提高电泳涂漆型材成品率的工艺改进措施

郭明训 郭汝静 蒋 伟 房宝军

(山东铝业职业学院， 山东 威海 255051)

0 前言

近年来，随着我国国民经济的快速发展，社会消费水平不断提高，铝型材市场进一步保持迅猛发展势头。由于电泳涂漆铝型材表面光洁度高，色彩柔和典雅，具有高耐蚀、耐候、装饰性能等优点，因此电泳涂装技术在铝型材行业得到了广泛应用。但是，由于电泳技术在铝型材行业的应用起步较晚，企业缺乏生产经验，出现了各种质量问题。

某铝加工厂2017年3月—2018年1月共生产电泳型材659.034 t，产生废品21.168 t，成品率仅为95.5%，严重影响了企业的经济效益。对此，针对电泳涂漆型材成品率较低和表面质量偏差大的问题，以及用户对产品质量要求日益提高的生产实际需要，某铝加工厂成立了以“提高电泳涂漆型材成品率”为课题的技术攻关小组，实现电泳涂漆型材成品率达到96.5%以上的目标。

1 电泳涂漆型材的生产工艺流程和废品缺陷

1.1 生产工艺流程

电泳涂漆型材的生产工艺流程如图1所示。

1.2 废品缺陷

某铝加工厂2017年3月—2018年1月产生的电泳涂漆型材废品缺陷分类情况见表1。

2 影响电泳涂漆型材成品率的原因分析及改进措施

根据电泳涂漆型材的生产工艺流程，从人员、设备、原料、工艺和环境等方面，对各种废品缺陷的产生原因进行综合分析，并提出相应的改进措施。

图1 电泳涂漆型材的生产工艺流程简图

表1 某铝加工厂电泳涂漆型材的废品缺陷统计

2.1 色差太大

2.1.1 产生原因

香槟色电泳涂漆型材的生产，三大主要生产工序为阳极氧化、电解着色和电泳涂漆。技术小组通过实验证实：氧化膜膜厚的差异、着色槽的SnSO4浓度波动和着色槽液的温度波动，是造成电极料挂与挂之间、同一挂中料与料之间色差的主要原因。

2.1.2 改进措施

为解决复合膜色差太大的问题，主要采取以下措施：

1)控制氧化膜膜厚在11±1 μm。由于着色粒子是沉积在氧化膜膜孔中，因此膜的厚度会影响着色粒子对光的折射与反射，从而影响复合膜的颜色。为保证膜厚均匀，要求所有电泳材料严格按计划卡的支数上架，并有专人负责检查。

2)稳定着色槽液浓度。着色槽液中的SnSO4浓度直接影响颜色着色的深浅，行业标准规定生产香槟色型材时≥6 g/L,但由于产量的增加，SnSO4消耗较快。据统计，2018年SnSO4浓度在5.31～7.39 g/L间波动，造成了较多色差废料的产生。通过增加槽液的分析频次，由每天分析1次改为2次，车间综合班根据分析结果及时补加药剂，确保SnSO4浓度在7±0.5 g/L。

3)控制着色槽液温度。行业标准规定着色槽液温度控制在20±4 ℃，较大的温度范围会影响着色的均匀性。技术小组通过实验验证，把温度控制在20±2 ℃，使生产出的型材颜色更均匀一致。

2.2 表面花斑

2.2.1 产生原因

产生花斑的主要原因有：型材上架方式不对；在阳极氧化、电解着色和电泳涂漆时型材表面有气泡无法排除；出槽后在空中停留时间太长；电泳溶液pH过低或酸价过高。

2.2.2 改进措施

为解决电泳型材表面花斑问题，结合铝加工厂开展的精益化操作工作，主要采取了如下措施：

1)改进型材上架方式。上挂时型材的装饰面向上向外，无沟边的光滑面向下，同时型材上挂的角度要适宜，型材大角度斜进斜出工艺槽。

2)型材在进入阳极氧化、电解着色或电泳涂漆等附加电流的工艺槽后，须缓慢晃动料挂以驱赶气泡，并在通电前适当的浸泡，以使气泡有逃逸的时间。

3)提高操作人员的技术水平，加强工艺连续性。避免在水洗槽长时间浸泡或出槽后在空中长时间停留，以免产生难以去除的花斑水印。

4)通过增加槽液的分析频次，及时调整电泳溶液的pH。

2.3 漆膜渣点

2.3.1 产生原因

产生漆膜渣点的主要原因有：水洗槽中的杂质颗粒较多；电泳后型材暴露在不清洁的空气中；烘干炉不清洁或烘干炉滤网有破损；电泳涂料存在尘埃或杂质。

2.3.2 改进措施

根据漆膜渣点存在部位的不同分析产生的原因，采取不同的解决办法：

1)如果是一挂型材的上部渣点明显，一般是由于氧化后水洗槽中的杂质颗粒较多引起的，此时应及时更换水洗槽的洗水。

2)如果渣点在一挂型材的外侧，一般是电泳后的型材在进行沥水时空气中的粉尘粘附在漆膜上所致。因此，在空气中有较多粉尘时应关闭电泳厂房的门窗，避免空气污染。

3)定期清理烘干炉炉壁，定期检查烘干炉热风进风口滤网是否破裂，防止灰尘侵入。

4)电泳涂料存在尘埃或杂质时，过滤电泳溶液，检查过滤机，必要时更换滤芯。

2.4 复合膜厚度低

2.4.1 产生原因

造成复合膜厚度低的主要原因有：导电座与阳极板接触不良、型材夹具接触不良、氧化膜封孔过于完全、电泳电压过低、电泳溶液温度偏低、电泳溶液固体成份含量偏低。

2.4.2 改进措施

复合膜由氧化膜和漆膜构成。出现复合膜厚度低，应从氧化和电泳两个工序去查找原因。采取的主要措施是：

1)定期清理导电座，打磨阳极板，保证电接触良好。

2)每挂型材都要检查导电杆是否松动，打磨是否干净。

3)每挂型材在进入氧化槽前要对绑料铝丝全部再紧固一遍，确保导电良好。

4)阳极氧化后不要在水洗槽中浸泡过长的时间，以防氧化膜封孔过于完全而使漆膜附着过薄。

5)根据漆膜厚度调整电泳电压，控制电泳溶液温度在22±1 ℃。

6)保持电泳溶液固体成份含量在7.5%～8.5%。

2.5 漆斑

2.5.1 产生原因

电泳漆斑是指在型材表面有一层树脂凝结胶状物。产生漆斑的主要原因有：电泳溶液中带入前面处理的酸液或杂质、电解液等；电泳槽中落入型材未及时捞出产生“死漆”，“死漆”粘附在料挂型材上形成局部凝块。

2.5.2 改进措施

1)加强各水洗槽的水洗，并检查PH值及避免槽液之间的交叉污染。

2)及时打捞掉进槽子的型材，防止“死漆”粘附形成凝块。

3 实际效果

3.1 成品率

对某铝加工厂2018年2月—12月电泳涂漆型材的成品率进行统计，见表2。由表2可知，通过本次攻关活动，某铝加工厂的电泳涂漆型材成品率由改进前的95.5%(2017年3月—2018年1月平均值)提高到了96.986%(2018年2月—12月平均值)，最高可达到97.5%，超过了96.5%的目标值。

表2 2018年2月—12月电泳涂漆型材的成品率

3.2 经济效益

电泳涂漆型材废品不可返工，一旦不合格只能返熔铸作废料处理。某铝加工厂2018年2月—12月生产电泳涂漆型材共投料837.615 t，成品率由95.5%提高到96.986%，则相应增加产量(96.986%-95.5%)×837.615 t=12.447 t。销售价为26 500元/t，废料价为14 000元/t，扣除卸架资源投入以及覆膜和包装等的成本价12.447 t×276元/t=3 435元，则直接经济效益为：(26 500-14 000)×12.447-3 435≈15.22万元。

4 结束语

通过攻关技术小组成员的共同努力，取得了较好的成果，通过现场实践，使电泳涂漆型材成品率由95.5%提高到了96.986%，达到了降本增效的目的，为铝加工厂实现完全成本下的盈亏平衡目标做出了积极贡献。为使成果保持下去，某铝加工厂继续推进质量管理跟踪，制定了一系列巩固措施，为提高产品质量打下坚实的基础，如将改进措施所选择的氧化着色工艺及电泳涂漆工艺全部纳入型材生产操作规程、将新选择的操作方法纳入《铝加工厂精细化操作规定》以及将定期工艺纪律的检查结果按经济责任制考核等。下一步，将电泳涂漆型材成品率提高到98.0%以上作为课题进行PDCA循环，进一步完善其生产工艺。