家電行業(yè)是我國粉末涂料很大的應用領域，粉末涂裝技術相對比較成熟。家電粉末涂裝生產(chǎn)線由4大主要設備單元構(gòu)成，包括前處理設備、水分烘干設備、噴粉設備及粉末固化設備。

家電粉末涂裝生產(chǎn)線有以下幾個特點：

(1) 產(chǎn)量高，多為連續(xù)化生產(chǎn)；

(2) 工件相對較輕，多采用懸掛輸送方式；

(3) 工件尺寸較小，多數(shù)采用單點吊掛方式；

(4)零件結(jié)構(gòu)比較簡單，前處理多采用噴淋式結(jié)構(gòu)；

(5)工件多為冷板，銹蝕較輕，不需要在線設置除銹工序；

(6)生產(chǎn)線相對簡單，管理維護相對容易。

1、主要設備及工藝參數(shù)

1.1 前處理設備

1.1.1 目的及作用
涂裝前處理的目的在于去除工件上的油污、氧化皮及塵土等污物，以提供適合涂裝的良好基底。其作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1) 增強涂膜對被涂物表面的附著力；(2) 提高涂膜對被涂物的保護性能；(3) 為涂膜提供平整良好的基底表面。

1.1.2 前處理形式
前處理可分為機械和化學處理,機械處理有：噴砂，拋丸；化學處理有：槽浸式、噴淋式。

1.1.3 前處理工藝過程及典型工藝

前處理工藝多種多樣，工藝的確定應考慮以下因素：

（1）底材的構(gòu)成及成分；

（2）工件的結(jié)構(gòu)形狀及表面狀態(tài)；

（3）表面污物的成分及清潔度要求；

（4）產(chǎn)量及質(zhì)量要求；

（5）與后道工序的配套性。

前處理主要過程包括脫脂、水洗、表調(diào)、磷化、水洗、去離子水洗等工序。根據(jù)工件不同、產(chǎn)品不同以及前述5個因素的變化可進行增減。

家電行業(yè)的板材一般為冷板，油污較少，脫脂工序一般設置兩道，以鋅系磷化為主，目前也有采用硅烷處理工藝的。

家電粉末涂裝典型的前處理工藝如下：
    

（1）飲水機殼體的涂裝前處理工藝
熱水洗(30s,50～65℃ ) → 預脫脂(60s,50～65℃) →脫脂(150s,50～65℃) →水洗1（直排）→水洗1［30s,室溫（RT)］→水洗2(30s,RT) →新鮮水直噴→表調(diào)(30s,RT) →磷化(150s,50～60℃) →水洗3(30s,RT) →水洗4(30s,RT) →新鮮純水直噴。

（2）空調(diào)器殼體涂裝前處理工藝
熱水洗(40s,50～65℃ ) →預脫脂(80s,50～65℃ ) →脫脂(120s,50～65℃ ) →水洗1(45s,RT) →水洗2(50s,RT) →新鮮水直噴→表調(diào)(45s,RT) →磷化(150s,38～45℃) →水洗3(45s,RT) →水洗4(50s,RT) →純水洗(50s,RT) →新鮮純水直噴。

（3）一種特殊的涂裝前處理工藝
脫脂磷化(90s,120～140℃ ) →水洗1(60s,120～140℃ ) →純水噴(5s,RT) →水洗2(60s,RT) →純水噴(5s,RT)

1.1.4 前處理設備設計及平面布局
家電粉末涂裝生產(chǎn)線前處理多采用噴淋式結(jié)構(gòu)，主要設備包括通道、液槽、噴淋管路、換熱管路及排風系統(tǒng)等，見圖1。

（1）前處理通道

通道結(jié)構(gòu)：常用鋼板焊接，內(nèi)部設置擋板隔斷，防止液體飛濺，應有足夠的過渡區(qū)防止竄液，并設置維修通道，利于更換內(nèi)部噴嘴及清理通道內(nèi)部積存污物。

有些通道不通焊，而用折彎、咬口、打膠等方法代替，以節(jié)省現(xiàn)場焊接工作量。

通道長度L = 進出口長度+噴淋區(qū)長度+過渡段長度

噴淋區(qū)長度=工藝時間×工藝速度

進出口長度主要根據(jù)工件長度、噴淋飛濺長度及熱蒸汽外溢的狀況確定；過渡段長度由工件長度、滴水時間、噴淋飛濺長度確定；寬度B由工件的寬度F決定，并需要考慮噴淋管路的安裝距離。

高度H由工件的高度E 決定，同時考慮噴淋管路的安裝方法，當噴淋主管安裝在頂部或底部時應考慮不同的安裝余量。

前處理通道設計的關鍵點：

①過渡段長度合適，前后瀝液區(qū)設置合理，不出現(xiàn)竄液現(xiàn)象；

②適當開門，利于觀察脫脂及磷化效果，但不能影響產(chǎn)品質(zhì)量；

③合適的進出口長度，既防止噴淋液濺出設備外又不浪費材料；

④懸鏈運行通道必須密封，防止熱氣上竄腐蝕懸鏈。

（2）液槽

液槽的容積是由噴淋泵的流量及內(nèi)部加熱裝置決定的；

長寬高根據(jù)隧道尺寸、操作面要求、泵安裝形式等決定；

對有溫度要求的熱槽應加保溫材料；

泵進口應有過濾裝置，防止泵堵塞，加熱熱源可以選擇蒸汽、電及天然氣。

液槽設計的關鍵點：

①槽內(nèi)結(jié)構(gòu)應合理，防止脫脂泡沫及熱氣從槽蓋溢出；

②槽內(nèi)應有過濾裝置，防止泵堵塞；

③為節(jié)約水的消耗量，水洗槽應能滿足逆流補水的要求；

④槽內(nèi)加熱器設計合理，除滿足升溫要求外還應考慮安裝維修等其他要求。

（3）噴淋管路

噴嘴的多少由工件的高度及噴淋要求所決定，底噴嘴根據(jù)工件形狀可有可無，噴嘴間距是由噴嘴的噴淋角度決定的。噴嘴通常有V型、空心錐形，可根據(jù)情況選用。

噴淋泵的流量是由噴嘴總量決定的，噴淋壓力由工藝要求及管道損失計算得到。

噴淋管路的走向根據(jù)客戶的喜好和習慣決定，可選擇上行或者下行方式，各有利弊。

磷化噴淋管應采用快拆式結(jié)構(gòu)。噴淋泵形式有臥式和立式，建議磷化工位選擇立式泵，其他工位可隨意選用。

噴淋管路設計的關鍵點：

①磷化段壓力、流量必須合理，才能生成好的磷化膜；

②磷化噴淋管路應易于維護和清渣。

（4）排風系統(tǒng)

排風系統(tǒng)的作用是防止噴射區(qū)的槽液蒸汽擴散到車間；通風機排風量根據(jù)開口處混合氣體溢出量來決定，風機的風壓由風道阻力決定；設計排風系統(tǒng)的關鍵點是不得將液體抽出排掉。

（5）平面布局

決定涂裝前處理平面布局的因素是設備大小、物流走向、廠房面積。

前處理平面布局一般有直通型、U型、L型。

1.1.5 前處理工藝操作及參數(shù)控制

前處理重要工序包括脫脂、表調(diào)、磷化，其工藝參數(shù)控制至關重要。

（1）脫脂

脫脂機理是通過脫脂劑對各類油脂的皂化、加溶、潤濕、分散、乳化等作用，從而使油脂從工件表面脫離，變成可溶性的物質(zhì)或被乳化、分散而均勻穩(wěn)定地存在于槽液內(nèi)。

脫脂質(zhì)量的評價標準為脫脂后的工件表面不能有目視油脂、乳濁液等污物，水洗后表面應被水完全潤濕。

脫脂質(zhì)量的好壞主要取決于游離堿度（FAL）、總堿度（TAL）、脫脂液的溫度、處理時間、機械作用和脫脂液含油量等因素。

（2）表調(diào)

表面調(diào)整劑可以消除工件表面因堿液除油或酸洗除銹所造成的表面狀態(tài)的不均勻性，使金屬表面形成大量的極細的結(jié)晶中心，從而加快磷化反應的速度，有利于磷化膜的形成。

表調(diào)工序控制的主要參數(shù)為壓力、pH值（8～9），表調(diào)液濃度一般控制在0.2%～0.3%，配槽水電導率不能太高，一般＜200μS/cm 。表調(diào)液的消耗量控制在0.5～2g/m2，需要定期更換(一周左右）。

（3）磷化

磷化是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉(zhuǎn)化膜的過程，所形成的磷酸鹽化學轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜。

磷化是整個前處理工藝最為重要的一個環(huán)節(jié)，其反應機理復雜且影響因素較多，因此磷化槽液相對于其他槽液的控制要復雜得多。

磷化工序需要控制的參數(shù)為壓力、總酸度（TA，一般13～32點H+濃度）、游離酸度(FA，一般0.3左右，H+濃度)，溫度（低溫磷化，低于50 ℃）、pH 值（鋅系磷化為2～2.5，鐵系磷化為4～4.5），磷化渣的控制在500～700mg/kg 以下。

（4）水洗

水洗的目的是清除工件從上一道工序所帶出的殘液，水洗質(zhì)量的好壞直接影響噴涂工件的質(zhì)量和整個槽液的穩(wěn)定性。

水洗工序控制的參數(shù)為pH值、壓力、時間，并需要同時保持一定的溢流水量。

水洗工序的關鍵控制點在于脫脂后第一道水洗和磷化后第一道水洗。

另外，幾道水洗的水需要經(jīng)常更換，特別是最后一道純水洗槽內(nèi)水的質(zhì)量，一般含鹽量應＜100mg/L。

3、結(jié)語

家電行業(yè)粉末涂裝生產(chǎn)線有其自身的工藝特點及要求，其主要設備的配置及工藝參數(shù)的設計、監(jiān)控不僅是確保涂裝質(zhì)量的基礎，而且對消化、吸收國外同類產(chǎn)品的技術，推動粉末涂裝技術在更多領域應用具有深遠的現(xiàn)實意義。