华梦喷涂
专业喷涂服务二十年
新闻中心
ews center
时间：2018-11-5 浏览次数：
我国静电喷涂加工技术在轨道交通上的研究与应用作为中车株机公司工艺研发项目，旨在解决长期以来公司涂装作业存在的油漆利用率低、作业环境受污染程度严重、产品外观质量亟待进一步提升等问题。通过对静电喷涂技术的研究应用，对标静电喷涂的安全要求，分析静电喷涂工艺参数对喷涂效果的影响，通过不断地现场试验收集数据，最终确定了一套适合现场施工作业的工艺参数，并得以推广应用。
1.项目简介
1.1静电喷涂立项背景
随着公司的发展，对公司的各项专业技术研究、发展、推广有了更高的要求，针对涂装技术发展，通过综合分析，发现目前的涂装工艺模式主要存在以下3个问题：
（1）油漆利用率低。制造现场采用的喷涂方式有2种：一种是高压无气喷涂；另一种是混气喷涂。以构架涂装为例，高压无气喷涂的油漆利用率为30%～35%，混气喷涂的油漆利用率为50%～55%。
（2）作业环境受污染程度严重。较低的油漆利用率造成大量的漆雾飞散在空气中，最后吸附在喷漆房室体上。同时漆雾过多，造成过滤棉堵塞失效，加剧了喷漆房内作业环境的恶化。
（3）产品外观质量亟待进一步提升。基于从生产制造成本、产品外观质量、环境保护三方面提出了优化提升的需求，公司决定开展静电喷涂在轨道车辆上的研究与应用的工艺研发，力求提升涂装作业的整体水平。
1.2静电喷涂技术简介
静电喷涂最大的优点就是油漆的利用率高。其原理是利用高压电场的作用，使漆雾带电，喷枪的端部与工件之间就形成一个静电场，并在电场力的作用下，漆雾吸附在带异性电荷的工件上。它先将负高压加到有锐边或尖端的金属上，工件接地，使负电极与工件之间形成一个高压静电场，依靠电晕放电，在负电极附近激发大量电子，使通过高压力雾化的油漆进入电场，油漆微粒获得电子成为带负电荷的微粒，在电场力的作用下，迅速移动，最后均匀地吸附在工件的表面上，形成漆膜。
涂料中的成膜物即树脂和颜料等大多数是由高分子有机化合物组成，多为导电的电介质，溶剂型涂料除有成膜物外还有有机溶剂、助溶剂、固化剂、静电稀释剂及其他各类添加剂等物质。这类物质除了苯、二甲苯、溶剂汽油等，大多是极性物质，电阻率较低，有一定的导电能力，它们能提高涂料的带电性能。
2.项目推进
2.1项目执行
为保证静电喷涂在轨道车辆上的研究与应用工作的顺利进行，达到静电喷涂技术应用的最优效果，公司积极策划，周密部署，自2015年12月15日组织开展静电喷涂技术调研开始，期间分3个阶段对构架、机车车体、城轨车体的静电喷涂技术和应用进行了研究，并完成了静电喷涂安全标准对标分析，确保项目推进的有效性和高效性。截止至2016年10月28日，静电喷涂技术在涂装事业部得到全面推广及应用。
在历时11个月的项目推进中，完成了对喷烘房静电喷涂的安全整改，并组织第三方机构对于静电喷涂的安全性能进行了评估。同时，确定并固化了在构架、机车车体、城轨车体等产品静电喷涂过程中的静电电压、涂料电阻率、进气压力、雾化压力、喷嘴型号、喷涂距离、喷漆房通风风速、喷枪移动速度等8项工艺参数。并对静电喷涂在生产制造成本、产品外观质量、环境保护三方面的实施效果进行了评判。
2.2工艺参数应用研究
通过对静电喷涂的8项工艺参数分析，从各参数间的相互影响关系和重要程度，将工艺参数分为5个大类进行试验，尽量减少各个参数间的相互干扰，以求得到更真实的试验数据。
（1）静电电压、油漆电阻率：油漆节省率、油漆利用率与静电电压成正相关、与油漆电阻率成负相关关系，即在工艺参数值范围内，静电电压越高、油漆电阻率越小，油漆利用率和油漆节省率越高。
（2）进气压力、雾化压力：进气压力、雾化压力对喷涂的影响较大，针对不同的产品，需要不同的进气压力、雾化压力，以达到最佳喷涂效果。
（3）喷嘴型号：通过试验数据分析，不同的油漆和工件同样要采用不同的喷嘴进行喷涂。
（4）喷涂距离、喷枪移动速度：直接影响到表面成膜质量，喷涂距离越小，喷涂压力就越大，产品受到气压的冲击也越大，涂层就会出现不平均的情况，产生涂膜过厚的问题；喷涂距离越大，喷涂压力越小，涂料易流失，使被涂物部分喷料过少，涂膜达不到指定的厚度。喷枪移动速度太快，被涂物表面涂层稀薄，显得干瘦、流平性差、粗拙;喷枪移动速度慢，被涂物表面涂膜肯定很厚，而且易产生流挂现象。
（5）喷漆房通风风速：风速直接影响到静电喷涂的喷涂效率和静电吸附效果，属于比较重要的参数。
2.2.1构架涂装静电喷涂工艺参数应用研究
通过对构架静电喷涂的8项工艺参数分析，从各参数间的相互影响关系和重要程度，通过36d的现场试验，累计收集现场试验数据78组，得到以下结论。
通过数据分析，构架底漆静电喷涂最佳工艺参数为静电电压60kV、油漆电阻率（30±5）MΩ·cm、进气压力0.6MPa、雾化压力0.4MPa、喷嘴类型315、喷涂距离150～300mm，喷漆房通风风速0.38～0.67m/s、喷枪移动速度0.5～0.8m/s。油漆节省率为52.62%。
构架面漆静电喷涂最佳工艺参数为静电电压60kV、油漆电阻率（30±5）MΩ·cm、进气压力0.6MPa、雾化压力0.3MPa、喷嘴类型313、喷涂距离150～300mm，喷漆房通风风速0.38～0.67m/s、喷枪移动速度0.5～0.8m/s。油漆节省率为54.78%。
2.2.2车体涂装静电喷涂应用工艺参数研究
基于静电喷涂技术在构架涂装上的应用经验，结合各工艺参数对静电喷涂技术应用的影响方式，在进行车体静电喷涂在轨道车辆上的研究与应用阶段对部分工艺参数进行固化，对其他参数进行现场试验，通过44d的现场试验，收集试验数据56组。最终确定在静电电压60kV，油漆电阻率(30±5)MΩ·cm、喷涂距离150～300mm、喷漆房通风风速0.38～0.67m/s、喷枪移动速度0.5～0.8m/s工艺参数情况下，机车、城轨车体各涂层最佳工艺参数见表1所列。
2.3静电喷涂效果预计
涂装事业部全面推广应用静电喷涂技术后，全年按构架4000件、机车车体600节、城轨车体1000节涂装生产任务量计算，在最佳工艺参数范围内喷涂效果预计如下。
（1）全年可减少生产制造成本2439.013万元。
（2）全年可减少VOC排放量约为108.24t。
（3）根据活性碳吸附VOC能力，3kg活性碳可吸附1kgVOC，全年可节省活性碳用量324.12t。活性碳价格6.15元/kg，即全年可节省活性碳材料费用约199.33万元。
（4）油漆利用率的提升势必会减少漆雾、漆渣等污染源的产生，减轻漆雾、漆渣对喷漆房过滤棉的污染，延长喷漆房过滤棉更换周期，节省喷漆房过滤棉更换的材料成本和人工成本。
（5）产品漆膜质量显著提升。
2.4实际应用效果评估
2.4.1生产制造成本节省
（1）构架静电喷涂自2016年4月1日全面推广，2016年全年共计节省构架涂装生产成本约471.8万元。
（2）机车车体静电喷涂自2016年7月1日全面推广，2016年全年共计节省机车车体涂装生产成本68.57万元。
（3）城轨车体静电喷涂自2016年9月13日全面推广，2016年全年共计节省城轨车体涂装生产成本420.43万元。
综合以上数据，静电喷涂在轨道车辆上的研究和应用项目截止2016年12月已完成节省各板块涂装生产成本960.8万元。
2.4.2环境保护
2016年全年共计减少VOC排放量约39.22t，节约活性碳用量约117.66t，节约活性碳材料费用约72.36万元。
2.4.3产品质量
更改喷涂方式后的产品质量见表2所列。
3.结语
静电喷涂在油漆利用率、环境保护和产品质量提升方面有成效明显，自2016年2月启动静电喷涂研究与应用，通过技术调研、工艺参数研讨、技术原理培训、现场应用研究、安全对标及整改、应用效果优化、工艺参数平推、分阶段推广应用等过程，解决了静电喷涂施工过程中发生的实际问题，并对静电喷涂的安全性能完成了评估，确保施工的安全性和质量稳定性。目前，静电喷涂技术已在中车株机公司的构架、机车车体、城轨车体等产品的涂装作业中实现全面推广应用，并取得显著效果。
您当前的位置：