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高红外线烤程控机柜门板试验
来源:《涂装指南》杂志 作者:本网编辑 时间:2004-8-17 17:12:00 阅读次数:

 

    我公司是国内程控交换机机柜最大生产厂家,拥有 3 条自动喷涂线。传统涂装烘烤工艺采用天然气、液化石油气、柴油做燃料(也有用电直接加热或红外线加热方式的,但因为耗能,在珠江三角洲较少采用),但因气或油燃烧后有炭化物弊端,对产品质量的进一步提升有影响。为满足高质量、高效率、节能、小场地喷涂技术的要求, 2003 年 8 月,本公司与辽宁科发高红外技术开发有限公司取得联系,前往该公司对高红外线(高红外线加热机理见本文备注)烤炉进行两次现场试验、一次用户考察。

    第一次自带薄板与小箱体工件,效果相当好。第二次带本程控交换机大型门板内产品,在现场烘烤时,未按辽宁科发高红外技术开发有限公司要求保温 1-2 分钟方案,回公司测得部分参数不能达标,导致引进高红外线烤门板项目搁浅。为探讨高红外线烘烤板类工件的可行性,现将实验经过叙述如下:

    2003 年9 月23 日 ,我们自带铁板(已磷化)、铝板、镀锌板、电解板、不锈钢 (尺寸 250mm × 200mm × 500mm 箱体),板厚 1mm , 在锦州高红外研究所采用高红外线进行喷粉后烘烤。该烘烤炉长 6 米 ,设计输出功率为 80KW 。对于喷室内粉(如用液化气炉烘烤需在 170 度保温 12-15 分钟才能满足要求)工艺为:
   

烘烤段

保温段

输出功率

40KW

输出功率

20 KW

链速

2 米 / 分钟

链速

1.5 米 / 分钟

按我公司对产品质量检验要求进行现场检测,结果如下

1 、现场用酒精擦洗 240 次,无脱落现象;

2 、现场用 2H 铅笔检验表面硬度,无问题;

3 、现场对桔纹的判定:户外粉可达要求;室内粉桔纹稍小。(回厂后对照股份的标准色板,发现无论户外与室内粉,桔纹均大;但对照厂内实际产品,室内粉桔纹又偏小。原因在于我们自己要求供粉厂家改变了粉的成份)。针对桔纹问题质检部门认为可以接受,或者说不是问题。

4 、固化实验,用 3M 的胶带纸做实验,符合要求。

5 、色差:室内粉 Δ E 〈 0.2 ;户外粉 Δ E 〈 0.5, 符合要求。

6 、外委盐雾实验测试,经过 150 小时,测其附着力,符合要求。

    本次实验结果对我们上高红外线烤炉项目相当有利。尤其是其高热量利用率与烤炉占地面积小是很有吸引力的。就以占地面积而言仅相当传统烤炉的六分之一,这对寸土寸金的城市用地而言肯定是受欢迎的。但有一点有些令人不解 :同一块工件在 200mm 的间距处温差达 25 ℃ ;工件上的实际温度(用红外线温度测试仪跟踪工件测试)与炉内空气温度差值在 50 ℃ ,测试结果却发现温差对测试数据未构成影响。不同材料检测结果未见不同。

    由于高红外线从 95 年开始已在汽车行业广泛使用(主要是在一汽各配套厂),我们决定对高红外线在汽车行业使用情况进行考察。 10 月 19 日 ,我们来到海南马自达用高红外线烤汽车电泳底漆现场。

发现:海南马自达为提高生产效率,在汽车底盘增加了 150 千瓦的高红外线,解决了原底盘烘不干现象,底部与车身边缘有色差存在 , 但因为是底漆,不影响产品质量。据海南马自达反应,设备使用稳定。

    由于上次实验时,我们发现在烘烤阶段粉沫固化已毕,此次决定减去保温段。这可能直接导致高红外线不能在我公司上马。具体实施步骤如下:

    第一次去锦州做试验时,我们仅考虑对复杂工件烘烤后检测结果(仅带去盒体,小工件),加之发现板材上下温差近 25 ℃ (板材大,温差将更大),工件温度与炉内空气温度差近 50 ℃ 。按常规的烘烤的思维方式,没有色差与纹路变化是不可思议的。于是决定将实际产品( 4 张电镀门板 尺寸 1700mm × 560mm × 2mm 、 4 张 E 型机门板 1700mm × 560mm × 2mm 、 4 个电镀插箱 56 0mm × 450mm × 250mm 箱体 )再做一次试验。

    1. 将已刮灰打磨的电镀 2 块门板直接烘烤,在工艺参数上选用 80 千瓦全功率输出,烘烤时间 2 分 45 秒(无保温段)。用红外线测温仪直接照射工件,工件上部温度最高 262 ℃ ,工件下部 最高 212 ℃ 。现场检测结果: a 抛光刮灰处起泡、有少量针孔; b 色差 △ E= 0.45 — 0.53 。( a 项结果可能因为工件与粉末在路途受潮)。

    2. 将已刮灰打磨的电镀 2 块门板先打底烘烤,再喷涂烘烤。在工艺参数上选用 65 千瓦功率输出,烘烤时间 2 分 45 秒。用红外线测温仪直接照射工件,工件上部温度最高 246 ℃ ,工件下部 最高 207 ℃ 。现场 检测结果: a 抛光刮灰处不起泡、无针孔; b 色差 △ E= 0.40 — 0.50 。

    3. 对 2 块 E 型机门板选用 65 千瓦功率输出,在工艺参数上选用 65 千瓦功率输出,烘烤时间 2 分 45 秒。用红外线测温仪直接照射工件,工件上部温度最高 252 ℃ ,工件下部 最高 209 ℃ 。现场 检测结果: a 不起泡、无针孔; b 色差 △ E= 0.40 — 0.50 。

    4. 对 2 块 E 型机门板采用选用 50 千瓦功率输出,烘烤时间 2 分 45 秒。用红外线测温仪直接照射工件,工件上部温度最高 212 ℃ ,工件下部 最高 189 ℃ 。现场 检测结果: a 不起泡、无针孔; b 色差 △ E= 0.40 — 0.50 ; c 用酒精擦试,发现没烘干。

    5.  对 2 之磷化后的电镀插箱,选用 65 千瓦功率输出,烘烤时间 2 分 45 秒,现场检测结果: a 不起泡、无针孔; b 色差 △ E= 0.40 — 0.50 ;

    6.  对 2 之磷化后的电镀插箱,选用 50 千瓦功率输出,烘烤时间 2 分 45 秒,现场检测结果: a 不起泡、无针孔; b 色差 △ E= 0.40 — 0.50 ; c 用酒精擦试,发现并列的两块插箱中下面一块没烘干。

    对该次试验结果的思考:所有工件纹路均匀,表面质量完好无缺陷;采用大功率辐射烘烤,虽然工件上下温差大,但对色差与纹路测试无影响;原我们烘烤方式中对温度的严格限制(对室内粉用液化气炉烘烤需使工件达 170 度后保温 12-15 分钟才能满足要求),在这儿已失去了意义。发现 只要采用高辐射烘烤方式,温控在 220 ℃ 至 260 ℃ ,对测试数据无影响。

    2003 年 11 月 5 日 ,我们将高红外烘烤的工件交公司质量部测试,结果出现严重的涂层发脆问题及附着力差。为求稳妥,公司最后不得不放弃采用高红外线烘烤方式。

    回过头来看第二次试验的失败,很有可能是未加保温段造成附着力下降。如果要用高红外线烘烤程控柜门板,还有待进一步试验。

    经过上述试验与外调使用情况看,高红外线的优点有工序少、质量高,对电镀件只需一次打底烘烤就无气泡、无针孔;高效,烘烤时间为原烤炉时间的 1/6 ( 4 分钟以下,原为 22 至 25 分钟);节能,高红外线改变了加热方式,所用热能不到一般电加热的 35% ( 180 千瓦);占地小,原烤炉占地 104 ㎡ , 如采用高红外烤炉占地仅为 18 ㎡。

    但采用高红外线也有其不利因素:操作人员要注意监控,由于辐射温度高,工件必须快速通过,不能因链条原因停于炉内;炉温表显示是炉内空气温度,与工件上实际温度差值大,需要操作人员有一定的经验;轨道太短,工件上下挂频繁、物流量很大。

备注 高红外加热机理:

    高红外属全波段红外辐射。短波段粒子能量较高,可轻易穿透涂层直达基体首先升温;中波段能量相对偏低,只能达到涂层中部;长波段只能使表面加热。由于三种粒子能量不同 E > E > E ,所以涂层的升温与固化是由里及表逐层进行。这就避免了其他(包括远红外线)加热方式的涂层表面先半交联固化,致使内部挥发物冲破涂层表皮,产生针孔、鱼眼、桔皮等缺陷。


深圳市中兴新通讯设备有限公司 刘行全     
 
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