铸铁阀门的粉末涂层工艺探讨.pdf

年第3期
文章编号:1002-5855(209)03-00-03
铸铁阀门的粉末涂层工艺探讨
张继伟,周子民
1.合肥通用机械研究院,安微合肥23001;2.江苏竹业有限公司,江苏常州213355)
摘要探讨了水系用铸铁网门和铸铁管道配件的功能性防护涂层的现状、材料和工艺。
关键词铸铁;门;管件;粉末;涂层
中图分类号:TG179
文标识码:B
Technology discussion of powder coating for cast iron valves
ZHANG Ji-weil ZHOU Zi-min?
(1. Hefei General Machinery Research Institute, Hefei 230031, China
2. Jiangsu ZUZEM valves Company, Limited, hangzhou 213355, China
Abstract: According to the requiements of the Transmission and dis ion of the equipments for wa
terworks purposes Explore the status materials and processes of the function of protective coating
which used for cast iron valves, cast iron pipe fittings
Key words: cast iron; valves; pipe fittings; powder; coating
概述
阀门的表面处理方式主要有油漆涂装、镀锌和
水系统由于压力低,所用阀门和管道配件主要粉末涂装等。涂漆的防护期短,不能长期在工况情
材料为铸铁。水系统建设要求阀门与管道等寿命一况下使用。镀锌工艺主要是管道应用较多,热镀锌
般不低于30a,不能对介质造成二次污染。但铸铁和电镀锌都有采用,工艺复杂,预处理采用酸洗、磷
不耐腐蚀,单一材质不能满足要求,需要对其进行合化工艺,工件表面会有酸、碱液的残余物,留下了腐
适的涂层处理,这就需要对该类产品的涂层作研究蚀的隐患,使镀锌层容易产生脱落,镀锌的耐腐蚀年
分析,选择合适的材料与工艺。铸铁阀门的材料包限为3~5年。粉末涂装具有涂层厚、耐腐蚀、耐冲
括灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等。由于球墨铸铁刷等特点,能满足水系统使用条件对阀门的要求。
阀门在水系统中的使用越来越广泛,本文以球墨铸3材料
铁门为例进行论述。
粉末涂料无溶剂,减少了环境污染和有机溶剂
2现状
中毒,其不属于易燃品,储存和运输安全方便,简便
据调査分析,现在阀门的损坏和更换主要是主经济。粉末涂料可回收利用,利用率约为95%。涂
体锈蚀,内腔因为与介质接触,锈蚀极为严重,锈蚀料工艺易实现自动化,一次涂装可获得40~500pm
后阀门通径变小,流阻增大,影响介质传输。而且阕厚涂层。涂层无底漆,提高了工作效率。边角的覆
门多安装在地面或地下,外表与空气接触,空气潮盖性优良,涂膜的机械性能、绝缘性能和耐腐蚀性能
湿,表面易发生锈蚀。这就需要对阀门的主体材料优良。但是,粉末涂料换色程序复杂。储存时受压
加以防护,以延长使用寿命。另ー方面,由于铸铁直力、温度和湿度的影响,易结块。粉末涂料的制造设
接与水接触,锈蚀的存在构成对水质的二次污染,这备和涂装工艺较复杂。
必须加以控制。因此,对涂层的要求以功能性防护
粉末涂料品种繁多,常用的有尼龙11、尼龙12、
为主,装饰性为辅。
环氧树脂和环氧聚酯等。综合其性能、成本和工艺
作者筒介:张继伟(1978-),男,工程师,主要从事阈门技术的研究与开发工作。
2009年第3期
复杂程度等因素,环氧树脂粉末适合用作阀门的涂高,一次性投入大。喷涂应在尽可能短的时间内完
层。如果不考虑成本因素,尼龙系列粉末是最佳方成,最好是在粉末凝胶时间内。对于不需喷涂的螺
案,综合性能指标高。国外有采用尼龙粉末作阀门纹、平面、孔等处,可以采用硅胶塞和高温胶带等器
涂层的成功事例。
具遮避保护,待喷完成后取下即可。
4工艺
(4)固化固化温度180℃,时间10~15min。
阀门中需要喷凃的铸铁零件有阀体、阀盖、压固化环节是涂层最终成型的环节,对最终涂层性能
盖、手轮和闸板等。喷涂工艺流程为工件预处理→影响较大,应合理控制其温度和时间。温度低,时间
去除灰尘→预热→喷涂→固化一→冷却。
短,固化不完全。温度高或时间长,会导致涂层变
(1)预处理需要涂装的表面必须是干燥和干色。喷涂完成到进人固化烘道的时间要尽可能短,2
净的,且具有一定的粗糙度。铸铁的多孔性结构,使min以内为佳,否则会影响固化效果。固化完成的
零部件组织不致密,其在酸处理时,极易发生酸内工件,冷却至室温,建议采用自然冷却法。
渗,导致材料内储氢而极易发生氢脆。因此,铸铁涂5检测
装前不能采取酸洗和磷化工艺处理,应采用喷丸或5.1常规
喷砂工艺,达到Sa2.5级。工件处理后6h内须进入
用于日常生产的阀门涂层常规检测项目有外
预热处理工序,并且注意零部件不得被雨淋,防止再观、附着力、厚度和交联性等。
次生锈。搬运过程中须防止油污污染,并配带帆布
①外观目测应光滑,颜色一致,无气孔气泡、
类手套。设计喷涂线时,如果条件允许,可以考虑在漏喷等缺陷。
线进行喷丸(喷砂)处理,可以避免人工多次接触工
②附着力依据 EN ISO4624的要求进行剥离
件,防止工件二次污染。喷丸用的耗材可以采用优测试,平均值≥8MPa,最小单值≥6MPa。
质不锈钢丸(S1.5)与不锈钢切头(∮1.2)按1:1比
③涂层厚度采用专业工具膜厚仪进行测量
例混合,根据消耗情况定期按比例补充。
涂层平均厚度≥250um。
(2)预热须保证铸件实体温度在190
④交联性测试涂层的固化效果。用MIBK
210℃,不能以烘室空气温度作为判定工件温度的依(甲基异丁基酮)滴在喷涂表面上,然后用白布反复
据,空气温度只能作为参考。由于阀门铸件厚重且擦拭,看表面变色、失去光泽和(或)涂污的情况。
组织疏松,存在热惰性现象,须有足够的预热时间保5.2性能
证工件的温度,同时将工件中的气体烘出,防止粉末
在选择涂层材料时或在相应工艺过程参数发生
喷涂后溢出,形成气泡缺陷。具体时间根据工件规变化后进行性能测试,正常生产后不须测试。根据
格尺寸设定。
EN14901-2006要求,性能测试包括耐冲击性、耐
(3)喷涂喷涂主要有静电喷涂和流化床工艺压痕性、无孔性、热老化性、耐腐蚀性、耐摩擦性和安
两种。静电喷涂根据工件尺寸大小可以分为粉末静全性等。
电喷涂生产流水线和粉末静电喷涂单元,两者工艺5.3修补
一致,主要区别是工件的周转方式。喷涂生产流水
修补釆用的材料和工艺应遵循修补处在产品的
线是采用传输链自动传输,而喷涂单元是人工吊装。使用条件下能起到保护产品的作用,同时还要兼容
涂层的厚度控制在250-300um。厚度小于已有的涂层,可以采用手工热修补方法。
150pm,防护性能降低,厚度大于500pm,涂层附着5.4常见问题
力下降,耐冲击性能降低,同时粉末消耗量加大。流
最终涂层存在问题及解决办法见表1。
化床工艺是粉末在流化床内呈悬浮状态,粉