铸铁阀门的粉末涂层工艺探讨

1、铸铁阀门概述

水系统由于压力低，所用阀门和管道配件主要材料为铸铁，但铸铁不耐腐蚀，单一材质不能满足要求，需要对其进行合适的涂层处理，这就需要对该类产品的涂层作研究分析，选择合适的材料与工艺。铸铁阀门的材料包括灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等。由于球墨铸铁阀门在水系统中的使用越来越广泛，本文以球墨铸铁阀门为例进行论述。

2、铸铁阀门现状

据调查分析，现在阀门的损坏和更换主要是主体锈蚀，内腔因为与介质接触，锈蚀极为严重，锈蚀后阀门通径变小，流阻增大，影响介质传输。而且阀门多安装在地面或地下，外表与空气接触，空气潮湿，表面易发生锈蚀。这就需要对阀门的主体材料加以防护，以延长使用寿命。另一方面，由于铸铁直接与水接触，锈蚀的存在构成对水质的二次污染，这必须加以控制。因此，对涂层的要求以功能性防护为主，装饰性为辅。阀门的表面处理方式主要有油漆涂装、镀锌和粉末涂装等。涂漆的防护期短，不能长期在工况情况下使用。镀锌工艺主要是管道应用较多，热镀锌和电镀锌都有采用，工艺复杂，预处理采用酸洗、磷化工艺，工件表面会有酸、碱液的残余物，留下了腐蚀的隐患，使镀锌层容易产生脱落，镀锌的耐腐蚀年限为3～5年。粉末涂装具有涂层厚、耐腐蚀、耐冲刷等特点，能满足水系统使用条件对阀门的要求。

3、铸铁阀门材料

粉末涂料无溶剂，减少了环境污染和有机溶剂中毒，其不属于易燃品，储存和运输安全方便，简便经济。粉末涂料可回收利用，利用率约为95%。涂料工艺易实现自动化，一次涂装可获得4O一5001xm厚涂层。涂层无底漆，提高了工作效率。边角的覆盖性优良，涂膜的机械性能、绝缘性能和耐腐蚀性能优良。但是，粉末涂料换色程序复杂。储存时受压力、温度和湿度的影响，易结块。粉末涂料的制造设备和涂装工艺较复杂。粉末涂料品种繁多，常用的有尼龙1 l、尼龙12、环氧树脂和环氧聚酯等。综合其性能、成本和工艺复杂程度等因素，环氧树脂粉末适合用作阀门的涂层。如果不考虑成本因素，尼龙系列粉末是最佳方案，综合性能指标高。国外有采用尼龙粉末作阀门涂层的成功事例。

4、铸铁阀门工艺

阀门中需要喷涂的铸铁零件有阀体、阀盖、压盖、手轮和闸板等。喷涂工艺流程为工件预处理 去除灰尘_+预热一喷涂一固化一冷却。

(1)预处理需要涂装的表面必须是干燥和干净的，且具有一定的粗糙度。铸铁的多孔性结构，使零部件组织不致密，其在酸处理时，极易发生酸内渗，导致材料内储氢而极易发生氢脆。因此，铸铁涂装前不能采取酸洗和磷化工艺处理，应采用喷丸或喷砂工艺，达到Sa2.5级。工件处理后6h内须进人预热处理工序，并且注意零部件不得被雨淋，防止再次生锈。搬运过程中须防止油污污染，并配带帆布类手套。设计喷涂线时，如果条件允许，可以考虑在线进行喷丸(喷砂)处理，可以避免人工多次接触工件，防止工件二次污染。喷丸用的耗材可以采用优质不锈钢丸(S 1.5)与不锈钢切头( 1.2)按1：l比例混合，根据消耗情况定期按比例补充。

(2)预热 须保证铸件实体温度在190—210℃ ，不能以烘室空气温度作为判定工件温度的依据，空气温度只能作为参考。由于阀门铸件厚重且 组织疏松，存在热惰性现象，须有足够的预热时间保证工件的温度，同时将工件中的气体烘出，防止粉末喷涂后溢出，形成气泡缺陷。具体时间根据工件规格尺寸设定。 (3)喷涂喷涂主要有静电喷涂和流化床工艺两种。静电喷涂根据工件尺寸大小可以分为粉末静。

电喷涂生产流水线和粉末静电喷涂单元，两者工艺一致，主要区别是工件的周转方式。喷涂生产流水线是采用传输链自动传输，而喷涂单元是人工吊装。涂层的厚度控制在250—3001a,m。厚度小于1501xm，防护性能降低，厚度大于500p,m，涂层附着力下降，耐冲击性能降低，同时粉末消耗量加大。流化床工艺是粉末在流化床内呈悬浮状态，粉末遇到热的工件即在表面凝胶，形成不小于300p,m 的涂层，流化床工艺施工的工件膜厚均匀，对于内腔等区域也能很好涂装，涂装质量好，效率高。静电喷涂操作工艺简单，一次性投人小。流化床工艺涂装质量高，一次性投人大。喷涂应在尽可能短的时间内完成，最好是在粉末凝胶时间内。对于不需喷涂的螺纹、平面、孔等处，可以采用硅胶塞和高温胶带等器具遮避保护，待喷涂完成后取下即可。

(4)固化固化温度180℃，时间l0—15min。固化环节是涂层最终成型的环节，对最终涂层性能 影响较大，应合理控制其温度和时间。温度低，时间短，固化不完全。温度高或时间长，会导致涂层变色。喷涂完成到进入固化烘道的时间要尽可能短，2min以内为佳，否则会影响固化效果。固化完成的工件，冷却至室温，建议采用自然冷却法。

如有更多阀门相关需要，请访问我们网站 www.zhongtefamen.com。