CN114700195B - 一种工件表面静电喷涂装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件表面静电喷涂装置及工艺，包括喷涂设备和吊具，所述喷涂设备上设置有挂钩，所述吊具吊挂在挂钩上；所述吊具上设置有工件定位单元，所述工件定位单元包括两个以上的工件定位组件，每个工件定位组件用于安装定位待加工工件，使得待加工工件之间的间距为3MM‑5MM，各工件之间保持3MM‑5MM距离，在静电喷涂时，可以消除工件边角由于吸收侧向带有电荷的喷涂微粒，而导致的边角处堆粉而形成的不均匀，本发明使得工件边角与大面的涂层形成一个统一均匀的整体。

Description

一种工件表面静电喷涂装置及工艺

技术领域

本发明属于金属加工领域,具体来说,涉及中间空的金属件表面静电喷涂工艺。

背景技术

目前,静电喷涂工艺在金属制造领域广泛运用，源于其带来优秀的表面效果：多种颜色，多种表面状态，表面涂层均匀，耐磨耐腐蚀，抗UV等，但是基于其工作原理，静电喷涂于大面积的金属表面时，如以上所述充分表现出其各项优秀点。原理：工作时静电喷涂的喷枪、喷杯、涂料微粒部分接负极，工件接正极并接地，在高压电源的高电压作用下，喷枪(喷杯)端部与工件之间形成一个静电场。涂料微粒受到电场力与静电场的电压与涂料微粒的带电量成正比，而与喷枪和工件之间的距离成反比，当电压足够高时，喷枪端部附近区域形成空气电离区。涂料都为高分子有机物，多为导电的电介质。涂料经喷嘴雾化后喷出，被雾化的涂料微粒通过枪口的极针、喷杯的边缘因接触而带电，当经过电离区，将再一次增加其表面电荷密度。这种带电荷的涂料微粒在静电场作用下，向导电极性的工件表面运动，并沉积在工件表面形成均匀的涂膜。

基于以上工作原理，一些小型工件在喷涂时，其边角处在接授正面带电荷的涂料微粒的同时，也接受了一些来自于侧向的带电荷的涂料微粒，这样会导致工件正面喷涂较为均匀，而边角处由于多接受涂料微粒而形成堆集，形成与正面不一致的皱皮面，对于一些要求高端品种，此处形成一个较为严重表面缺陷，现在大多数的厂家面对此问题时，选择让步或是改为其它工艺。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种工件表面静电喷涂装置及工艺，使得工件边角与大面的涂层形成一个统一均匀的整体。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种工件表面静电喷涂装置，包括喷涂设备和吊具，所述喷涂设备上设置有挂钩，所述吊具吊挂在挂钩上。所述吊具上设置有工件定位单元，所述工件定位单元包括N个工件定位组件，N≥2，每个工件定位组件用于安装定位待加工工件，使得待加工工件之间的间距为3MM-5MM。

优选的：所述工件定位组件包括穿丝，所述吊具上设置有通孔一，当位于安装状态时，所述吊具穿过待加工工件，且所述穿丝穿过通孔一和待加工工件上设置的通孔二，将待加工工件安装在吊具上。

优选的：所述工件定位组件包括定位件一和定位件二，所述定位件一和定位件二设置于吊具上，所述定位件一和定位件二之间的区域用于放置待加工工件。工件定位组件中的定位件一和其相邻工件定位组件中的定位件二之间的最远边的间距为3MM-5MM。

优选的：所述定位件一和定位件二的厚度均小于待加工工件的厚度。

优选的：所述定位件一和定位件二均为橡胶材料制成，或者所述定位件一和定位件二均为塑料制成。所述吊具为金属导电材料制成。

优选的：所述工件定位单元包括第1个定位件、M个中间定位件、第Q个定位件，Q＝N+1,M＝N-1，其中，第1个定位件和其相邻的中间定位件组成1个工件定位组件，中间定位件中相邻的两个中间定位件互相配对，共组成N-2个工件定位组件。第Q个定位件和其相邻的中间定位件组成1个工件定位组件。所述中间定位件的宽度为3MM-5MM。

优选的：所述第1个定位件、M个中间定位件、第Q个定位件的厚度均小于待加工工件的厚度。

优选的：所述第1个定位件、M个中间定位件、第Q个定位件均为橡胶材料制成，或者所述定位件一和定位件二均为塑料制成。所述吊具为金属导电材料制成。

一种工件表面静电喷涂工艺，包括以下步骤：

步骤1，将待加工工件通过工件定位单元固定在吊具上，使得待加工工件之间的间距为3MM-5MM。

步骤2，将固定有待加工工件的吊具通过挂钩挂载在喷涂设备上。

步骤3，启动喷涂设备对待加工工件进行喷涂，完成对待加工工件的喷涂。

本发明相比现有技术，具有以下有益效果：

所述吊具上设置有工件定位单元，所述工件定位单元包括N个工件定位组件，N≥2，每个工件定位组件用于安装定位待加工工件，使得待加工工件之间的间距为3MM-5MM，各工件之间保持3MM—5MM距离，在静电喷涂时，可以消除工件边角由于吸收侧向带有电荷的喷涂微粒，导致边角处存在堆粉而形成的不均匀，使得喷涂件边角处涂层能够符合设计所要求的均匀度，让工件边角与大面的涂层形成一个统一均匀的整体。

附图说明

图1为工件定位组件的结构一示意图。

图2为工件定位组件的结构二示意图。

图3为工件定位组件的结构三示意图。

图4为工件定位组件的结构四示意图。

图5为待加工工件安装在吊具上的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种实质性相同或相似形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种工件表面静电喷涂装置，如图5所示，包括喷涂设备和吊具1，所述喷涂设备上设置有挂钩，所述吊具1吊挂在挂钩上。所述吊具1上设置有工件定位单元2，所述工件定位单元2包括N个工件定位组件3，N≥2，每个工件定位组件3用于安装定位待加工工件4，使得待加工工件4之间的间距5为3MM-5MM。

如图2所示，所述工件定位组件3包括定位件一301和定位件二302，所述定位件一301和定位件二302设置于吊具1上，所述定位件一301和定位件二302之间的区域用于放置待加工工件4。工件定位组件3中的定位件一301和其相邻工件定位组件3中的定位件二302之间的最远边的间距5为3MM-5MM。所述定位件一301和定位件二302的厚度均小于待加工工件4的厚度。所述定位件一301和定位件二302均为橡胶材料制成，或者所述定位件一301和定位件二302均为塑料制成。所述吊具1为金属导电材料制成。吊具1穿过待加工工件4内部将其串起来，通过工件定位组件3保持各工件之间留有3MM---5MM间隙，最终通过吊具1将此系列工件吊挂在喷涂设备的挂钩上。

如图5所示，所述工件定位单元2包括第1个定位件21、M个中间定位件22、第Q个定位件23，Q＝N+1,M＝N-1，其中，第1个定位件21和其相邻的中间定位件22组成1个工件定位组件3，中间定位件22中相邻的两个中间定位件22互相配对，共组成N-2个工件定位组件3。第Q个定位件23和其相邻的中间定位件22组成1个工件定位组件3。所述中间定位件22的宽度为3MM-5MM。所述第1个定位件21、M个中间定位件22、第Q个定位件23的厚度均小于待加工工件4的厚度。所述第1个定位件21、M个中间定位件22、第Q个定位件23均为橡胶材料制成，或者所述定位件一301和定位件二302均为塑料制成。所述吊具1为金属导电材料制成。吊具1穿过待加工工件4内部将其串起来，通过工件定位组件3保持各工件之间留有3MM-5MM间隙，最终通过吊具1将此系列工件吊挂在喷涂设备的挂钩上。

如图3、4所示，所述工件定位组件3包括穿丝31，所述吊具1上设置有通孔一，当位于安装状态时，所述吊具1穿过待加工工件4，且所述穿丝31穿过通孔一和待加工工件4上设置的通孔二41，将待加工工件4安装在吊具1上，使用时，将待加工工件4穿在吊具1上，在通过穿丝31穿过通孔一和待加工工件4上设置的通孔二41，将待加工工件4固定在吊具1上，然后通过挂钩将吊具1水平挂载在喷涂设备上。

一种工件表面静电喷涂工艺，包括以下步骤：

步骤1，将待加工工件4通过工件定位单元2固定在吊具1上，使得待加工工件4之间的间距为3MM-5MM。

步骤2，将固定有待加工工件4的吊具1通过挂钩挂载在喷涂设备上。

步骤3，启动喷涂设备对待加工工件4进行喷涂，完成对待加工工件4的喷涂。

喷涂设备对待加工工件4进行喷涂的方法如下：

步骤31，预脱脂：采用1:1的脱脂液与活性剂在环境温度为5℃-35℃、喷淋压力为0.15±0.02MPa的条件下，进行1.5min-2.5min的喷淋，完成喷淋预脱脂。

步骤32，主脱脂：采用1:1的脱脂液与活性剂在环境温度为5℃-35℃、喷淋压力为0.15±0.02MPa的条件下，进行1.5min-2.5min的喷淋，完成喷淋主脱脂。

步骤33，一道水洗：采用自来水在常温环境、喷淋压力为0.1～0.15MPa的条件下，进行40S-70S的水洗，完成一道水洗。

步骤34，二道水洗：采用自来水在常温环境、喷淋压力为0.1～0.15MPa的条件下，进行40S-70S的水洗，完成二道水洗。

步骤35，硅烷预处理：采用硅烷在常温环境、喷淋压力为0.1～0.16MPa的条件下，进行40S-71S的喷淋，完成硅烷预处理。

要求，膜层颜色：透明；槽液配置：槽内注入3/4自来水，加GW硅烷剂20KG/M3，加入清水搅拌，PH值小于7.5加GW处理剂，PH值大于8.5加自来水，直至PH值参数调整到8.5左右，如生产周期长，每500小时更换槽液，或者当槽液呈黄褐色，有较厚油污沫，并伴有严重异味(腐味)时，更换槽液。

步骤36，硅烷化皮膜：采用硅烷在常温环境、喷淋压力为0.15±0.02MPa的条件下，进行2.5min-3min的喷淋，完成硅烷化皮膜处理。

要求，膜层颜色：透明；槽液配置：槽内注入3/4自来水，加GW硅烷剂20KG/M3，加入清水搅拌，PH值小于7.5加GW处理剂，PH值大于9加自来水，直至PH值参数调整到9左右，如生产周期长，每300小时更换槽液，或者当槽液呈黄褐色，有较厚油污沫并伴有严重异味(腐味)时，更换槽液。

步骤37，脱水：对完成硅烷化皮膜处理的代加工工件4进行140-160℃，10min-20min的烘干。目测要求工件表面无水渍，无锈迹，面纸测试是否有油污。

步骤38，喷涂：将待喷涂粉末在常温环境、静电高压为60-90Kv、静电电流为10-100uA、气压为3-6Nm3/h、喷粉量为50-80％、喷枪口至工件距离为150-250mm、链速为2-3.5m/min进行喷涂。可根据工件形状及要求调节喷枪参数，目测喷涂质量：工件经过喷粉后，表面应粉尘均匀，无堆积和未喷到的地方，以及表面无小颗粒等杂物，无油污。

步骤39，固化：对完成喷涂处理的代加工工件4进行195±15℃，20min-30min的烘干固化处理，得到喷涂好的代加工工件4。目测喷涂质量、测厚器测量底盘涂层厚度、根据季节环境温度，工件大小及材质不同，及时调整固化温度(低温季节适当上调温度)，尽量避免临时停线，防止产品表面出现黄变现象。

通过调节待加工工件(简称工件)的不同间距(间隙)，本发明做了如表1所示的实施例：

表1不同间距的喷涂质量

(说明：以上厚度及其中心位厚度与四角平均厚度绝对差值的计量单位均为MM)

表1中，4角处平均厚度C＝(C1+C2+C3+C4)/4，中心位厚度与四角平均度绝对差值|C-M1|，5个位置厚度均匀度(最小厚度除以平均厚度)：C2/[(M1+C1+C2+C3+C4)/5]，其中，中心位喷涂厚度为M1，左上角位喷涂厚度为C1，右上角位喷涂厚度为C2，左下角位喷涂厚度为C3，右下角位喷涂厚度为C4，厚度的单位均为UM。

从表1可知，单个独立的工件，也就是待加工工件之间互相不影响的情况下，其中心位厚度与四角平均度绝对差值很大，厚度均匀度低于68％，可知，对比中心位厚度与四角平均度绝对差值，说明采用本发明中心位置喷涂厚度与四角接近，而普通的喷涂方法(单个独立的工件)则导致中心位置喷涂厚度与四角相差很大。对比5个位置厚度均匀度，说明采用本发明方案后，整个面喷涂厚度很均匀达到98.0％，而普通的喷涂方法(单个独立的工件)整个面喷涂厚度很均匀只有66.7％。在待加工工件之间存在有互相影响时，也就是待加工工件之间存在间隙，这个间隙使得待加工工件之间喷涂加工时能够互相影响，间隙小于3MM或大于5MM时，中心位厚度与四角平均度绝对差值在4-12MM之间，厚度均匀度大约89％-96％。间隙在3-5MM之间时，中心位厚度与四角平均度绝对差值小于1MM，厚度均匀度大于98％。

目前市场上的一些喷涂产品，其边角处留有大量不均匀的皱皮纹，很难成为高端产品，而采用本发明工艺的产品则彻底解决了此不足。通过本发明喷涂后的产品为客户提供了完美的视觉享受，提升了产品在客户心中的档次，有力地提高产品竞争优势。吊具替代了普通的铁丝挂钩，其不仅解决了喷涂均匀性问题，而且可以进一步扩大喷涂设备的利用率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种工件表面静电喷涂装置，其特征在于：包括喷涂设备和吊具（1），所述喷涂设备上设置有挂钩，所述吊具（1）吊挂在挂钩上；所述吊具（1）上设置有工件定位单元（2），所述工件定位单元（2）包括个工件定位组件（3），，每个工件定位组件（3）用于安装定位待加工工件（4），使得待加工工件（4）之间的间距为3MM-5MM，在静电喷涂时，让待加工工件（4）边角与大面的涂层形成一个统一均匀的整体。

2.根据权利要求1所述工件表面静电喷涂装置，其特征在于：所述工件定位组件（3）包括穿丝（31），所述吊具（1）上设置有通孔一，当位于安装状态时，所述吊具（1）穿过待加工工件（4），且所述穿丝（31）穿过通孔一和待加工工件（4）上设置的通孔二（41），将待加工工件（4）安装在吊具（1）上。

3.根据权利要求1所述工件表面静电喷涂装置，其特征在于：所述工件定位组件（3）包括定位件一（301）和定位件二（302），所述定位件一（301）和定位件二（302）设置于吊具（1）上，所述定位件一（301）和定位件二（302）之间的区域用于放置待加工工件（4）；工件定位组件（3）中的定位件一（301）和其相邻工件定位组件（3）中的定位件二（302）之间的最远边的间距为3MM-5MM。

4.根据权利要求3所述工件表面静电喷涂装置，其特征在于：所述定位件一（301）和定位件二（302）的厚度均小于待加工工件（4）的厚度。

5.根据权利要求3所述工件表面静电喷涂装置，其特征在于：所述定位件一（301）和定位件二（302）均为橡胶材料制成，或者所述定位件一（301）和定位件二（302））均为塑料制成；所述吊具（1）为金属导电材料制成。

6.根据权利要求1所述工件表面静电喷涂装置，其特征在于：所述工件定位单元（2）包括第1个定位件（21）、个中间定位件（22）、第个定位件（23），,，其中，第1个定位件（21）和其相邻的中间定位件（22）组成1个工件定位组件（3），中间定位件（22）中相邻的两个中间定位件（22）互相配对共组成个工件定位组件（3）；第个定位件（23）和其相邻的中间定位件（22）组成1个工件定位组件（3）；所述中间定位件（22）的宽度为3MM-5MM。

7.根据权利要求6所述工件表面静电喷涂装置，其特征在于：所述第1个定位件（21）、个中间定位件（22）、第个定位件（23）的厚度均小于待加工工件（4）的厚度。

8.根据权利要求6所述工件表面静电喷涂装置，其特征在于：所述第1个定位件（21）、个中间定位件（22）、第个定位件（23）均为橡胶材料制成；所述吊具（1）为金属导电材料制成。

9.一种基于权利要求1所述工件表面静电喷涂装置的喷涂工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将待加工工件（4）通过工件定位单元（2）固定在吊具（1）上，使得待加工工件（4）之间的间距为3MM-5MM；

步骤2，将固定有待加工工件（4）的吊具（1）通过挂钩挂载在喷涂设备上；

步骤3，启动喷涂设备对待加工工件（4）进行喷涂，完成对待加工工件（4）的喷涂。

Images