喷塑在清水离心泵产品上的应用探讨

◎文/王胜原 赵光胜(铜陵天海流体控制股份有限公司)

喷塑是一种零件表面的处理方法，利用电晕放电原理使粉末涂料吸附在工件上，然后加热使粉末熔融、流平、固化，在工件表面形成坚硬的涂膜。喷塑成本低、环保无污染、外观精致，在阀门行业的表面处理中应用十分广泛。但泵类产品目前大多还是以喷漆为主，本文介绍给排水行业清水离心泵类产品采用喷塑表面处理方法的工艺流程，并进行相关分析探讨。

一、喷塑与喷漆的对比

1.工艺流程

喷塑与喷漆是两种不同的零件表面处理方法。针对给排水行业闸阀，两种表面处理的工艺流程见图1、图2。

图1 闸阀喷塑工艺流程图

图2 闸阀喷漆工艺流程图

从工艺流程可以看出，喷漆工艺的流程明显要比喷塑复杂。从成本角度看，喷漆增加了底漆喷涂和补底漆的工序，还需要进行两次面漆的喷涂，原材料的成本相应增加，工序多也增加了生产管理的成本；喷漆工序多，喷漆后需要一定的干固时间，交货周期比喷塑长。实际的生产经验表明，喷塑比喷漆要节省材料成本30%左右，交货时间可以提前1～2天。

2.喷涂设备及其环保性

喷塑是使用一种特殊的固体粉末，将粉末经过静电处理后吸附在工件表面，然后送入高温烤房进行烘烤固化，冷却后即可形成固态的涂层。喷塑需要有静电喷涂机、喷枪、烤房、喷粉回收装置以及空气压缩机等设备，生产工艺过程无废水、废气产生。

喷漆用压缩空气将液态油漆喷成雾状涂在工件表面上，然后将涂料干燥固化，形成一层硬涂膜。喷漆设备主要有水帘喷漆房、废气处理装置、水循环及废水处理装置、空气压缩机、喷枪等。油漆由树脂、颜料、溶剂、添加剂等制成，有一定的毒性，对身体健康有影响。喷漆产生的废气和废水容易造成环境污染，环保性较差。

3.喷涂效果

从外观上来看，喷塑的附着力比喷漆好，比喷漆更耐用；手感比喷漆柔和饱满一些，外观更加精致。

综上所述，喷塑具有产品质量高、生产效率提升、生产成本低、环保等很多优点。

二、清水离心泵喷塑的工艺试验

针对喷塑的优点和操作工艺要求并结合泵类产品的特性要求，我们对清水离心泵壳的喷塑进行了相关探讨性试验。

1.使用设备

江苏省江都市四联涂装设备制造厂生产的喷塑涂装生产线，包括手动喷粉室1台（含回收、除尘、处理装置）、预热炉1套、粉末固化炉1套、输送装置1套、电气控制1套。

工件最大尺寸 L500mm×W500mm×H600mm，重量＜100kg/单件，喷涂方式手动单面喷涂，设计线速度1.0m/min(0.5～2.0 变频可调)。

2.产品要求

NL100-320清水离心泵的零件球墨铸铁泵壳200只，使用环氧树脂粉末静电喷涂，色号6026，厚度300μm。

3.工艺流程

一般的喷塑件在喷塑前要进行严格的表面清理，以去除表面的油污、脏物及锈迹，通常采用的方法是零件整体抛丸处理。NL100-320清水离心泵壳上与泵盖和叶轮相连接处有严格的尺寸大小、形位公差和表面粗糙度要求，也不能喷塑。如按照闸阀阀体的喷塑工艺流程，先进行机加工后再进行抛丸处理，会对连接处造成破坏，影响产品质量与性能；若考虑其他表面处理方案，如用清洗的办法对工件进行表面去污去脏处理再喷塑，会因配合圆柱面和端面的环氧树脂塑层而无法装配。为满足清水离心泵壳的加工工艺要求和喷塑的工艺要求，结合闸阀阀体的喷涂工艺流程，将原工艺流程的一道机加工变为二道机加工，第一道机加工为粗加工，加热固化后增加一道精加工，清水离心泵壳的喷塑可用如图3所示的工艺流程。

图3 清水离心泵壳的喷塑工艺流程

在粗加工时，将重要的结合面预留一定的精加工余量，即可防止在抛丸清理过程中对这些结合面造成破坏而无法使用；在喷塑完成后，通过精加工工序保证泵壳结合面的尺寸大小、形位公差和表面粗糙度要求，同时通过加工也将喷塑涂层彻底除去；对泵壳与泵盖、叶轮连接的螺纹孔在粗加工时仅钻底孔不攻螺纹，在喷塑后组装前再扩孔、攻丝，也能保证产品质量与性能要求。

4.工艺参数

抛丸直径1mm，抛丸时间15min；预热温度230～240℃，预热时间40min；静电喷塑3 min，电压60kV,喷枪与工件的距离10～20cm；粉末固化温度200～230℃，固化时间20min。

5.产品检测

按照本文所述的工艺流程和工艺参数，采用环氧树脂粉末静电喷涂组织生产后，生产的NL100-320清水离心泵的零件球墨铸铁泵壳喷塑品满足订单要求。通过RAL工业国际标准色卡对照，喷塑品颜色无色差，色泽鲜艳明亮，光泽度饱满，满足色号6026的要求。使用TT260B型号的涂层测厚仪检测平均厚度为301.5μm，满足订单要求。使用划格试验法[1]试验结果均0级，评定为合格。使用重锤为直径25mm的球头进行冲击试验，满足要求。

6.试验结论及注意事项

通过试验验证，上述工艺方案可行。但需要注意的是，由于喷塑表面损坏后不可以修复，故在喷塑后进行机加工和转运的过程中，要轻拿轻放，并且不可用力敲击喷塑表面以防喷塑破损。加工过程中注意走刀的方向，避免造成喷塑面与加工面交界处喷塑剥落。待喷涂泵壳表面处理后，须在4～6h内进行涂覆，涂覆前待涂装件表面不得出现肉眼可见的锈迹，否则应重新进行表面处理[2]。

三、清水离心泵喷塑存在的问题

喷塑工艺虽然具有很多的优点，但也存在一些问题有待解决。一是外观颜色比较单一，装饰性不强；喷漆表面具有重涂功能，造成损坏可以随时修补，而喷塑一般不能随时修补，需上线操作，将涂层清除掉后才能重喷；二是对于一些输送介质温度过高的工作环境，喷塑工艺无法满足要求，使用领域存在一定的局限性；三是对于小批量或多种颜色要求的泵类产品，喷漆能很方便地满足客户的定单要求，喷塑有一定的局限性。

四、结语

喷塑工艺是一种环保无污染的表面处理方法。通过试验验证表明：清水离心泵产品表面处理可以采用喷塑的方法，但对于一些特殊用泵、小批量多颜色种类的产品，喷塑则会受到一定的局限，在泵类产品的表面处理上，喷塑尚不能完全替代喷漆。