CN101792262B - 空气预热器管硅钛金膜涂层及其静电喷涂工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空气预热器管硅钛金膜涂层及其静电喷涂工艺，属于环保、节能、高效型硅钛金膜空气预热器管静电喷涂技术。该种涂层的主要成分为SiO2，NiO，B2O3，TiO2，Pb2O3，NaO2，K2O；其制备方法为将普通硅钛金粉末加上K2O混合搅碎使之带电，由定位枪30-120KV高压下喷到空气预热器钢管上，再经加热冷却加垫高温毡制得。本发明工艺能自动上粉，无需人工，工件长度无限，同时有环保节能高效的特点；因加上K2O雾化稳定，上膜均匀，质密度高，厚度可控；节省人工、喷涂成本，延长使用寿命；制备的涂层在机械强度、附着力、耐高温耐磨耐酸碱腐蚀、耐老化等方面优于普通搪瓷工艺和塑料粉末静电喷塑工艺。

Description

空气预热器管硅钛金膜涂层及其静电喷涂工艺
技术领域：
本发明涉及一种硅钛金膜涂层及其制备工艺，特别涉及一种空气预热器管上的硅钛金膜及其静电喷涂工艺。
背景技术：
现在制作镀膜的空气预热器管需要把管子酸洗(污染严重)，把粉搅成粥状，由工人涂搪到吊挂的已酸洗的管子上，垂挂晾干，高度受限，管长就受限，只能烤出3米多长的的管子，而且还要重复涂搪三次进出大炉三次，费时费工。三米以上的管子就要焊接，焊接头处刷漆。本来在钢管表面烤瓷的目的是为了防腐，接头处起不到防腐的作用，很快就被锅炉尾部烟道中的硫酸腐蚀穿孔，造成整根钢管更换。还有一种静电喷塑情况：工人戴着口罩站在喷房里手拿喷枪对着悬挂的钢管喷塑料粉末(不耐高温)，喷完一定数量工件以后出来，再到烘房烘烤。该种方法存在以下缺点：(1)塑料粉末不耐高温；(2)工人处在粉末横飞的大喷房里满身粉尘影响健康且效率很低。
发明内容
本发明的目的是提供一种空气预热器管硅钛金膜涂层。
本发明的另一目的是提供该种涂层的静电喷涂工艺，该种工艺无长度限制，速度快，防腐蚀性能好。
本发明采取的技术方案为：
空气预热器管硅钛金膜涂层，由下列重量百分比的主要成分组成：SiO2 50-60％，NiO1-5％，B2O3 10-15％，TiO2 12-15％，Pb2O3 5-10％，NaO2 10-15％，K2O 1-5％。
空气预热器管硅钛金膜涂层的静电喷涂工艺，包括以下步骤：
带电硅钛金粉末的制备：将普通硅钛金粉加上K2O混合，先搅碎混搅再烘干打碎，使粉末表面带电荷；
前处理：将空气预热器管表面除油除锈；
自动喷涂：使空气预热器管自转并纵向匀速通过密封喷房，由定位枪30-120KV高压下将硅钛金粉末喷涂到工件上；
烧结：将喷涂后的工件匀速经过中频炉，加热到1000-1200℃，形成硅钛金膜层；
冷却下线：将形成的涂层运行到冷床冷却至室温，加垫高温毡。
步骤(1)所述的硅钛金粉末与K2O混合物中K2O的质量分数为1％-5％。
步骤(3)所述的工件以40-60转/分钟的速度自转并纵向以1.5-3米/分钟的速度匀速通过密封喷房。
步骤(4)所述的喷涂后工件以1.5-3米/分钟的速度经过中频炉。
步骤(4)所述的硅钛金膜层厚度在20-260um范围内。
步骤(5)所述的高温毡为Kevlar丝高温毡，耐温550-650℃。
本发明的有益效果是：
本发明制备的硅钛金膜，膜的致密度高，细腻均匀，能自动上粉，无需人工，工件长度无限，同时有环保节能高效的特点；由于加上K2O雾化稳定，上膜均匀，质密度高，厚度可控；节省人工、喷涂成本，延长使用寿命；喷涂效果在机械强度、附着力、耐高温耐磨耐酸碱腐蚀、耐老化等方面优于搪瓷工艺和塑料粉末静电喷塑工艺。
具体实施方式
实施例1
硅钛金膜空气预热器管静电喷涂工艺：
(1)将普通硅钛金粉(来源市购于镇江，成分含量SiO2 50-60％，NiO 1-5％，B2O310-15％，TiO2 12-15％，Pb2O3 5-10％，NaO2 10-15％)与K2O按质量比为98∶2混合，先搅碎混搅再烘干打碎，使粉末表面可以带电荷；
(2)用抛丸机除掉空气预热器管工件表面的油污、灰尘、锈迹，工件经前处理后不但表面没有油、锈、尘，再在原来银白色有光泽的表面上生成一层均匀而粗糙抗腐蚀且能够增加喷涂涂层附着力的不容易生锈的灰色磷化膜，既能防锈又能增加喷涂层的附着力；
(3)将处理后的工件以40转/分钟的速度自转并纵向以三米/分钟速度经过喷涂工位时，用静电粉末喷涂设备(瑞士金马MP300喷枪)即由高压(100KV)内置定位枪把粉末喷涂到匀速转动且纵向经过密封喷房的带相反电荷的工件上，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面，形成粉状的涂层，粉末吸附厚度可控在20~260um；
(4)将形成的涂层经过高温烘烤，喷涂后工件以3米/分钟的速度经过中频炉，加热到预定的温度1000℃并保温一分钟左右时间流平固化(在匀速运行过程中已有保温体保温，不用特意停下保温)；
(5)固化后涂层在红炽状态下匀速运行到冷床冷却，高温时的涂层还不够坚硬，冷却线上要加垫耐温600℃左右的高温毡条(Ammeraal AA产品，为美国杜邦Kevlar丝经垂直针扎机织出)。
制得硅钛金膜的性能测定：
外观：目测，色泽一致，无釉瘤，无鳞爆，无脱落。参照标准NEN2711。
耐硫酸性：30％的煮沸的硫酸进行6小时失重测定，小于或等于2.5g/m2，参照标准ISO2743-1986。
耐柠檬酸性：一级。参照标准ISO2722-1997。
密着性：丝状。(参照标准GB1855-1993)
附着力：1.5kg重的冲击率，750mm高度冲击，A2级或以上。(参照标准EN10209)
耐沸水性：＝0.52g/m2，试验48小时。(参照标准ISO2744-1998)
耐温急变性(水介质)：400℃恒温5分钟后，投入23℃？水介质中5次，无裂纹。(参照标准DEZ-MB7.12.1)
耐温急变性(空气介质)：450℃恒温5分钟后，投入23℃？空气中5次，无裂纹。(参照标准DEZ-MB7.12.2)
表面缺陷：电火花试验，单层1000V，双层2000V，单层每平方英尺不超过20个，双层每平方英尺不超过22个。(参照标准NEN2709)
瓷面厚度：瓷层测厚仪，涂层厚度0.14-0.26mm。(参照标准ISO2178)
制得的涂层化学组成：SiO2 51％，NiO 2％，B2O3 13％，TiO2 15％，Pb2O3 6％，NaO2 11％，K2O 2％。
实施例2
硅钛金膜空气预热器管静电喷涂工艺：
(1)将普通硅钛金粉与K2O按质量比95∶5混合，先搅碎混搅再烘干打碎，使粉末表面可以带电荷；
(2)用抛丸机除掉空气预热器管工件表面的油污、灰尘、锈迹，工件经前处理后不但表面没有油、锈、尘，再在原来银白色有光泽的表面上生成一层均匀而粗糙抗腐蚀且能够增加喷涂涂层附着力的不容易生锈的灰色磷化膜，既能防锈又能增加喷涂层的附着力；
(3)将处理后的工件匀速转动，速度50转/分钟，且纵向三米/分钟速度经过喷涂工位时，用静电粉末喷涂设备即由高压(120KV)内置定位枪把粉末喷涂到匀速转动且纵向经过密封喷房的带相反电荷的工件上，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面，形成粉状的涂层，粉末吸附厚度可控在20~260um；
(4)将形成的涂层经过高温烘烤，喷涂后工件以3米/分钟的速度经过中频炉，加热到预定的温度1200℃并保温一分钟左右时间流平固化(在匀速运行过程中已有保温体保温，不用特意停下保温)；
(5)固化后涂层在红炽状态下匀速运行到冷床冷却，高温时的涂层还不够坚硬，冷却线上要加垫耐温600℃左右的高温毡条(Ammeraal AA产品，为美国杜邦Kevlar丝经垂直针扎机织出)。
制得硅钛金膜的性能测定：
外观：目测，色泽一致，无釉瘤，无鳞爆，无脱落。参照标准NEN2711。
耐硫酸性：30％的煮沸的硫酸进行6小时失重测定，小于或等于2.5g/m2，参照标准ISO2743-1986。
耐柠檬酸性：一级。参照标准ISO2722-1997。
密着性：丝状。(参照标准GB1855-1993)
附着力：1.5kg重的冲击率，750mm高度冲，A2级或以上。(参照标准EN10209)
耐沸水性：＝0.52g/m2，试验48小时。(参照标准ISO2744-1998)
耐温急变性(水介质)：400℃恒温5分钟后，投入23℃？水介质中5次，无裂纹。(参照标准DEZ-MB7.12.1)
耐温急变性(空气介质)：450℃恒温5分钟后，投入23℃？空气中5次，无裂纹。(参照标准DEZ-MB7.12.2)
表面缺陷：电火花试验，单层1000V，双层2000V，单层每平方英尺不超过20个，双层每平方英尺不超过22个。(参照标准NEN2709)
瓷面厚度：瓷层测厚仪，涂层厚度0.14-0.26mm。(参照标准ISO2178)
制得的涂层化学组成：SiO2 51％，NiO 4％，B2O3 11％，TiO2 13％，Pb2O3 6％，NaO2 10％，K2O 5％。

Claims (6)

1.空气预热器管硅钛金膜涂层的静电喷涂工艺，其特征是，空气预热器管硅钛金膜涂层由下列重量百分比的成分组成：SiO2 50～60％，NiO 1～5％，B2O3 10～15％，TiO2 12～15％，Pb2O35～10％，Na2O 10～15％，K2O 1～5％；工艺包括以下步骤：
(1)带电硅钛金粉末的制备：将普通硅钛金粉加上K2O混合，先搅碎混搅再烘干打碎，使粉末表面带电荷；
(2)前处理：将空气预热器管表面除油除锈；
(3)自动喷涂：使空气预热器管工件自转，并纵向匀速通过密封喷房，由定位枪30-120KV高压下将硅钛金粉末喷涂到工件上；
(4)烧结：将喷涂后的工件匀速经过中频炉，加热到1000～1200℃，形成硅钛金膜层；
(5)冷却下线：将形成的涂层运行到冷床冷却至室温，加垫高温毡。
2.按照权利要求1所述的空气预热器管硅钛金膜涂层的静电喷涂工艺，其特征是，步骤(1)所述的硅钛金粉末与K2O混合物中K2O的质量分数为1％-5％。
3.按照权利要求1所述的空气预热器管硅钛金膜涂层的静电喷涂工艺，其特征是，步骤(3)所述的工件以40～60转/分钟的速度自转，纵向以1.5～3米/分钟的速度匀速通过密封喷房。
4.按照权利要求1所述的空气预热器管硅钛金膜涂层的静电喷涂工艺，其特征是，步骤(4)所述的喷涂后工件以1.5～3米/分钟的速度经过中频炉。
5.按照权利要求1所述的空气预热器管硅钛金膜涂层的静电喷涂工艺，其特征是，步骤(4)所述的硅钛金膜层厚度在20～260um范围内。
6.按照权利要求1所述的空气预热器管硅钛金膜涂层的静电喷涂工艺，其特征是，步骤(5)所述的高温毡为Kevlar丝高温毡，耐温550-650℃。
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