工程机械节能环保低碳涂装技术的应用

摘要：本文从工程机械行业涂装技术发展应用及涂装工艺设备设计应用出发，探讨工程机械行业节能、环保、低碳涂装技术应用。

    关键词：工程机械,节能，环保，低碳，涂装，前处理，电泳，喷粉，喷漆，烘干

    一、引言

    “十一五”期间，我国工程机械行业走过了极不平凡历史阶段，创造了我国工程机械行业发展史上最好的辉煌的五年，而且为国家的经济建设和世界工程机械的发展做出了积极的贡献。

    据统计2010年全行业销售收入达到4367亿元，其中出口金额103.4亿美金，全行业规模以上企业1400多家，其中主机厂710多家；根据预测，2015年国内销售规模将达到9000亿元，主机产品国际需求量将达到2100亿美金，中国工程机械产品出口将达到260亿美金，成为世界出口大国。

    工程机械行业规模总量已跃居世界首位，成为我国国民经济发展的重要支柱产业。

    工程机械行业发展从粗放型、模仿型、数量型向科技创新型、质量效益型、美观环保型转变。工程机械行业“十二五”科技发展目标是以科技先行，重点围绕低碳、绿色、高效、节能、信息化工程全面展开。而节能、降耗、减排的发展目标实现一方面是通过产品结构优化与轻量化设计、减低尾气排放；另一方面改造传统制造工艺，提高专业化生产规模，在生产过程中采用节能、环保、低碳工艺设备进行产品制造。而涂装工艺恰是制造过程的能耗大户、环保重点环节。因而在工程机械这样规模的行业进行节能、环保、低碳涂装技术应用势在必行。这也是我国“资源节约型”、“环境友好型”的两型社会建设需要。

    二、工程机械涂装特点

    近些年工程机械企业不断加大技改投入，提高产能，持续更新提高制造工艺水平，主要表现在制造质量水平的提高和表面涂装水平的提高。单从涂装工艺发展来看，摆地摊露天喷涂工艺已经淘汰，涂装工艺水平不断提高，涂装设备越来越先进，越来越自动化，效率越来越高，一些零部件涂装已经采用汽车行业先进的涂装工艺与设备，工艺更加完善，涂层更加美观耐候，防腐更加可靠，涂料及设备更加环保。但是工程机械作为一个规模行业它有别于汽车、家电、家具等其他行业，它有其自身特点，需认真加以研究.

    1．产品、工件种类复杂，工件大小不一，零部件长度从几百毫米到一、二十米，重量从几公斤到二、三十吨；整机从几米到五、六十米，重量从几吨到二、三百吨；板厚从一、二毫米到一、二百毫米。

    2．结构复杂，工件内腔多，单件作业时间长。

    3．工件加工面及加工孔多，屏蔽复杂。

    4．板材供应状况较差，大多采用热轧板与热轧型材，表面锈蚀严重，坑洼不平。

    5．零部件及整机涂装工艺复杂，工序多。零部件有底涂后加工或装配后再进行中涂、面涂的；有整机装配、整机试验中污损，甚至需要装配过程中的配焊损，整机重新打磨再做面涂；整机或零部件还需多次套色。这些都给涂装工艺设备选择及节能、环保、低碳涂装技术应用带来挑战。

    三、涂装工艺设备的节能、环保、低碳涂装技术应用

    1．抛丸前处理工艺设备

    (1)现在各主要主机或结构件生产厂商生产规模与“十一五”以前不可同日而语，生产纲领大，效率高。例如挖掘机厂起步规模在1万台/年以上，有几个厂能力已达2-3万台/年；装载机厂第一集团军产能均达到3万台/年，一些厂已达到4万台/年以上；叉车厂产能都在1万台/年以上，一些厂已超6万台/年；起重机产能多在1万台/年以上，一些厂已超2万台/年；水泥搅拌车产能多在3千台/年以上，一些厂已在规划3万台/年的产能。

    这样的批量，种类又多，须将工件进行细致分类，尤其是按截面尺寸进行分类，对于连续通过式抛丸室工件截面尺寸影响抛头布置、抛头数量及室体大小，从而影响除尘风量，而这两部分功率消耗占到抛丸设备功率的70%以上。

    就挖掘机而言，1万台/年以上纲领的结构件涂装线需建两条，传统设计为两条通用线，现在设计为：上下平台抛丸喷漆一条线，动臂、斗杆、铲斗抛丸清洗磷化喷粉一条线，仅抛丸设备能耗可节约200kw。

    (2）抛丸器驱动型式采用直连方式，减少传递功率损耗，并且增加维修空间。

    (3)丸料回收选用皮带输送机，减少设备故障，节约能源。

    尤其对于起重机臂架、塔机起重臂、平衡臂、履带吊臂架等长形工件，其抛丸设备加上清理补喷设备很长，采用螺旋输送，往往需6-8级，功率消耗大，故障率高，地坑较深，投资加大，如果改为皮带输送，就比较节能、简单实用。

    (4)除尘器必须采用两级除尘：旋风+滤芯，滤芯采用进口滤纸，自动脉冲反吹，排放管设有检测孔，方便检测，滤芯按照要求进行维护与更换，保证达标排放。

    (5)对于悬挂通过式抛丸设备，顶部开口处密封材料及结构型式需持续改进，一些合资公司的密封结构值得借鉴，切实降低外泄飞丸造成人身伤害，减少对车间环境污染。现在通常做法还需从分离器平台往下用复合彩板制作一个隔挡墙，能大大减少飞丸四溅，效果不错。

    (6)防护材料推荐选用轧制mn13，耐冲击，抛出的丸料冲击反而使其更耐磨，使用寿命明显提高，安装维护方便，采用焊接连接即可。

    2．溶液前处理电泳工艺设备

    (1)使用低温、常温处理液，使用低温磷化工艺，降低能耗，节约成本。

    (2)使用无磷酸盐成膜技术，没有磷酸盐及其他重金属排放，废水治理简单，从源头上保护了环境；工序减少，节约了厂房面积，减少了投资；反应时间短，生产效率高；采用常温成膜，降低了能耗。

    一般磷化工艺流程

    上件→脱脂（50-60℃）→水洗→表调→磷化（30-40℃）→水洗→钝化→纯水洗→沥水→电泳a硅烷表面处理技术

    硅烷表面处理技术是一种较成熟的新型金属表面处理技术，其防腐性能与锌系磷化相当，优于铁系磷化性能。

    工艺流程如下：

    上件→脱脂（50-60℃）→水洗→硅烷处理（常温）→纯水洗→沥水→电泳

    b金属表面纳米陶瓷化

    金属表面纳米陶瓷化是替代锌/铁磷化的新工艺，它在工件表面形成一层薄薄的“陶瓷”转化涂层，可用于浸渍和喷淋。