一种钢结构表面处理及涂装的新工艺模板.doc

一个钢结构表面处理及涂装新工艺摘要： 一个钢结构表面处理及涂装新工艺1 序言伴随中国铁路运输几次大提速,对铁路机车车辆设计、生产水平要求也越来越高。产品升级换代成了各铁路机车车辆制造厂当务之急。机车车辆用钢结构设计越来越多地采取优质高性能钢板,传统钢结构表面处理及涂装工艺已经不能适应生产发展要求,迫切需要找到一个满足设计和工艺要求表面处理新工艺。 2表面处理及涂装工艺关键点钢结构涂装前,为了使涂层和基体含有良好粘结性能,必需对待涂装钢材表面及周围区域进行预处理。首先,其表面必需洁净,不许可有灰尘、油污、水渍或其它污垢和疏松氧化物。其次,喷涂时,涂层和基体结合通常以机械结合为主,所以,在不影响喷涂质量前提下,涂层和基体应尽可能地增大接触面积,合适粗糙度有利于提升涂膜附着力,延长涂层寿命。相关资料介绍:醇酸涂料用于手工表面除锈,其涂层使用寿命为23a,喷砂处理达Sa2.5级使用寿命可为10a。钢材表面预处理质量直接影响涂装工程表观质量及涂层使用寿命,而钢结构表面处理清洁度和粗糙度直接影响到涂层使用寿命。为尽可能增大涂层和基体接触面积,通常采取机械粗化和喷砂粗化方法。机械粗化包含喷丸处理、人工打磨和抛光处理。喷砂粗化是选择直径为12mm干燥且有棱角黄砂或石英砂,利用压缩空气将砂粒从喷砂枪枪嘴高速喷射到钢材表面,利用砂粒冲击和摩擦作用,将钢材表面氧化皮、铁锈、油漆膜、油脂等污物除去,同时取得含有一定粗糙度表面工艺方法。通常来说,钢材等级越高,对其表面处理要求越高。经喷砂处理钢结构表面,表面积约为不进行喷砂处理钢材表面积90倍,大大增加了涂层和基体之间接触面积。这对有些涂料涂膜,尤其是无机富锌类涂料涂膜附着力影响极大。 3原工艺存在问题以前,对机车车辆钢结构用钢材(包含板材和型材)进行表面处理方法,一个是只进行简单除锈,经冷、热加工后,组焊成钢结构,再对钢结构表面喷涂底漆。这种工艺方法经多个车型现场应用,证实防腐效果欠佳。另一个工艺方法是,钢材表面先经过化学处理(通常是磷化处理),以后直接喷涂底漆,然后再组焊成钢结构。其缺点是常常出现底漆和磷化膜配套性不好问题,造成底漆附着力降低等现象。再有,多年来还采取一个工艺方法,钢材优异行喷砂处理,然后直接喷涂底漆,也存在防腐差问题,甚至影响到下一道工序。4新工艺方案确实定针对原工艺存在问题,为达成工艺、设计要求,同时兼顾工艺继承性和延续性,以上述理论为依据,经过试验,决定采取喷砂和预涂底漆相结合表面处理及涂装工艺。4.1 试验材料 (1) 底材样板:选择多年来常见优质富铬钢板(N4003),规格为150mm80mm1.5mm,共24块。(2) 油漆:1预涂底漆:选择磁铁环氧酯防锈漆。因为经过预处理钢材在组焊成钢结构时,需要经过焊接和切割、打磨等工序,其漆层表面不可避免地存有大量划痕和脱落等缺点,所以选择现在机车车辆钢结构常见耐高温、受热影响小、防腐性能强磁铁环氧酯防锈漆作钢材表面预涂底漆。2底漆:选择磷酸聚氨酯底漆。钢结构组焊成形后,为了修补其表面缺点,同时也为下一步刮腻子或涂面漆做准备,通常需要对钢结构再喷涂1遍底漆。要求该底漆和下道工序用腻子和面漆配套性要好。经生产验证,磷酸锌聚氨酯底漆完全能够满足此项要求。 4.2 试验过程4.2.1 样板表面处理将样板分为A、B两组,各12块,其中A组采取喷砂处理,B组不经喷砂处理,仅用240#砂布打磨。用有机溶剂将两组样板表面清洗洁净,冷风吹干,放入干燥器。4.2.2 样板漆膜制备A、B组样板各取6块,喷涂1道磷酸锌聚氨酯底漆,干燥待用;再取A、B组另6块样板,先喷涂1道磁铁环氧酯防锈漆,干燥48h后,再喷涂1道磷酸锌聚氨酯底漆,干燥待用。4.2.3 性能试验(1)对制备好漆膜A组、B组样板,分别测量厚度,然后做以下性能试验:1附着力测试:采取附着力测试仪测试,按GB/T1720进行。2耐盐水性能试验:用3%NaCl溶液,按GB/T1763进行试验。(2)将喷涂了2道底漆试板做工艺配套性试验。 (1) 附着力。涂装后板材防腐能力取决于涂膜附着力大小,附着力越大,板材防腐能力越强。由表1能够看出:漆膜厚度,经喷砂处理样板比未经喷砂处理厚;附着力,经喷砂处理样板大于未经喷砂处理样板。 (2) 耐盐水性。耐盐水性是指将样板浸入盐水,在要求温度下浸泡,观察其被侵蚀程度。耐盐水性是衡量漆膜和材质防腐能力一个关键指标。由表1能够看出:一样经喷砂处理和喷涂底漆,喷涂预涂底漆样板比未喷涂预涂底漆样板防腐能力强;一样喷涂2道底漆,经喷砂处理样板防腐能力比未经喷砂处理强。 (3) 工艺配套性。油漆工艺配套性是指两种油漆涂在一起时,层和层之间是否出现“咬底”、脱落、起泡、起皱等现象。不出现这些现象,就说明配套性良好。能够看出:不管是喷砂处理样板还是未经喷砂处理样板,不一样漆种磁铁环氧酯防锈漆和磷酸锌聚氨酯底漆工艺配套性良好,无起泡、“咬底”等现象。这说明:经过喷砂处理后,再喷涂磁铁环氧酯防锈漆作为预处理钢材,组焊成钢结构后是能够再喷涂一层磷酸锌聚氨酯底漆。5结论经过试验,最终确定了钢结构表面处理及涂装新工艺,即采取喷砂和预涂底漆相结合表面处理工艺:钢材首优异行喷砂处理,增大粗糙度,然后再喷涂1道磁铁环氧酯防锈漆作为预涂底漆,以预防钢材喷砂后腐蚀,待钢结构组焊成形后,最终喷涂1道磷酸锌聚氨酯底漆。该工艺从1999年开始,已成功地应用于斯里兰卡动车组等多个车型上,未出现任何质量问题,表明该工艺完全符合设计和工艺要求,达成了预期效果。