农机产品钢铁件涂装工艺设计

黄 健

(江西省机械工业情报所，江西 南昌 330002)

农业机械是机械行业的细分子行业，涉及面广泛，是种植业、畜牧业、林业和渔业等生产应用过程中动力机械和作业机械的总称[1]。农机行业是为农业建设提供技术装备的基础性产业,多年来，每年的中央一号文都是关于农业的，尤其是近3年来从国家战略高度，提出农业全程机械化生产，给农机化工作者指明了努力的方向。这些年中国农机市场发展形势良好，中国农机行业已经过了所谓的黄金十年，十年间我国主要粮食耕种农业机械化水平从30%升到了70%，2012年农机装备的总产值超过了3300亿元，这跟我们国家的经济社会发展是同步的[2]。从国家农业化发展的整体形势来看，现在整个农业生产方式已经由原来以人处理为主转变为以机械化作业为主，中国的农业机械化已经进入了加快发展、质量提升、结构改善、领域拓展的新阶段，但也面临着新时期怎么转变发展的问题，特别是面对新的转型时期，农机制造企业要生产更多适应农机化发展的农机产品，提升农机行业的创新能力，提高综合竞争能力。无论怎么创新，创品牌是关键，产品的质量是第一的，而涂装是农机产品制造中的重要工艺之一，涂装质量的优劣直接影响到农机产品的质量、外观和经济效益。

涂装俗称“涂漆”或“油漆”，机械产品的涂装是机械生产中不可缺少的重要工序，它既是保护产品免遭腐蚀的重要方法，又是装饰美化产品、增强产品外观的一种重要手段。涂装的主要功能是保护作用，即保护被涂物，使其免受周围介质的侵蚀，起防腐蚀、抗老化和耐各种介质的作用[3]，由于农机产品量大面广，一般都是在恶劣的环境下工作，腐蚀因素比较复杂，其中钢铁件涂装的主要目的是使农机产品(如：拖拉机、插秧机、灌溉机、播种机、收割机、谷物烘干机等)具有较好的耐腐蚀性，以延长其使用寿命，提高产品的质量及价值。

一、涂装生产的性质和特点

农机产品钢铁件涂装生产的主要工序有涂装前表面预处理和涂装涂料两道工序。在其生产过程中经常散发出有害气体(如：酸雾、有机废气)；并排出大量需处理的废水(如：酸、碱废水)；如果采用粉末喷涂，当粉末浓度超过爆炸极限的下限值时，会有爆炸危险；如果采用含有有机溶剂的涂料，其溶剂闪点较低时，具有火灾危险；涂装涂料时，在涂装室水槽中加入漆雾凝聚剂，还存在漆渣等固体污染。虽然环境友好型、资源节约型水性涂料是国家发展改革委《产业结构调整指导目录》(2013年修订版)中的鼓励发展产品，但水性涂料因其在硬度、丰满度、耐久度、施工等方面达不到要求，以及高成本等因素，使得水性涂料市场在国内发展缓慢，传统涂料的性价比显然更高。所以，一般涂装场地是容易产生大气污染、废水污染、固体污染和爆炸及火灾危险的场所，生产过程中一定要注意防火、防爆、防腐、防污染，加强通风，从而保证生产场地安全及卫生需要。

二、涂装工艺

涂装工艺是农机产品钢铁件生产过程中关键的工艺之一，其工艺过程包括涂装前的表面预处理过程和涂装涂料过程两大部分。钢铁件在加工、运输、存放等过程中，其表面往往会带有氧化皮、铁锈、制模残留的型砂、焊渣、尘土以及油和其他污物，为了获得优质的涂层，钢铁件的表面处理工作必不可少。否则，不仅影响涂层与基体金属的结合力和抗腐蚀性能，而且还会使基体金属在即使有涂层的防护下，也会继续腐蚀且使涂层剥落，从而影响产品的机械性能和使用寿命[4]。因此，涂装涂料前的表面预处理，是获得质量优良的防护涂层、延长产品使用寿命的重要保证和措施。经过表面预处理后的被涂物，应尽快涂装涂料，使产品表面获得一层良好的涂层，以保护产品表面，并使之具有一定光泽、饱和度、鲜映性和装饰性。

(一)表面预处理过程

钢铁件表面预处理工艺的选择取决于钢铁件表面污垢的特性和脏污程度。为提供良好的产品表面，提高涂料的附着力，涂装涂料前对钢铁件表面预处理的要求是：无油污及水分；无锈迹及氧化物；无粘附性杂质；无酸、碱等残留物；被涂物表面有一定的粗糙度。表面预处理的方式有浸渍式、喷淋式和半浸半喷式。农机产品钢铁件表面预处理，大多采用槽子浸渍式和悬挂喷淋式处理。其表面预处理典型工艺为：热水洗→脱脂(除油)→冷水洗→酸洗(除锈)→冷水洗→中和→冷水洗→(表调)→磷化→冷水洗→冷水洗→纯水洗。

(二)涂装涂料过程

钢铁件经过表面预处理后进入涂装涂料阶段，不论是涂装哪种涂料，都必须注意控制涂装前后的相关工序，如沥干、流平、干燥、冷却等工序，否则会对产品质量产生不良影响。

1.沥干—在表面预处理后，应将其表面所带水份沥干，以免其表面产生水渍，影响附着力，一般约需10分钟。

2.流平—涂装涂料后，涂层达到均匀平滑所需的时间(防止表面出现流痕不均匀现象)，一般控制在5-10分钟。

3.干燥—涂层的干燥在目前还是涂装涂料过程中不可缺少的工序。涂层只有经过干燥以后，才能与被涂物表面紧密粘连，不致脱落，同时，涂层经过干燥后，也具有一定的硬度和强度，经得起摩擦，并且具有一定的弹性，不容易开裂，最终达到保护产品、防止金属腐蚀和装饰性的目的。干燥时间视具体的涂料而定。

农机产品钢铁件所使用的涂料一般有硝基磁漆、自干型醇酸树脂磁漆、过氯乙烯树脂磁漆、氨基醇酸磁漆、热塑性丙烯酸树脂磁漆和热固性丙烯酸树脂磁漆等，二十世纪90年代以来，为减少涂料废气排放量，开始研究探索和采用水性涂料。现在已经在车桥、变速箱、发动机、散热器、传动轴、油箱、减震器及农机农具等多种部件的涂装生产中成功地应用了水性涂料[5]。

4.冷却—如果是经过烘干室烘干的钢铁件，需要一段时间的冷却时间，使产品温度降低以适应下一道工序的要求。一般采用自然冷却，薄板件15-20分钟，厚板件要25分钟以上的时间。但是在大量流水线涂装生产中，冷却时间太长，而且生产占地面积也太大，所以常采用强制冷却，即吹高速冷风使其冷却，时间8分钟左右。

(三)涂装涂料的方法

刷涂法在几十年前可以说是一般常用的方法，为了适应现代的生产和技术及现代涂料涂层的种种要求，现在农机产品钢铁件涂装工艺方面，根据不同情况，常采用以下几种涂装方法：

一是浸涂。浸涂也是涂装工艺中的一种传统方法。是将钢铁件浸没于涂料中，利用涂料的粘附性使其表面粘附上一层涂料，取出后再滴漆，并经干燥形成漆膜，如果使用溶剂型涂料，易引起火灾，所以此法现在一般用于水溶性涂料。

二是电泳涂漆。电泳涂漆则比浸涂优越多了，但更加适用于高生产率、高质量的生产线。水性涂料采用电泳，可以达到有控制的厚度均匀的涂层；能得出没有流动纹、针孔等良好涂层表面，能够覆盖所有的边角部分，并渗入到缝隙中，而且内表面也可涂覆到；涂料损耗少而涂层更加耐久；涂料用水稀释，无火灾隐患，生产安全。

三是喷涂。喷涂是涂料施工中使用最广泛的方法。这是因为喷涂法不仅速度快、生产率高，适用于各种形状的大小钢铁件，便于组织自动化生产，而且容易获得均匀、光滑的涂层。其类型有以下几种：

1.空气喷涂—热喷涂和冷喷涂；

2.高压无空气喷涂—热喷涂和冷喷涂；

3.静电喷涂—液体涂料喷涂和固态粉末涂料喷涂；

4.自动喷涂机和机械手喷涂。

以上所概括的各种涂装方法和类型，对农机产品钢铁件而言，不同的涂装方法具有不同的特点，适用于不同的生产批量、不同的产品形状和不同的涂层要求，具体选择涂装涂料的方法时应考虑如下几点：

(1)钢铁件的规格、大小和形状；

(2)钢铁件的使用条件；

(3)涂料的性能；

(4)对涂料质量的要求；

(5)涂装的生产组织与规模；

(6)涂装环境与经济效果等。

三、结束语

1.在农机产品钢铁件涂装过程中，钢铁件的表面预处理工艺对产品表面质量有着非常大的影响。因此，每道工序所用的化学配方，都应仔细地选择。

2.根据农机产品的性能及市场不同的要求，钢铁件涂装需使用不同的涂料，随着涂料的生产设备和工艺的变化，相应地涂装设备和工艺也都会发生根本的变化，但是，在这种变化中，我们都希望从节约资源、能源、降低环境污染、提高产品质量和提高经济效益及社会效益等方面获得巨大收益。

[1]幸红星.江西省农机行业发展思考[J].南方农机,2013,(6).

[2]市场今非昔比 农业机械化如何实现战略升级[N].中国工业报,2013年12月10日.

[3]罗艺军.提高农机产品涂装质量 增强产品市场竞争力[J].新疆农机化,2005,(1).

[4]机械工业部第四设计研究院.油漆车间设备设计手册[M].北京:机械工业出版社,1985.

[5]陈鹏.水性涂料在汽车及农机具零部件制造中的应用及技术展望[J].现代涂装,2012,(1).