灰塵，銹及腐蝕物等在表面上，若不去除將直接影響到塗膜的性能，外觀等，所以前處理在塗裝工藝中佔有極為重要的地位。

（3）前處理的意義：

? 塗裝前處理與塗布、乾燥為塗裝工藝三大主要工序，其中塗裝前處理是基礎工序，它對整個塗層質量、塗層使用壽命、塗層外觀等均有著重要影響

? 通過脫脂、除銹、磷化等工序後的工件表面清潔、均勻、無油脂

1、 除油：

主要有礦物油、潤滑脂、動、植物油脂，比如操作與搬運過程中用手摸等油脂使絕大多數塗料的附著力嚴重下降，並影響它們的乾燥，也使塗層的硬度和光澤度降低。

以鹼溶液除去工件上之油污，主要的鹼為NaOH,NaHCO3等等混合而成；可以買到專門的脫脂粉，然後配製成水溶液；肥皂的皂化作用；

2、 水洗

以清水漂洗，以免前一工序中的溶液污染到下一工序。清水必須是活的（流動的）。

3、 除銹

黃銹能促進腐蝕產物在塗層下蔓延，使塗層失去屏蔽性和不透濕性。在高溫高濕條件下能導致塗層和金屬的早期損壞，鬆散的黃銹，附著力差，能與塗層一起脫落。

除銹的方法很多，如鹼液法，酸液法，機械法，電解法等，常見的是鹼液法。以化學溶液除去工件表面的氧化皮，銹跡等，一般是用硫酸，也有用草酸。還可輔以超聲波清洗。

4、 表調（中和）

表面調整的簡稱：以酸（或鹼）溶液除去除銹工序中表面多餘的鹼（或酸），調整酸鹼度盡可能到中性，即PH值=7；

作用：加快磷化速度，細化磷化結晶，增加磷化的結晶點；

5、 磷化

磷化是塗裝前處理的中心環節，用磷酸式錳、鋅、鎘的正磷酸鹽溶液處理金屬工件，使在工件表面上形成一層不溶性磷酸鹽保護膜，所形成的磷化膜系具有細微小孔的緻密結構，增大了工件表面積，可以增大塗層接觸面積，使磷化膜與塗層之間產生有利的相互滲透，大大提高有機塗層對工件的附著力 。

磷化所形成的磷化膜是一層穩定的不導電的隔離層，使金屬表面由優良導體變為不良導體，抑制了微電池形成，有效地阻止塗層腐蝕。

磷化常用的方法按處理溫度分為高溫磷化（70~90℃ ），中溫磷化（50~70℃ ）和常溫磷化（20~30℃ ）。

磷化膜一般是黑色的。

6、 烘乾

以上前處理過程基本都是在水槽中進行的。並且每一工序有時間的規定。烘乾水分，准備塗漆；

四、 上掛前品檢

在上線之前對未塗漆之工件進行外觀檢查；有很大一部分是已塗過漆的不良品，要檢查是否可直接噴塗或是要脫除舊漆；脫除舊漆方法，溶劑浸泡清洗或用專用的脫漆劑脫除。

五、 打磨

非必需過程，除去表面粒狀雜質並增加一定粗糙度以增加油漆附著力；

第一遍：400#水砂紙

第二遍；800#水砂紙或更細

六、 上掛

將產品勾於掛具上，掛具導電並隨流水線移動；掛具應為導電體，並需接地（針對靜電塗裝）；掛具一般根據產品的不同特點而定製的；數量很多，整條流水線周轉使用

七、 吹塵

除去表麵灰塵，毛屑等；壓縮空氣；靜電除塵槍；火焰燃燒；

八、 手工噴塗

在自動噴塗前對電位較低處（如陰影部分，凹部等進行預噴塗，但也是必備的沒有自動噴塗設備時的選擇，效率不高，產能有限，不穩定因素多，不良率較高，漆膜厚度不均等

手工噴塗的設備主要包括空氣壓縮機，輸氣管，空氣油水分離器，噴槍，塗料容器，噴漆室等。

噴槍的種類有：1、重力式；2、吸上式；3、壓送式

九、 Disk噴塗

Disk自動噴塗屬於靜電噴塗的范疇，利用噴塗裝置與接地工件之間的高電壓差產生靜電力，Disk以固定速度產生的離心力將塗料甩出，靜電霧化塗料後塗覆於工件上，Disk上下移動覆蓋整個工件范圍；

Disk噴塗設備實際上是旋盤式靜電噴塗設備，也可稱為離心力靜電霧化設備，旋盤轉速為：5 000~60 000 r/min，工作電壓為：70~120KV，採用空氣馬達驅動，靜電塗裝使用的靜電塗料，塗料的電阻值需控制在一定的范圍內；

十、 補漆

檢查Disk噴塗缺陷（少漆，漆薄等）部位進行修補，通過檢查可及時發現Disk噴塗的缺陷並加以調整，對Disk噴塗不到的位置進行噴塗；

十一、 預熱爐烘烤

以較低溫度（如80~150℃）烘烤，使溶劑部分蒸發，濕漆膜流平

十二、 主爐烘烤

以較高溫度（如180~185℃）強制烘烤，將油漆烤乾，流水線速度越快，則溫度需調的越高；

十三、 品檢

檢查成品；

十四、 下掛包裝

取下工件，包裝；進入下一加工工序或成品入庫；

液體塗裝與粉體塗裝

一、 液體塗裝：

塗料與溶劑（或還加硬化劑）混合後施工，以壓縮空氣或靜電力霧化後飛向工件並附著，溶劑蒸發（或相互反應）後固化成膜；VOC（可揮發有機氣體）含量高，對人體有較大危害；塗料利用率很低，僅約50%；一次噴塗所形成的膜厚為15~25um；

二、 粉體塗裝：

塗料為細粉狀態，通過靜電作用附著於工件，通過高溫烤爐時，塗料熔融，流平，並交聯固化；VOC含量為零，但要注意粉塵的危害；塗料可回收使用，利用率可達99%以上；設備投資大；適合於厚膜塗層的塗裝,一次噴塗膜厚為50~150um；

三、 塗膜性能（1）

機械物性：沖擊強度 50Kg/cm塗怪無龜裂；杯突 6.0mm以上/每秒壓出1mm；附著力 (百格)測試，塗層無脫落（分等級）；耐彎曲性 1mmØ,180°彎曲，塗層無裂縫；鉛筆硬度2H,允許輕微痕跡；

化學性能：耐沸水性 沸騰水，1hr浸泡，無異常；耐鹼性 5％NaOH,240hr無變化；耐酸性3％HCL,240hr無變化；耐溶劑性 二甲苯，24hr無變化；耐污染性 唇膏，常溫下24hr無異常；

耐熱性：180℃ x l hr 色差 E<0.8,保光性優異；

耐腐蝕性：耐鹽霧性 1000hr無變化；耐濕熱性 500hr無變化；

超聲波清洗原理

超聲波清洗屬物理清洗，把清洗液放入槽內，在槽內作用超聲波。由於超聲波與聲波一樣是一種疏密的振動波，在傳播過程中，介質的壓力作交替變化。在負壓區域，液體中產生撕裂的力，並形成真空的氣泡。當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，在正壓區域氣泡由於受到壓力擠破滅、閉合。此時，液體間相互碰撞產生強大的沖擊波。雖然位移、速度都非常小，但加速度卻非常大，局部壓力可達幾千個大氣壓，這就是所謂的空化效應。

磷化基本原理

磷化是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要是：給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用於塗漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑使用。