苏 明

（三菱重工叉车(大连)有限公司，116630）

1 粉末涂装技术相关阐述

1.1 粉末涂料相关阐述

粉末涂料是一种固体树脂和填料、颜料、助剂等构成的固体粉末状合成树脂材料。与普通溶剂涂料、水性涂料不同，其分散介质不是水和溶剂，是以空气作为分散介质。在实际使用中具有无污染、100%成膜、无溶剂污染的特性。粉末涂料可以划分为热固性、热塑性两种形式。热塑性粉末涂料的涂抹外观较差，与金属附着性能较差，所以在工程机械领域中的应用较少；工程机械领域工程都是采用热固性粉末材料，主要是通过热固性合成树脂作为成膜物质，在烘干工艺当中树脂会先熔融，再受到化学交联后固化为平整硬质涂料[1]。

1.2 静电粉末涂装原理

粉末涂料可以采用多种涂装方法，其中静电粉末喷涂技术是当今发展最快的施工工艺，在实际应用中也更加成熟。静电粉末涂装原理为：连接静电粉末喷枪、高压静电发生器，待到接通高压静电之后，此时工件正极会生成非常高的压静电场，枪口位置会产生电晕放电的情况，在粉末涂料由净化空气从供粉器传输到喷枪，在喷出粉末时，由于粉末雾化并且途径电晕放电区会成为带电颗粒，在电场、气场作用下顺着电场力方向喷涂到工件表面，根据机械工件表面电力线分布密度排列，在库仑静电影响下可以全面吸附在工件表面上。在喷涂厚度达到一定程度时，采用加热熔融工艺、流平固化工艺，形成光滑平整的涂层。与高压静电喷涂法不同的是，摩擦发电不需要高压静电发生器，粉末的带电及静电场靠摩擦而产生。当粉末在净化的压缩空气输送下经过由强电阴性材料制的摩擦喷枪时，便与枪体内壁发生摩擦而带上正电荷。

2 粉末涂装技术的应用现状

在实际应用中，粉末涂装技术具有施工效率高、环保性好、涂膜性能强、成本低等优势，在工程机械领域中的应用十分广泛。现如今，很多工程机械制造厂商都构建了粉末涂装生产线，从而降低涂装成本，但很多小型工程机械制造商由于资金欠缺，难以满足粉末涂装生产线的一次性投资量，所以很少有小型企业建设粉末涂装生产线。

现如今，在工程机械领域当中粉末涂装技术主要是应用在薄板件、小件涂装等领域，包括机罩、爬梯、驾驶室、台架等，并且这些方面较为成熟。结构件粉末涂装也有所涉及，但由于结构件内部体系复杂，在实际运行中存在着很多问题，主要是包括烘烤不均、成本高、能耗大等问题。为了能够发挥粉末涂装技术效能，同时考虑工程机械零部件结构复杂性，因此大部分企业都是采用往复式自动喷粉与手动喷粉结合方案。当然，粉末涂装技术在实际应用中也存在着些许问题，包括烘烤温度高、换色难、局部修补困难、环境要求高等。

3 粉末涂装技术在工程机械领域中的应用

3.1 在薄板件领域的应用

薄板件主要是以防腐涂装为主，主要包括前处理、涂装两个环节，通常可以应用磷化电泳技术进行处理，之后再采用粉末涂装工艺。工程机械中薄板件主要包括驾驶室、机罩等，这些零部件板材厚度通常在5mm 以下，在高温固化炉内会快速升温，可以确保烘烤温度的均衡性，更有利于开展粉末涂装。其主要的粉末涂装工艺流程为：上件→两次脱脂→两次水洗→表调→磷化处理→两次水洗→纯水洗→阴极电泳→两次超滤处理→纯水洗→沥水→高温固化→强制冷却→打磨→打胶→喷粉→人工补粉→高温固化→强制冷却→下件[2]。

粉末涂装在薄板件中的工艺特点和要求为：

1）原件要求高。由于驾驶室、覆盖件的原材料外观要求非常高，但是应用粉末涂装技术不适用腻子打磨方法，所以必须要保证原件表面质量，不得出现凹凸和杂质问题。薄板件粉末涂装工艺更适用于大型工程机械生产，在生产中要使用模具冲压薄板件，确保板材质量达到标准。

2）机械与人工喷涂组合方法。部分薄板件内部结构十分复杂，特别是驾驶室，如果全程采用机械喷涂方案，可能会导致边角、内表面、空洞无法涂装到位，此时就要人工辅助喷涂。人工涂装可以在机械喷涂前，也可以在机械喷涂后。后喷可以防止漏喷，但会受到人为因素影响，碰到没有硬化的喷涂表面，形成损伤、难以修复，影响工件外观；前喷可以避免人为因素的影响，但可能会出现漏喷情况。

3）采用燃气或燃油加热。由于薄板件厚度小，温度上升均衡，通常采用热风循环的方法即可满足涂装标准。因此不需要进行红外预加热工艺。

4）辅料、屏蔽物要有耐高温性。由于粉末涂料固化温度高，所以辅料必须也要具备耐高温性（如密封胶等）。如果某些地方找平需要腻子，则必须要采用导电的高温特殊腻子。

5）粉末涂料套色工艺复杂，适用于单一颜色涂装。通常情况都是采用溶剂型涂料在固化好的粉末涂层套色，溶剂涂料、粉末涂料附着力不足，要采用二次烘烤工艺强化附着力。可以采用贴膜工艺取替小面积套色，但要充分考量胶带对粉末涂层的后续附着力，如果无法确定需要展开加速老化试验。

6）成品保护

当今粉末涂装技术体系中并没有较为完善的修复工艺，所以在薄板件装配、调试中必须要加强成本保护，否则很难修复。

3.2 在结构件领域的应用

工程机械结构件主要是厚钢板、铸锻件焊接成型，具有结构尺寸较大的特点，相比薄板件，粉末涂装工艺上有很大的差异。其主要的技术工艺表现为：除油→屏蔽→上件→抛丸→清理→脱脂→两次水洗→表调→磷化处理→一次水洗→热水洗→两次吹水（自动和手动）→烘干→强制冷却→喷粉→高温固化→强制冷却→下件。

相比溶剂涂装工艺，结构件粉末涂装的特点为：

1）处理工艺上，粉末涂装的工艺要求更高，表面不得出现任何的粉尘、油污，否则会降低粉末附着力，所以在工艺中要在抛丸后进行脱脂和磷化处理，保证结构件表面足够清洁。溶剂涂装工艺在粉尘和油脂上的要求更低一些，抛丸工艺完成后即可进行喷涂底漆。

2）涂层方面，粉末涂装通常是采用单一涂层，而溶剂涂装采用双涂层方案。当今结构件粉末涂装主要是采用聚酯粉末涂料，相比环氧底漆、聚氨酯面漆涂层的防腐性差一些。

3）涂装效率方面，粉末涂装效率更高一些，由于可以在施工中调整工艺参数，所以往往一道涂装工序即可满足标准厚度要求，溶剂涂装至少要喷涂两道涂装工序才能够满足厚度要求。

4）采用静电粉末喷涂技术，考虑到结构件整体形态较为复杂，存在一些凹槽部位，由于在涂装中会生成法拉第效应，会影响粉末上粉效果，导致部分位置喷涂厚度不足或漏喷。溶剂涂装技术由于要采用预涂工艺，所以可以避免这些问题[3]。

5）粉末涂装工艺要重点考虑板材厚度、吸热性，考虑到结构件板材厚度较大，减缓了工件表面上升温度速率，要延长加热时间。为了能够缩短加热周期，可以采用红外预热、热风炉循环组合加热方案，所以增加了烘烤能耗。再者，结构件整体结构较为复杂，在烘烤过程中可能会出现受热不均情况，如外侧区域已经达到了固化温度标准，但内侧温度没有达到粉末材料固化要求，所以当今粉末涂装技术更多是应用在结构简单的机械件中。

4 结语

综上所述，通过分析粉末涂装工艺在工程机械中的应用，可以发现该项技术对原材料表面质量要求较高，更加适用于大型工程机械车间批量生产，还需要做好成品保护。从实用性方面来看，粉末涂装工艺更加适用于简单构件、小件，不利于大型结构件中，但是随着低温粉末材料和烘烤工艺的完善，粉末涂装技术的应用会更加广泛。