大功率電弧鋅鋁偽合金熱噴塗方法
2023-07-07 10:51:16 1
專利名稱：大功率電弧鋅鋁偽合金熱噴塗方法
技術領域：
本發明涉及一種噴塗方法，尤其涉及一種大功率電弧鋅鋁偽合金熱噴塗方法。
背景技術：
大功率電弧熱噴塗方法是利用大功率電弧熱噴塗設備在金屬絲之間產生電弧，金屬絲被高溫熔融後由高速氣流霧化，並以很高速度將霧化的粒子噴塗到基材表面的技術，噴塗後使基體表面具有長效的防腐性能。
與其它熱噴塗方法相比較，電弧噴塗具有工作效率高、塗層質量好、使用成本低、操作簡便、設備價格低等突出的優點。對於解決耐磨、防常溫腐蝕和高溫腐蝕等問題具有獨到之處，因此該技術必將具有潛在的市場和廣闊的工業應用前景。
但是目前的電弧熱噴塗技術存在著以下缺陷第一，使用的金屬絲材料，目前僅限於用相同材質的兩根金屬絲(如鋅、鋁、不鏽鋼、鋁青銅等)引弧進行熱噴塗，在工件表面不能形成強抗腐蝕的複合偽合金塗層，因而為達到防腐要求，一般單一絲材塗層的厚度較厚，防腐的年限較短，對基材表面純淨度處理要求比較苛刻；第二，用的電弧噴塗設備，目前功率小，效率低，噴槍霧化程度差，送絲力度不足，不適用於大面積和長距離送絲的現場施工作業要求。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供了一種大功率電弧鋅鋁偽合金熱噴塗方法，旨在解決上述的問題。
為了解決上述技術問題，本發明是通過以下步驟實現的
對工件表面進行噴砂(噴丸)處理，用以清除表面的氧化物和各種汙垢，並達到規定的清潔度和粗糙度；用選定的設備由大功率電弧噴塗機、空壓機和空氣冷幹機組成熱噴塗系統，採用鋅和鋁金屬絲作為引弧對工件表面進行偽合金複合塗層噴塗；噴塗質量的好壞取決於噴槍的二次霧化度況及送絲機構的密配；塗層表面封閉處理選用合適的封孔劑對偽合金複合塗層表面的孔隙進行封孔，既保證了塗層的防腐性能，也改善了工件的外觀；表面面漆塗裝選用合適的油漆進行最後的表面塗裝，不但給工件罩上美觀的外衣，同時也為保證防腐年限創造條件。
與現有技術相比，本發明的有益效果是塗層為50％的鋅和50％的鋁(體積比)組成表面塗層為典型的鋅鋁偽合金；鋅鋁合金塗層的耐腐蝕性，是純鋅塗層的6-7倍，是純鋁塗層的3倍，其防腐期限可長達50年以上；由於是鋅鋁偽合金，對基材純淨度要求沒有噴鋁那麼苛刻，同時噴塗鋅鋁塗層比噴塗純鋅減少了氧化鋅對人體和環境的汙染；使用鋅鋁合金塗層的總厚度可以比噴純鋅和純鋁塗層厚度分別減少1/2和1/3，可節約鋅材和鋁材消耗，相應成本可節約35％以上。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述電弧噴塗(1)原材料要求電弧噴鋁所用鋁絲材質要求鋅的純度大於99.99％，雜質總含量不超過0.01％，鋁的純度大於99.5％，雜質總含量控制不高於0.5％，否則絲材不純，直接導致電弧噴塗層腐蝕速率增大，耐腐蝕性大大下降，影響防腐蝕效果。
(2)電弧噴塗對環境要求電弧噴塗應在相對溼度小於85％環境下進行，噴砂後應在6小時內進行電弧噴塗工作。相對溼度增大時，應進一步減少噴砂和電弧噴塗的時間間隔。
(3)電弧噴塗過程控制電弧噴塗電流在40～400A，噴塗電壓在14～36V，噴塗氣壓在0.55~0.70Mpa以上，噴塗距離在100～300mm，噴塗角度在60～90°範圍內進行控制，噴塗軌跡搭接範圍1/4～1/3。
(4)電弧噴塗塗層厚度電弧噴塗塗層為非磁性，鋼材基體為磁性，這樣在磁性基體上測量非磁性塗層厚度，用磁性測厚儀，測量方法按GB/T9793-1997進行，即在1d m2基準面內測量10個點，取其算術平均值作為一次測量厚度值。
(5)塗層外觀質量電弧噴塗層外觀應均勻一致，無漏噴和附著不牢的塗層、無大溶融粒粘附。
(6)電弧噴塗層結合力電弧噴塗層結合力大小，決定於塗層能否長久有效提供鋼鐵耐腐蝕保護，如果塗層結合不牢，無論多麼耐腐蝕的塗層都將失去意義，因此電弧噴塗層與鋼鐵基體結合力應是第一類質量控制指標。
選擇與施工完全一樣的表面預處理工藝、噴塗工藝和質量控制要求，在施工現場對預先準備的結合力試件進行噴塗，經粘接後做拉伸試驗，圖2試件B表面僅進行噴砂處理，試件A表面經噴砂噴塗，用專用膠粘劑將A、B試件充分粘合，勿使氣泡殘留在粘接劑中，溢出的粘接劑應清除，待固化後可進行拉力試驗，將試件拉斷，判定有效拉開斷口，記錄此時破斷載荷P，按F＝P/A(A為試件塗層面積)計算出塗層結合力。
封閉處理封閉處理前，電弧噴塗層表面不得有汙染或水氣，封閉塗裝應在露點溫度3℃以上，相對溼度85％以下進行，雨天應停止封閉塗裝作業，此外封閉應在通風良好的環境下施工。封閉施工應分別進行預塗和封閉塗裝兩部分，對邊角和死角地方採用手工提前進行刷塗，封閉時採用高壓無氣噴塗設備進行，第一道封閉塗層最好採用刷塗，以便於封閉劑能更好地滲入鋁塗層孔隙內。
封閉塗層厚度可以用磁性測厚儀進行測量，測試結果為噴塗層+封閉塗層的總厚度，去除噴塗層厚度即為封閉塗層的厚度。
封閉塗層結合力按GB9286-88色漆和清漆漆膜的劃格試驗，採用機械切割方法，直接在工件表面進行，切割間距1mm的方格，切割面積6*6mm，觀察劃格區域塗層脫落情況，評價封閉塗層結合力是否通過，封閉塗層結合力應該達到1級以上。結合力1級為切口交叉處塗層有少許薄片分離，但劃格區域影響面積明顯不大於5％，結合力0級為最高級、即切割邊緣完全平滑、無一格脫落。
在現場施工時，除以上要求外，完全按照ISO9001質量保障體系，從人、機、料、法、環五方面進行控制，以充分保障工業生產施工過程各項指標達到設計要求。
噴砂工藝及噴鋅鋁工藝噴砂工藝塗裝前鋼結構表面必須徹底去除氧化皮、油汙、鐵鏽等雜質，而最可靠的方法是噴砂。噴砂除鏽比手工除鏽和動力工具除鏽效率高，質量好，勞動強度低，使鋼製品表面具有一定的粗糙度並有強化表面的作用。經噴砂除鏽達到瑞典Sa2.5級，完全除去鐵鏽及氧化皮和油汙，清除灰塵後鋼面呈近白均勻金屬光澤，同SIS Sa2.5標準圖樣。
為防止噴砂時灰塵外逸，影響周邊環境，本工程將採用北京產環保自動循環回收噴砂機(JIR-1D型)。噴砂磨料採用0.1～1.5mm的中粗石英砂式鋼砂，噴射風壓4～8kg/cm2，噴嘴內徑為5～8mm，噴嘴與鋼梁表面距離為150～300mm，噴射度為45度～60度，噴砂後表面的粉塵由該機自動吸除，不影響周邊環境。噴砂經檢驗合格後，一般在6小時內完成鋅鋁合金的熱噴塗工作。
本工程噴砂在施工現場進行，為進一步防止砂塵外逸，施工現場還必須用三防布圍遮，以形成相對封閉空間。
電弧噴鋅鋁施工工藝電弧噴鋅鋁工藝基本上包括鋼構件表面處理、噴塗和噴後處理等三大步驟，電弧噴塗時，將噴塗的1.3～3mm鋅鋁絲加熱至熔化狀態的微粒噴向鋼構件表面，如果表面上帶有水分、油脂和灰塵時，微粒與表面之間就會存在一層隔膜，不能很好地互相嵌合；如果表面光滑，微粒也會滑掉或虛浮地沉積，且隨著噴塗層的逐漸增厚而脫落，只有潔淨、乾燥、粗糙的表面，才能使微粒在塑性尚未完全消失時與表面牢固地結合，因粗糙表面有峰，形成良好地附著條件。因此，為了提高噴塗層的結合強度，對鋼構件表面進行預處理是十分重要的步驟，它往往關係到整個工藝過程的成敗。
基體表面預處理鋼構件焊縫焊後進行噴丸除鏽和打磨處理，使其光滑圓整，如有缺陷，經補焊打磨合格。熱噴塗鋼構件必須除去焊渣飛濺的熔滴。
鋼構件噴砂處理後的表面質量標準必須達到表面清潔度Sa2.5級，粗糙度Rz70-100μm。
電弧噴鋅鋁基本要求(1)鋼構件表面經噴紗處理後，應儘快進行電弧噴塗，其間隔時間越短越好，一般不超過六小時，雨天不應超過兩小時。
(2)鋼構件表面經噴砂處理後，由於停留時間過長或其他原因致使其表面明顯變質時，應重新進行噴砂處理。
(3)噴砂時環境大氣溫度要高於5℃。
噴塗材料噴塗用材要求鋁材質含量為99.5％，鋅材質含量為99.99％，且要求金屬絲無油、無鏽、無汙、光潔、不得有死彎。
噴塗設備電弧噴塗設備，採用日本進口AS-400型電弧噴塗機，送絲機構能夠保證噴塗過程送絲速度穩定，不致因送絲阻力的變化而導致送絲速度明顯改變；噴槍能夠保證絲材相交時良好對中並使絲材交點始終位於霧化氣流中心。噴塗電源具有良好的平伏安特性，以保證電弧燃燒穩定。
壓縮空氣供給系統能保證壓縮空氣的足夠的壓力和流量，並保證無油、無水。本工藝採用德國SRC-15A型空壓機及SSD10AA空氣乾燥機，生產的壓縮空氣經脫油、脫水和冷幹處理後使用。
電弧噴塗工藝參數鋅絲和鋁絲直徑Φ1.3mm噴塗輸出電壓14-36V噴塗輸出電流40-400A噴塗空氣壓力0.55-0.7Mpa壓縮空氣流量＞1.3m3/min噴塗距離100mm-300mmm噴塗角度60°-90°噴塗方式垂直交叉噴塗，噴槍與工件應成垂直方向，在無法垂直噴鍍的情況下，噴槍與工件表面的斜度不小於45°。
噴鋅鋁塗層的孔封閉處理塗層噴完進行性能檢查合格後，在兩小時之內進行封孔處理，如遇雨天需對塗層進行乾燥處理後，再進行封孔。塗層空隙經封閉處理後，可提高其耐腐蝕抗氧化性能。用封閉塗料對噴塗層進行封閉處理後，形成的噴塗層+封閉料複合塗層，其防腐壽命較單一，塗料防腐層壽命的二者之和還要長。
本工藝封孔用環氧封閉漆，室外鋼構件幹膜厚度30μm，室內外交界處鋼構件幹膜厚度50μm，其配合比列(重量比)如下環氧封閉漆100固化劑T3120稀釋劑40用環氧封閉漆後，最後噴塗二道氯化橡膠面漆，幹膜厚度40μm。噴塗工藝應先將被塗件清掃乾淨，清出一切雜物，贓物，灰塵等，使噴漆得到無流淌、無氣泡、無漏塗，將空隙完全封閉的均勻塗層，環氧塗層的邊緣與未噴鋅鋁的基體表面邊緣相距不能小於200mm，否則會影響噴鋅鋁層的連接。
封閉塗料的作用滲入噴鋅鋁層的空隙中將其堵塞，填滿噴鋅鋁層凹坑，改善塗層外觀，使其表面光滑，減小灰塵和外來汙垢在噴鋁層上滯留，簡化維護保養，其功能是隔離腐蝕環境，對陽極性塗層起屏蔽作用，從而延長複合塗層體系的使用壽命。
權利要求
1.一種大功率電弧鋅鋁偽合金熱噴塗方法，是通過以下步驟實現的對工件表面進行噴砂(噴丸)處理，用以清除表面的氧化物和各種汙垢；用選定的設備由大功率電弧噴塗機、空壓機和空氣冷幹機組成熱噴塗系統，採用鋅和鋁金屬絲作為引弧對工件表面進行偽合金複合塗層噴塗；塗層表面封閉處理選用合適的封孔劑對偽合金複合塗層表面的孔隙進行封孔；表面面漆塗裝選用合適的油漆進行最後的表面塗裝。
全文摘要
本發明涉及一種大功率電弧鋅鋁偽合金熱噴塗方法，是通過以下步驟實現的對工件表面進行噴砂(噴丸)處理，用以清除表面的氧化物和各種汙垢；用選定的設備是由大功率電弧噴塗機、空壓機和空氣冷幹機組成熱噴塗系統，採用鋅和鋁金屬絲作為引弧對工件表面進行偽合金複合塗層噴塗；塗層表面封閉處理選用合適的封孔劑對偽合金複合塗層表面的孔隙進行封孔；表面面漆塗裝選用合適的油漆進行最後的表面塗裝；由於是鋅鋁偽合金，對基材純淨度要求沒有噴鋁那麼苛刻，同時噴塗鋅鋁塗層比噴塗純鋅減少了氧化鋅對人體和環境的汙染；使用鋅鋁合金塗層的總厚度可以比噴純鋅和純鋁塗層厚度分別減少1/2和1/3，可節約鋅材和鋁材消耗。
文檔編號B24C1/08GK1904125SQ20051002836
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月29日 優先權日2005年7月29日
發明者張政權 申請人:上海潤馨化學工程技術發展有限公司