一．散熱器涂裝工藝概述

1. 采暖散熱器的分類

采暖散熱器作為傳統(tǒng)的取暖設(shè)備在我國北方地區(qū)被廣泛的采用。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，采暖散熱器逐漸被我國中南部地區(qū)采納，采暖散熱器的市場進入了空前的大發(fā)展時期，采暖散熱器的生產(chǎn)技術(shù)隨著市場的發(fā)展，也有了長足的進步。在傳統(tǒng)的鑄鐵散熱器的基礎(chǔ)上發(fā)展出鋼制、鋁制、復(fù)合式散熱器等幾大類產(chǎn)品。

2. 滿足散熱器粉末涂裝的前處理工藝通則

一般來說,散熱器粉末噴涂前對散熱器工件進行的預(yù)處理的目的就是去除工件表面的所有雜質(zhì)，使粉末涂層能良好的與工件結(jié)合。為了達(dá)到上述目的，可以采用化學(xué)方法或物理方法進行處理。其中采用化學(xué)方式進行處理的工藝，主要工序有脫脂、去除氧化層、鈍化和化學(xué)成膜。在主要工序間增加清洗工序?qū)ぜM行清洗。對于有銹（氧化層）工件必須經(jīng)過酸洗工序，而酸洗后的將給磷化帶來很多麻煩，如工序間生銹泛黃，殘留酸液的清除，磷化膜出現(xiàn)粗化等。酸洗后的工件再進行鋅系、鋅錳系磷化前一般要進行表面調(diào)整處理。在間歇式的生產(chǎn)場合，由于受條件限制，磷化工件必須存放一段時間后才能涂漆，要求磷化膜本身具有較好的防銹性。因此可以根據(jù)散熱器材質(zhì)的不同，制定適合的前處理方式。

二．散熱器粉末涂裝設(shè)備概述

粉末涂裝是指用噴粉設(shè)備把粉末涂料均勻噴涂到工件的表面，形成粉狀的涂層后再經(jīng)過高溫烘烤流平、固化成膜的過程。根據(jù)形式的不同，有冷涂和熱涂的區(qū)別。冷涂主要使用的設(shè)備包括噴粉室、粉末噴槍、粉末供應(yīng)裝置、粉末回收裝置和高溫固化裝置；熱涂主要使用的設(shè)備包括工件加溫裝置和粉末浸涂供粉裝置。

1.冷涂粉末涂裝設(shè)備

1.1噴粉室

噴粉室是作用是將粉末噴涂過程固定在一個特定的空間范圍內(nèi)完成，使噴粉涂裝過程不對環(huán)境造成粉塵污染。一般采用具有工件進出口、噴槍操作口和觀察口的半封閉結(jié)構(gòu)，材質(zhì)可采用金屬或金屬，常用有碳鋼、不銹鋼和塑料等。

1.2粉末噴槍

粉末噴槍是影響涂層質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備，它的作用是將粉末涂到工件表面。粉末噴槍有普通壓縮空氣粉末噴槍和靜電粉末噴槍之分，在散熱器粉末涂裝中主要采用靜電粉末噴槍。而靜電粉末噴槍根據(jù)發(fā)生靜電形式不同有摩擦式靜電噴槍和電暈式靜電噴槍兩大類。

摩擦式靜電噴槍是利用粉末顆粒在高介電常數(shù)的摩擦體內(nèi)高速通過時，粉末顆粒與摩擦體高速碰撞，顆粒表層部分電子被摩擦體捕獲后導(dǎo)入工件；粉末顆粒因損失部分電子而顯正電性，粉末顆粒脫離摩擦體后在壓縮空氣作用下的到達(dá)工件的表面，在正負(fù)電荷電場力的作用下，將粉末顆粒均勻的吸附在工件表面。由于摩擦式靜電涂裝過程中，噴粉量小，粉末帶電量低，通過專用噴嘴可以將粉末送到特定的部位或指定的工件區(qū)域內(nèi)，可以對一些容易產(chǎn)生靜電屏蔽的死角進行涂裝，但由于噴粉量的限制，涂裝速度受到制約。

電暈式靜電噴槍利用電暈放電現(xiàn)象，在直流電壓作用下，在尖端電極附近聚集起空間電荷，當(dāng)氣隙在高壓電場的作用下產(chǎn)生電離后，電子被驅(qū)往遠(yuǎn)離尖端電極的空間,并形成負(fù)離子,在靠近電極表面則聚集起正離子。當(dāng)電場強度被維持或加強時，正離子被吸進電極，此時在尖端電極端形成了電暈放電，負(fù)離子持續(xù)擴散到間隙空間，形成離子風(fēng)。利用電暈放電能提供持續(xù)負(fù)離子形成電子風(fēng)的特性，使更多的粉末顆粒在通過電暈場時獲得電荷的機會成為可能，為增大粉末噴量、提高粉末涂裝速度奠定了基礎(chǔ)。并逐漸成為靜電粉末噴涂的主要設(shè)備。電暈式靜電噴槍按高壓靜電的發(fā)生方式區(qū)分有外置高壓和內(nèi)置高壓之分，外置高壓就是由高壓靜電發(fā)生器產(chǎn)生高壓靜電，再由高壓靜電纜線接入電暈噴槍的放電電極；內(nèi)置高壓是由高壓靜電發(fā)生器產(chǎn)生安全電壓的振蕩脈沖送入電暈噴槍，由電暈噴槍生成高壓靜電。

1.3粉末供應(yīng)裝置

粉末供應(yīng)裝置的作用是將粉末涂料連續(xù)、均勻、定量地供給靜電噴粉槍，按結(jié)構(gòu)分有流化床式、攪拌式和振動式；按出粉位置分有上部吸粉式和下部送粉式。粉末供應(yīng)裝置是粉末靜電噴涂取得高效率、高質(zhì)量的關(guān)鍵部件。多數(shù)靜電噴涂設(shè)備都采用上部吸粉式流化床供粉器。

上部吸粉式流化床供粉器是利用文丘里泵的抽吸作用來輸送粉末的。其工作原理是在壓縮空氣通過（正壓輸送）的管路中設(shè)置文丘里射流泵（又稱粉泵），空氣射流使插入粉層的吸粉管口產(chǎn)生低于大氣壓的負(fù)壓，處于該負(fù)壓周圍的粉末就被吸入管道中并輸送至噴槍。由于流化床內(nèi)流動的粉末具有流體特性。因而使粉泵吸粉管口不斷有粉末補充，從而保證噴出的粉霧均勻、連續(xù)。這種供粉器的優(yōu)點是供粉均勻穩(wěn)定，供粉精度高，一個供粉桶可裝置多個粉泵，粉泵清理和更換方便。

1.4粉末回收裝置

粉末回收裝置的作用首先是讓噴粉室內(nèi)保持負(fù)壓，使噴粉室內(nèi)的懸浮粉末不能通過噴粉室的開口擴散到噴粉室外，保護噴粉工作環(huán)境；其次是使過噴的粉末便于收集，再次利用。主要結(jié)構(gòu)是由風(fēng)機產(chǎn)生空氣流動動力，在含粉的混合氣體的流動通道上利用旋風(fēng)分離或表層過濾等方式實現(xiàn)氣、粉分離。主要的粉末回收設(shè)備有：旋風(fēng)分離器、布袋過濾裝置、濾芯過濾裝置以及組合式粉末回收器。


1.4.1旋風(fēng)分離器

旋風(fēng)分離器是使粉末流旋轉(zhuǎn)運動，在離心力的作用下，達(dá)到粉末粒子與氣流分離的目的。根據(jù)旋風(fēng)分離式粉末回收裝置的結(jié)構(gòu)不同，其粉末回收率一般可以達(dá)到80~90%，為了達(dá)到環(huán)保要求，分離較細(xì)粉末粒子，保證排放氣流的潔凈，在旋風(fēng)分離式回收裝置的排放端需增加二級過濾裝置。


1.4.2布袋過濾裝置

布袋過濾裝置的過濾元件可以由棉毛纖維、玻璃纖維或各種化學(xué)纖維經(jīng)過紡織（或針刺）成濾料，再縫制成垂直懸掛的濾袋，使粉末混合氣通過濾袋，不同場合要選用不同的濾料。在濾袋上收集到的粉塵通過周期性的機械抖動或壓縮空氣的脈沖反吹等途徑對布袋進行清理。

1.4.3濾芯過濾裝置

濾芯過濾裝置是利用帶有微孔的濾芯進行表層過濾分離。粉末混合氣中的氣體通過濾芯的微孔排出，粉末顆粒被濾芯阻擋留在濾芯的表面。必須通過壓縮空氣的脈沖反吹對濾芯進行清理。

1.4.4組合式粉末回收器

a.旋風(fēng)布袋式

b.旋轉(zhuǎn)翼脈沖自動反吹式

c.旋風(fēng)組合旋轉(zhuǎn)翼脈沖自動反吹式

d.采用濾芯過濾和粉末輸送結(jié)合方式。

此類方式由濾芯粉末分離器與靜電粉末噴室組合。利用回收系統(tǒng)的濾芯對噴室內(nèi)的混合粉氣進行過濾，實現(xiàn)粉氣分離，要求過濾材料的微孔要小于5微米，使粉末顆粒不能通過微孔隨空氣排出；隨著過濾時間的增加，濾芯表面的微孔被粉末顆粒封堵的越來越多，逐步喪失了過濾作用，此時在控制系統(tǒng)的作用下，切斷此濾芯的負(fù)壓系統(tǒng)同時利用脈沖反吹氣流在濾芯里由內(nèi)向外旋轉(zhuǎn)吹出，使因負(fù)壓吸附在濾芯表面的粉末脫離濾芯，落入下面的輸送斜板，同時恢復(fù)濾芯的負(fù)壓系統(tǒng)使其繼續(xù)工作。落入噴室底部的粉末被輸送機構(gòu)送入振動篩進行篩選并混合新粉投入使用。

e.采用兩級過濾分離方式。

此類方式由靜電粉末噴室、送粉器、旋風(fēng)分離器和濾芯粉末分離器組合。在靜電粉末噴室底部的送粉器有刮板、氣刀送粉等方式，功能都是將下落粉末送入固定區(qū)域；在負(fù)壓風(fēng)機的作用下，粉末被吸入旋風(fēng)分離器進行粉氣一級分離；排出的低濃度的氣粉混合體進入濾芯粉末分離器進行粉氣二級分離，實現(xiàn)粉氣分離排放。回收的粉末再經(jīng)過自動輸粉裝置送到粉末篩選裝置進行回收粉末的篩選并混合新粉投入使用。此方式的的特點是換色清理噴室比較容易，并可在回收裝置不停機的狀態(tài)下進行，使噴室清理過程不會對噴室外環(huán)境造成污染。


1.5粉末固化原理及高溫固化裝置

1.5.1粉末固化原理及過程

粉末靜電涂裝后需經(jīng)高溫使粉末涂層熔融、流平然后固化成膜。粉末涂料固化后形成的表面狀況，很大程度上取決于粉末的熔融和流平過程中表面張力（推動力）和體系粘度（阻力）,一方面，低的表面張力可以提供熔融粉末與底材較好的鋪展，但是如果表面張力太低，又會影響流平效果，可能會產(chǎn)生橘皮現(xiàn)象。另一方面，如果不降低表面張力，熔融粉末會產(chǎn)生縮孔等弊病。所以，表面張力在粉末涂料熔融、流平過程中起著極其重要的作用。

表面張力是指液體和氣體相互接觸時，對于氣-液界面，液體內(nèi)部分子所受的力可以彼此抵銷，但表面分子受到液相分子的拉力大，受到氣相分子的拉力小，這種微觀的受力不均勻放大到宏觀的相界面，使表層分子處處存在一種張力，這種作用于單位邊界線上的這種力就稱為表面張力。

在熔融粉末表面，每一段小平面兩邊都存在周圍液體對它的表面張力，大小相等，方向相反，合力為零。對于凹凸不平的表面，在凹面上，由于表面張力方向不在同一直線上，所以產(chǎn)生了一個方向指向凹面圓心的合力；凸面上產(chǎn)生指向下方的合力，這種合力的存在可以使凹液面上升，凸液面下降，所以表面張力是促進粉末涂料流平的主要動力。

粉末涂料固化需要經(jīng)過結(jié)聚、熔融、流平然后固化成膜。

1.5.2固化裝置

粉末靜電涂裝后需經(jīng)高溫使粉末涂層熔化、流平、固化，對于散熱器粉末涂裝高溫固化裝置主要有箱式固化爐或通過式固化烘道。

箱式固化爐是將噴涂后的散熱器掛在專用的工件懸掛車上，統(tǒng)一推入箱式固化爐，完成升溫、保溫過程。

通過式固化烘道是通過懸掛輸送裝置將噴涂后的散熱器工件連續(xù)輸送通過高溫區(qū)，完成升溫、保溫過程。因連續(xù)輸送工件的需要，通過式固化烘道留有工件進出口，根據(jù)熱的傳導(dǎo)特性建立橋式或半橋式烘道，減小通過式固化烘道的熱損失，降低固化能耗。

熱源的提供方式有直供式和換熱式。

直供式采用電加熱或天然氣燃燒提供熱能。

換熱式采用換熱器進行熱交換，使送入烘道的是純潔的熱源，為粉末固化創(chuàng)造整潔干凈的環(huán)境，獲得高質(zhì)量的涂層效果。

幾種常用能源運行成本比較

三． 散熱器涂裝工藝對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

靜電噴涂施工工藝對粉末成膜的影響至關(guān)重要。不同工件應(yīng)選擇不同的工藝參數(shù)才能獲得理想的涂膜。粉末靜電噴涂時，粉末粒子除受靜電引力外，還受空氣流和重力等作用。它們對于噴涂工件的凹坑、死角等受靜電場屏蔽部位有一定幫助。施工時應(yīng)注意利用和掌握好這些因素。

五.散熱器涂裝生產(chǎn)線投資成本概算及控制

新建一條涂裝生產(chǎn)線的投資回報期有多長？未來的經(jīng)濟效益如何？這些是涂裝生產(chǎn)線投資者所關(guān)心的問題，因此，準(zhǔn)確地核算出涂裝生產(chǎn)的直接成本是必不可少的。影響涂裝生產(chǎn)成本的因素較多，一般建設(shè)一條比較全面的流水線前處理設(shè)備的工藝完整性非常重要，直接影響了圖層的機械性能，所以絕不能輕視前處理設(shè)備。一般來說，采用按產(chǎn)量需求不同來定制不同的設(shè)備。以最常見的橋式懸掛輸送涂裝生產(chǎn)線為例，在建“線”之前，通常必須明確以下幾個方面的內(nèi)容：

1. 決定涂裝設(shè)備數(shù)量和固化烘道參數(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)

1.1年產(chǎn)量

1.2工作時制

1.2.1年工作日

1.2.2工作班制

1.2.3班工作時

1.3工件尺寸

1.3.1外形尺寸lxwxh

1.3.2涂裝面積

1.3.3掛具結(jié)構(gòu)

1.3.4掛具節(jié)距

1.3.5每掛件數(shù)

1.4設(shè)備

1.4.1利用率

1.4.2廢器率

根據(jù)上述數(shù)據(jù)核算輸送鏈速、確定前處理設(shè)備數(shù)量、噴槍數(shù)量、噴室參數(shù)、固化烘道參數(shù)等。

對于產(chǎn)量不大，如1000柱/日的產(chǎn)量，可采用雙工位噴涂、小循環(huán)輸送、箱式爐固化的方式。一般成本在20萬元左右；前處理設(shè)備的資金投入8~10萬元左右；對于產(chǎn)量相對較大，如5000柱/日的產(chǎn)量，可采用4工位噴涂結(jié)合自動噴涂、大循環(huán)固化烘道的方式。一般成本在60萬元左右；前處理設(shè)備的資金投入在10~15萬元左右，隨著產(chǎn)量的繼續(xù)提高，相關(guān)環(huán)節(jié)使用設(shè)備就會相應(yīng)增加，成本相對增長。

在設(shè)備投入規(guī)劃階段，要采用倒推方式由后向前的方式來規(guī)劃，即按成品量除一次合格率后再加上重復(fù)加工量來確定總產(chǎn)能。

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