Lớp Phủ Nhựa Cho Kim Loại

Lớp phủ nhựa cho quá trình kim loại là phủ một lớp nhựa lên bề mặt các bộ phận kim loại, giúp chúng giữ được các đặc tính ban đầu của kim loại đồng thời mang lại một số tính chất nhất định của nhựa, như chống ăn mòn, chống mài mòn, cách điện và khả năng tự -bôi trơn. Quá trình này có ý nghĩa lớn trong việc mở rộng phạm vi ứng dụng của sản phẩm và nâng cao giá trị kinh tế của chúng.

Các phương pháp phủ nhựa cho kim loại

Có nhiều phương pháp phủ nhựa, bao gồm phun lửa, giường tầng sôi phun, phun tĩnh điện dạng bột, sơn nóng chảy và sơn huyền phù. Ngoài ra còn có nhiều loại nhựa có thể dùng làm lớp phủ, với PVC, PE và PA được sử dụng phổ biến nhất. Nhựa dùng để phủ phải ở dạng bột, có độ mịn 80-120 Mesh.

Sau khi phủ, tốt nhất nên làm nguội phôi nhanh chóng bằng cách ngâm vào nước lạnh. Làm lạnh nhanh có thể làm giảm độ kết tinh của lớp phủ nhựa, tăng hàm lượng nước, cải thiện độ dẻo dai và độ sáng bề mặt của lớp phủ, tăng độ bám dính và khắc phục hiện tượng bong lớp phủ do ứng suất bên trong.

Để cải thiện độ bám dính giữa lớp phủ và kim loại cơ bản, bề mặt phôi phải không có bụi và khô, không bị rỉ sét và dầu mỡ trước khi phủ. Trong hầu hết các trường hợp, phôi cần được xử lý bề mặt. Các phương pháp xử lý bao gồm phun cát, xử lý hóa học và các phương pháp cơ học khác. Trong số đó, phun cát có tác dụng tốt hơn vì nó làm nhám bề mặt phôi, tăng diện tích bề mặt và tạo thành các móc, từ đó cải thiện độ bám dính. Sau khi phun cát, bề mặt phôi phải được thổi bằng khí nén sạch để loại bỏ bụi, nhựa phải được phủ trong vòng 6 giờ, nếu không bề mặt sẽ bị oxy hóa, ảnh hưởng đến độ bám dính của lớp phủ.

Lợi thế

Phủ trực tiếp bằng bột nhựa có những ưu điểm sau:

• Nó có thể được sử dụng với các loại nhựa chỉ có ở dạng bột.
• Một lớp phủ dày có thể thu được trong một ứng dụng.
• Những sản phẩm có hình dạng phức tạp hoặc cạnh sắc có thể được phủ tốt.
• Hầu hết các loại nhựa dạng bột đều có độ ổn định bảo quản tuyệt vời. 
• Không cần dung môi nên quá trình chuẩn bị nguyên liệu trở nên đơn giản. Tuy nhiên, cũng có một số nhược điểm hoặc hạn chế đối với sơn tĩnh điện. Ví dụ, nếu phôi cần được gia nhiệt trước thì kích thước của phôi sẽ bị hạn chế. Do quá trình phủ sơn tốn nhiều thời gian nên đối với những phôi có kích thước lớn, khi phun chưa xong, một số khu vực đã nguội xuống dưới nhiệt độ yêu cầu. Trong quá trình phủ bột nhựa, lượng bột thất thoát có thể lên tới 60% nên phải được thu gom và tái sử dụng để đáp ứng yêu cầu kinh tế.

Phun lửa 

Lớp phủ nhựa phun ngọn lửa cho kim loại là một quá trình bao gồm nấu chảy hoặc nấu chảy một phần nhựa bột hoặc bột nhão bằng ngọn lửa phát ra từ súng phun, sau đó phun nhựa nóng chảy lên bề mặt vật thể để tạo thành lớp phủ nhựa. Độ dày của lớp phủ thường nằm trong khoảng từ 0.1 đến 0.7 mm. Khi sử dụng nhựa bột để phun lửa, phôi phải được làm nóng trước. Việc làm nóng trước có thể được thực hiện trong lò nướng và nhiệt độ làm nóng trước thay đổi depetìm kiếm loại nhựa được phun.

Nhiệt độ ngọn lửa trong quá trình phun phải được kiểm soát chặt chẽ, vì nhiệt độ quá cao có thể làm cháy hoặc làm hỏng nhựa, còn nhiệt độ quá thấp có thể ảnh hưởng đến độ bám dính. Nói chung, nhiệt độ cao nhất khi phun lớp nhựa đầu tiên, có thể cải thiện độ bám dính giữa kim loại và nhựa. Khi phun các lớp tiếp theo, nhiệt độ có thể giảm xuống một chút. Khoảng cách giữa súng phun và phôi phải nằm trong khoảng từ 100 đến 200 cm. Đối với phôi phẳng, phôi phải được đặt nằm ngang và súng phun phải di chuyển qua lại; đối với các phôi hình trụ hoặc lỗ khoan bên trong, chúng phải được gắn trên máy tiện để phun quay. Tốc độ tuyến tính của phôi quay phải nằm trong khoảng từ 20 đến 60 m/phút. Sau khi đạt được độ dày yêu cầu của lớp phủ, nên ngừng phun và phôi tiếp tục quay cho đến khi nhựa nóng chảy đông cứng lại, sau đó phải làm nguội nhanh.

Mặc dù phun ngọn lửa có hiệu quả sản xuất tương đối thấp và liên quan đến việc sử dụng các khí kích thích, nhưng đây vẫn là một phương pháp xử lý quan trọng trong công nghiệp do đầu tư thiết bị thấp và hiệu quả trong việc phủ bên trong thùng chứa, thùng chứa và phôi lớn so với các phương pháp khác. .

Lớp phủ nhựa nhúng tầng sôi

Nguyên lý hoạt động của lớp phủ nhựa nhúng tầng sôi cho kim loại như sau: bột phủ nhựa được đặt trong một thùng hình trụ có vách ngăn xốp ở phía trên chỉ cho không khí đi qua chứ không cho bột đi qua. Khi khí nén từ đáy thùng đi vào, nó sẽ thổi bột lên và lơ lửng trong thùng chứa. Nếu phôi đã được làm nóng trước được nhúng vào đó, bột nhựa sẽ tan chảy và bám vào phôi, tạo thành một lớp phủ.

Độ dày của lớp phủ thu được ở tầng sôi depephụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt dung riêng, hệ số bề mặt, thời gian phun và loại nhựa được sử dụng khi phôi đi vào buồng tầng sôi. Tuy nhiên, chỉ có thể kiểm soát nhiệt độ và thời gian phun của phôi trong quá trình này và chúng cần được xác định bằng các thí nghiệm trong sản xuất.

Trong quá trình nhúng yêu cầu bột nhựa chảy êm và đều, không bị vón cục, chảy xoáy hoặc phân tán quá mức các hạt nhựa. Cần thực hiện các biện pháp tương ứng để đáp ứng các yêu cầu này. Việc thêm thiết bị khuấy có thể làm giảm sự kết tụ và dòng xoáy, đồng thời thêm một lượng nhỏ bột talc vào bột nhựa có lợi cho quá trình hóa lỏng nhưng có thể ảnh hưởng đến chất lượng của lớp phủ. Để ngăn chặn sự phân tán của các hạt nhựa, cần kiểm soát chặt chẽ tốc độ dòng khí và tính đồng nhất của các hạt bột nhựa. Tuy nhiên, một số sự phân tán là không thể tránh khỏi, do đó, nên lắp đặt thiết bị thu hồi ở phần trên của tầng sôi.

Ưu điểm của lớp phủ nhựa nhúng tầng sôi là khả năng phủ các phôi có hình dạng phức tạp, chất lượng lớp phủ cao, thu được lớp phủ dày hơn trong một lần ứng dụng, mất nhựa tối thiểu và môi trường làm việc sạch sẽ. Nhược điểm là khó gia công phôi lớn.

Sơn tĩnh điện phun nhựa cho kim loại

Trong phun tĩnh điện, bột phủ nhựa nhựa được cố định vào bề mặt phôi bằng lực tĩnh điện, thay vì nấu chảy hoặc thiêu kết. Nguyên tắc là sử dụng trường tĩnh điện được hình thành bởi máy phát tĩnh điện cao áp để sạc tĩnh điện cho bột nhựa phun ra từ súng phun và phôi được nối đất trở thành điện cực dương cao áp. Kết quả là một lớp bột nhựa đồng nhất nhanh chóng đọng lại trên bề mặt phôi. Trước khi điện tích tiêu tan, lớp bột bám dính chắc chắn. Sau khi làm nóng và làm mát, có thể thu được một lớp phủ nhựa đồng nhất.

Phun tĩnh điện dạng bột được phát triển vào giữa những năm 1960 và rất dễ tự động hóa. Nếu lớp phủ không cần dày, phun tĩnh điện không cần làm nóng phôi trước nên có thể sử dụng cho các vật liệu nhạy nhiệt hoặc phôi không thích hợp để gia nhiệt. Nó cũng không yêu cầu thùng chứa lớn, điều này rất cần thiết trong quá trình phun tầng sôi. Bột đi qua phôi sẽ bị hút vào mặt sau của phôi nên lượng phun quá ít hơn nhiều so với các phương pháp phun khác và có thể phủ toàn bộ phôi bằng cách phun một mặt. Tuy nhiên, những phôi lớn vẫn cần được phun từ cả hai phía.

Các phôi có mặt cắt ngang khác nhau có thể gây khó khăn cho quá trình gia nhiệt tiếp theo. Nếu chênh lệch mặt cắt quá lớn, phần dày hơn của lớp phủ có thể không đạt đến nhiệt độ nóng chảy, trong khi phần mỏng hơn có thể đã nóng chảy hoặc xuống cấp. Trong trường hợp này, độ ổn định nhiệt của nhựa là quan trọng.

Các linh kiện có các góc bên trong gọn gàng và các lỗ sâu không dễ bị phun tĩnh điện che phủ vì các khu vực này đã được che chắn tĩnh điện và repel bột, cản trở lớp phủ đi vào các góc hoặc lỗ trừ khi có thể lắp súng phun vào chúng. Ngoài ra, phun tĩnh điện đòi hỏi các hạt mịn hơn vì các hạt lớn hơn có nhiều khả năng tách ra khỏi phôi hơn và các hạt mịn hơn 150 lưới sẽ hoạt động tĩnh điện hiệu quả hơn.

Phương pháp phủ nóng chảy

Nguyên lý làm việc của phương pháp phủ nóng chảy là phun bột phủ nhựa lên phôi đã được làm nóng trước bằng súng phun. Nhựa nóng chảy bằng cách sử dụng nhiệt của phôi và sau khi nguội, có thể phủ một lớp nhựa lên phôi. Nếu cần thiết, xử lý sau gia nhiệt cũng được yêu cầu.

Chìa khóa để kiểm soát quá trình phủ nóng chảy là nhiệt độ gia nhiệt trước của phôi. Khi nhiệt độ làm nóng trước quá cao, nó có thể gây ra quá trình oxy hóa nghiêm trọng bề mặt kim loại, làm giảm độ bám dính của lớp phủ và thậm chí có thể gây ra sự phân hủy nhựa và tạo bọt hoặc đổi màu lớp phủ. Khi nhiệt độ gia nhiệt trước quá thấp, nhựa có khả năng chảy kém, khó có được lớp phủ đồng nhất. Thông thường, một lần phun duy nhất của phương pháp phủ nóng chảy không thể đạt được độ dày mong muốn, do đó cần phải phun nhiều lần. Sau mỗi lần phun, cần xử lý nhiệt để làm tan chảy hoàn toàn và làm sáng lớp phủ trước khi sơn lớp thứ hai. Điều này không chỉ đảm bảo lớp phủ đồng đều và mịn mà còn cải thiện đáng kể độ bền cơ học. Nhiệt độ xử lý gia nhiệt được khuyến nghị cho polyetylen mật độ cao là khoảng 170°C và đối với polyete clo hóa là khoảng 200°C, với thời gian khuyến nghị là 1 giờ.

Phương pháp phủ nóng chảy tạo ra các lớp phủ chất lượng cao, có tính thẩm mỹ cao, liên kết mạnh mẽ với lượng nhựa thất thoát tối thiểu. Nó rất dễ kiểm soát, có ít mùi nhất và súng phun được sử dụng cũng có mùi đó.

Các phương pháp khác có sẵn để phủ nhựa cho kim loại

1. Phun: Đổ huyền phù vào bình chứa súng phun và sử dụng khí nén có áp suất đo không quá 0.1 MPa để phun đều lớp phủ lên bề mặt phôi. Để giảm thiểu tổn thất hệ thống treo, áp suất không khí phải được giữ ở mức thấp nhất có thể. Khoảng cách giữa phôi và vòi phun phải được duy trì ở mức 10-20 cm và bề mặt phun phải được giữ vuông góc với hướng của dòng vật liệu.

2. Ngâm: Nhúng phôi vào hệ thống treo trong vài giây, sau đó lấy phôi ra. Lúc này, một lớp huyền phù sẽ bám vào bề mặt phôi và chất lỏng dư thừa có thể chảy xuống một cách tự nhiên. Phương pháp này phù hợp với các phôi có kích thước nhỏ cần lớp phủ hoàn chỉnh trên bề mặt bên ngoài.

3. Đánh bóng: Đánh răng bao gồm việc sử dụng cọ sơn hoặc cọ để bôi chất huyền phù lên bề mặt phôi, tạo ra một lớp phủ. Đánh bóng thích hợp cho lớp phủ cục bộ nói chung hoặc lớp phủ một mặt trên bề mặt hẹp. Tuy nhiên, nó hiếm khi được sử dụng do bề mặt kém mịn và đều sau khi lớp phủ khô và hạn chế về độ dày của mỗi lớp phủ.

4. Đổ: Đổ hệ thống treo vào phôi rỗng đang quay, đảm bảo rằng bề mặt bên trong được hệ thống treo bao phủ hoàn toàn. Sau đó, đổ chất lỏng dư thừa để tạo thành một lớp phủ. Phương pháp này phù hợp để phủ các lò phản ứng nhỏ, đường ống, khuỷu tay, van, vỏ bơm, ống nối chữ T và các phôi tương tự khác.