馬薔軼

（西安航空計算技術(shù)研究所，西安 710068）

目前，電子設(shè)備結(jié)構(gòu)一般采用鋁合金材料。隨著人們對鋁及鋁合金零件各項需求的不斷提高，它們不僅要具備良好的機械性能，還要具備一定的抗腐蝕性。噴漆作為一種歷史悠久的傳統(tǒng)工藝，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其工藝技術(shù)已趨于完善[1]。噴漆是將油漆噴涂在零部件表面形成具有防護、裝飾或特定功能涂層的過程，其形成的漆膜層因工藝參數(shù)的不同在保護程度、使用性能和耐候性等方面也存在較大差異。研究耐磨油漆在電子設(shè)備結(jié)構(gòu)表面防護中的應(yīng)用，能夠有效提升產(chǎn)品的耐磨性能[2]。

1 噴漆表面要求

在噴漆過程中，影響噴漆效果的工藝參數(shù)主要包括油漆參數(shù)、產(chǎn)品參數(shù)和噴漆環(huán)境等幾個方面。其中：油漆參數(shù)主要包括油漆類型、固體分配比、油漆黏度、油漆附著力以及溶劑揮發(fā)特性等；產(chǎn)品參數(shù)主要包括零部件物理特性、厚度和表面處理情況等；噴漆環(huán)境主要包括環(huán)境溫度、氣壓、環(huán)境濕度以及氣體流動方向等。

為有效保證噴漆質(zhì)量，零部件噴漆前需要進行一定的處理。待噴涂零部件的噴漆面應(yīng)平整、無毛刺、無明顯劃傷和銑削接刀、無焊瘤，零件表面輕微的機械性損傷經(jīng)刮原子灰（俗稱膩子）、噴漆后能夠遮蓋，符合相應(yīng)要求的零部件方可進行后續(xù)處理[3]。鋁和鋁合金材料化學(xué)活性高、表面易腐蝕，為獲得良好的防腐性能，必須對其進行化學(xué)氧化、陽極氧化、電鍍或者涂裝等表面改性處理。

2 噴漆工藝要求

噴漆質(zhì)量的5 大要素包括噴漆設(shè)備、噴漆材料、噴漆環(huán)境、噴漆管理和噴漆工藝，每個要素在每個階段都可能產(chǎn)生不同影響。漆膜外觀指漆膜給人的各種視覺感知，如色差、明暗度、豐滿度、通透性以及漆膜缺陷。漆膜外觀受到多種因素的影響，生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生波動，嚴重的可能會導(dǎo)致涂層失效。涂層失效指在一定期限內(nèi)，使得涂層的物理化學(xué)或機械性能發(fā)生不可逆的變化，最終導(dǎo)致涂層損壞，外在表現(xiàn)形式為氣泡、開裂、軟化、脫落、變色以及粉化等現(xiàn)象，而質(zhì)量控制的目的是在所選擇的漆料耐候性期限內(nèi)減少涂層失效現(xiàn)象的發(fā)生。在確保涂裝材料本身穩(wěn)定且滿足使用要求的前提下，噴涂工藝的設(shè)置和管理顯得尤為重要。

2.1 噴漆工藝流程

電子設(shè)備結(jié)構(gòu)件噴漆的工藝流程主要包括零件預(yù)處理、保護非噴漆區(qū)域、噴底漆、噴面漆以及烘干等過程，如圖1 所示。

圖1 噴漆工藝流程

為保證涂層質(zhì)量，需要對待噴漆零件的表面進行預(yù)處理，清除影響涂層質(zhì)量的銹、氧化皮、灰塵、污垢、水分、油脂、酸和堿等有害附著物，保證無油污、無酸堿性、無濕氣，表面干燥。使用專用工具或膠帶準確地保護零部件不噴漆的表面。膠帶邊緣應(yīng)當粘貼牢固，保證噴涂后保護區(qū)內(nèi)無油漆滲漏，且保護區(qū)域允許偏差為±1 mm。膠帶與不涂覆區(qū)域輪廓線應(yīng)保持一致，確保邊緣整齊。

經(jīng)過預(yù)處理和保護的零件，應(yīng)均勻噴涂一道底漆。噴涂底漆后的零件以及噴涂底漆后放置時間較長的零件要進行徹底打磨、清理，去除底層的粗粒和表面灰塵等污染物。噴涂后采取烘干的方式，溫度為80 ℃±5 ℃，時間為2 ～3 h[4]。處理過的底漆應(yīng)表面平整，處理干凈并完全干燥后方可噴漆面漆。

垂直交叉噴涂兩層面漆，噴完第1 層后在空氣中自然干燥10 ～20 min，再噴涂第2 層，兩層面漆噴涂時間不應(yīng)超過2 h。零件各面噴涂邊緣盡量均勻重疊，避免存在厚度或色澤不均勻、流痕、漏涂等缺陷，同一批次零件同批噴涂，確保漆膜外觀的一致性。面漆漆膜厚度控制在55 ～120 μm，根據(jù)噴漆零件的外觀要求和漆膜厚度，可以噴涂兩道面漆。面漆噴涂完成后，需要在室溫下自然干燥0.5 h 再進行干燥處理，面漆干膜厚度控制在45 ～120 μm。漆膜干燥后應(yīng)去除零件表面的保護物，不得有殘留，可使用酒精棉布將保護面的膠液擦拭干凈。如果保護區(qū)存在滲漏油漆還需要使用汽油或香蕉水將其徹底清理干凈，保證保護區(qū)潔凈無膠液、無油漆。

噴漆表面存在未能遮蓋的劃傷等缺陷時應(yīng)填刮原子灰。原子灰為雙組分，在適用期內(nèi)填刮，填刮處應(yīng)無氣泡、無孔洞。填刮原子灰應(yīng)以填平缺陷部位為宜，厚度不宜超過0.5 mm，填刮部位應(yīng)按照要求進行干燥和打磨處理，打磨原子灰可以使用水砂紙。填刮完成后的原子灰層應(yīng)堅硬、平整、光滑、附著力強，無裂紋、氣泡和孔洞，無原子灰粉殘留等。對于固化的多余原子灰或保護面邊緣產(chǎn)生的油漆飛邊，需要使用刀片或者水砂紙打磨平整，防止飛邊產(chǎn)生崩裂，操作時不能損傷漆膜或氧化膜。如果裸露底漆還需要對面漆進行補漆，并徹底清理原子灰粉等殘留物。

2.2 噴漆質(zhì)量要求

針對產(chǎn)品的使用范圍及應(yīng)用場景，噴漆完成后的產(chǎn)品需要滿足一定的質(zhì)量要求。

一方面，噴漆完成后的零件漆膜外觀需要滿足以下要求[5-6]：漆膜表面應(yīng)平整、色澤均勻，不應(yīng)有針孔、氣泡、流痕、起皺、劃傷和漏涂等缺陷；保護區(qū)域應(yīng)正確，表面潔凈、無膠液、無滲漏油漆；噴漆產(chǎn)生的原子灰粉、固化原子灰以及保護膠帶殘留等多余物應(yīng)徹底清理干凈；同批產(chǎn)品漆膜外觀顏色基本一致，允許存在輕微色差，應(yīng)使用色卡或樣板進行對比。另一方面，噴漆后涂層系統(tǒng)需要滿足相關(guān)技術(shù)指標及防濕熱、防鹽霧、防霉菌（“三防”）性能，其中漆膜技術(shù)指標如表1 所示。

表1 漆膜技術(shù)指標

3 耐磨涂層工藝

文章探索了桔紋耐磨涂層在電子設(shè)備結(jié)構(gòu)表面防護中的應(yīng)用，通過制備多種試件，調(diào)整漆料配比，對噴漆試件進行試驗分析，獲得滿足性能要求的油漆及其工藝參數(shù)，為進一步提升零件噴漆質(zhì)量提供支持。

桔紋漆膜指按照噴漆工藝要求對產(chǎn)品表面進行一道噴漆所形成的桔紋漆膜層。桔紋漆膜相較于普通漆膜具備更加優(yōu)良的耐磨性能，能夠有效提升噴涂零件表面的外觀特性，減少光面油漆產(chǎn)生的明顯劃傷、磕碰等問題。桔紋漆膜耐磨情況對比，如圖2 所示。

圖2 桔紋漆膜耐磨情況對比

3.1 “三防”性能

桔紋漆膜零件需要滿足噴漆相關(guān)質(zhì)量要求，其中噴漆“三防”性能檢驗按照以下要求執(zhí)行：濕熱試驗和鹽霧試驗合格判據(jù)為試驗后漆面無起泡、起皺、開裂或脫落，且金屬不出現(xiàn)腐蝕；霉菌試驗合格判據(jù)為28 d 霉菌試驗后零件表面無霉菌生長或僅存在分散、稀少的霉菌生長。

桔紋漆膜樣件的基材均為鋁合金，表面處理方式為化學(xué)導(dǎo)電氧化，按照試驗要求進行“三防”試驗。試驗前，所有樣件外觀良好且無多余物。濕熱試驗和鹽霧試驗后，所有樣件“三防”試驗均合格。

3.2 耐磨性能

諸多噴漆產(chǎn)品在使用過程中會與其他物體產(chǎn)生摩擦或碰撞，導(dǎo)致表面漆膜狀態(tài)發(fā)生變化甚至出現(xiàn)漆皮磨損、脫落等情況，嚴重影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和使用性能。為進一步驗證桔紋漆膜零件在實際工作狀態(tài)中的耐磨情況，探索其在典型噴漆結(jié)構(gòu)件表面防護中應(yīng)用的可行性。在鋁合金機箱表面按照噴漆工藝要求噴涂桔紋漆膜，并通過將噴漆機箱與安裝架連接在振動臺上開展功能振動和耐久振動試驗來模擬實際工作情況。通過機箱與安裝架之間的摩擦和試驗前后的表面狀態(tài)，可以表征桔紋漆膜機箱的耐磨情況。

振動試驗頻率范圍為15 ～2 000 Hz，振動方向為三軸向（見圖3），功能振動試驗持續(xù)時間為每個軸向1 h，耐久振動試驗持續(xù)時間為每個軸向6 h。振動后檢查機箱結(jié)構(gòu)有無損傷、松動等異?，F(xiàn)象。

圖3 振動方向示意圖

噴漆機箱完成功能振動和耐久振動后，機箱噴漆表面無裂縫、變形和明顯劃傷，漆膜完整，說明桔紋漆膜在振動環(huán)境下具備一定的耐磨性能。

4 結(jié)語

文章針對現(xiàn)有噴漆產(chǎn)品的油漆耐磨性能進行研究，確定噴漆技術(shù)標準，按照噴漆工藝規(guī)范制作桔紋漆膜樣件，進行耐磨性能和“三防”性能試驗。針對試驗結(jié)果進行記錄和分析，優(yōu)選滿足要求的油漆，確保桔紋漆膜工藝參數(shù)滿足噴漆產(chǎn)品性能方面的各項要求。同時，優(yōu)化工藝參數(shù)，有效提高噴漆面的硬度值，提升產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，減少產(chǎn)品周轉(zhuǎn)、試驗過程中磕傷、劃傷對產(chǎn)品外觀的影響，降低使用過程中的磨損率、產(chǎn)品的維修成本，提高產(chǎn)品加工的合格率。