鑄鐵閥門的粉末涂層工藝探討

1、鑄鐵閥門概述

水系統由于壓力低，所用閥門和管道配件主要材料為鑄鐵，但鑄鐵不耐腐蝕，單一材質不能滿足要求，需要對其進行合適的涂層處理，這就需要對該類產品的涂層作研究分析，選擇合適的材料與工藝。鑄鐵閥門的材料包括灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵等。由于球墨鑄鐵閥門在水系統中的使用越來越廣泛，本文以球墨鑄鐵閥門為例進行論述。

2、鑄鐵閥門現狀

據調查分析，現在閥門的損壞和更換主要是主體銹蝕，內腔因為與介質接觸，銹蝕極為嚴重，銹蝕后閥門通徑變小，流阻增大，影響介質傳輸。而且閥門多安裝在地面或地下，外表與空氣接觸，空氣潮濕，表面易發生銹蝕。這就需要對閥門的主體材料加以防護，以延長使用壽命。另一方面，由于鑄鐵直接與水接觸，銹蝕的存在構成對水質的二次污染，這必須加以控制。因此，對涂層的要求以功能性防護為主，裝飾性為輔。閥門的表面處理方式主要有油漆涂裝、鍍鋅和粉末涂裝等。涂漆的防護期短，不能長期在工況情況下使用。鍍鋅工藝主要是管道應用較多，熱鍍鋅和電鍍鋅都有采用，工藝復雜，預處理采用酸洗、磷化工藝，工件表面會有酸、堿液的殘余物，留下了腐蝕的隱患，使鍍鋅層容易產生脫落，鍍鋅的耐腐蝕年限為3～5年。粉末涂裝具有涂層厚、耐腐蝕、耐沖刷等特點，能滿足水系統使用條件對閥門的要求。

3、鑄鐵閥門材料

粉末涂料無溶劑，減少了環境污染和有機溶劑中毒，其不屬于易燃品，儲存和運輸安全方便，簡便經濟。粉末涂料可回收利用，利用率約為95％。涂料工藝易實現自動化，一次涂裝可獲得4O一5001xm厚涂層。涂層無底漆，提高了工作效率。邊角的覆蓋性優良，涂膜的機械性能、絕緣性能和耐腐蝕性能優良。但是，粉末涂料換色程序復雜。儲存時受壓力、溫度和濕度的影響，易結塊。粉末涂料的制造設備和涂裝工藝較復雜。粉末涂料品種繁多，常用的有尼龍1 l、尼龍12、環氧樹脂和環氧聚酯等。綜合其性能、成本和工藝復雜程度等因素，環氧樹脂粉末適合用作閥門的涂層。如果不考慮成本因素，尼龍系列粉末是最佳方案，綜合性能指標高。國外有采用尼龍粉末作閥門涂層的成功事例。

4、鑄鐵閥門工藝

閥門中需要噴涂的鑄鐵零件有閥體、閥蓋、壓蓋、手輪和閘板等。噴涂工藝流程為工件預處理 去除灰塵_+預熱一噴涂一固化一冷卻。
(1)預處理需要涂裝的表面必須是干燥和干凈的，且具有一定的粗糙度。鑄鐵的多孔性結構，使零部件組織不致密，其在酸處理時，極易發生酸內滲，導致材料內儲氫而極易發生氫脆。因此，鑄鐵涂裝前不能采取酸洗和磷化工藝處理，應采用噴丸或噴砂工藝，達到Sa2．5級。工件處理后6h內須進人預熱處理工序，并且注意零部件不得被雨淋，防止再次生銹。搬運過程中須防止油污污染，并配帶帆布類手套。設計噴涂線時，如果條件允許，可以考慮在線進行噴丸(噴砂)處理，可以避免人工多次接觸工件，防止工件二次污染。噴丸用的耗材可以采用優質不銹鋼丸(S 1．5)與不銹鋼切頭( 1．2)按1：l比例混合，根據消耗情況定期按比例補充。
(2)預熱 須保證鑄件實體溫度在190—210℃ ，不能以烘室空氣溫度作為判定工件溫度的依據，空氣溫度只能作為參考。由于閥門鑄件厚重且 組織疏松，存在熱惰性現象，須有足夠的預熱時間保證工件的溫度，同時將工件中的氣體烘出，防止粉末噴涂后溢出，形成氣泡缺陷。具體時間根據工件規格尺寸設定。 (3)噴涂噴涂主要有靜電噴涂和流化床工藝兩種。靜電噴涂根據工件尺寸大小可以分為粉末靜
電噴涂生產流水線和粉末靜電噴涂單元，兩者工藝一致，主要區別是工件的周轉方式。噴涂生產流水線是采用傳輸鏈自動傳輸，而噴涂單元是人工吊裝。涂層的厚度控制在250—3001a,m。厚度小于1501xm，防護性能降低，厚度大于500p,m，涂層附著力下降，耐沖擊性能降低，同時粉末消耗量加大。流化床工藝是粉末在流化床內呈懸浮狀態，粉末遇到熱的工件即在表面凝膠，形成不小于300p,m 的涂層，流化床工藝施工的工件膜厚均勻，對于內腔等區域也能很好涂裝，涂裝質量好，效率高。靜電噴涂操作工藝簡單，一次性投人小。流化床工藝涂裝質量高，一次性投人大。噴涂應在盡可能短的時間內完成，最好是在粉末凝膠時間內。對于不需噴涂的螺紋、平面、孔等處，可以采用硅膠塞和高溫膠帶等器具遮避保護，待噴涂完成后取下即可。
(4)固化固化溫度180℃，時間l0—15min。固化環節是涂層最終成型的環節，對最終涂層性能 影響較大，應合理控制其溫度和時間。溫度低，時間短，固化不完全。溫度高或時間長，會導致涂層變色。噴涂完成到進入固化烘道的時間要盡可能短，2min以內為佳，否則會影響固化效果。固化完成的工件，冷卻至室溫，建議采用自然冷卻法。

鑄鐵閥門的粉末涂層工藝探討 待續。。。

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