要先噴粉后封罐機粉裂問(wèn)題已成為濾清器行業(yè)的難題。從零件尺寸、噴粉設備以及原料等方面進(jìn)行了研究和探討，結合生產(chǎn)實(shí)際，找到了解決問(wèn)題的關(guān)鍵，并在生產(chǎn)中取得了良好的效果。

　　濾清器制造過(guò)程中，因為產(chǎn)品內部結構特殊，其封口工藝為先噴粉后封罐。這樣的產(chǎn)品大多存在共同缺陷，就是封口時(shí)造成粉裂，這已經(jīng)成為制約生產(chǎn)的行業(yè)問(wèn)題。

　　1 殼體成型方面的原因及改進(jìn)

　　每月因此項質(zhì)量事故給公司帶來(lái)數萬(wàn)元的經(jīng)濟損失。針對這個(gè)問(wèn)題，技術(shù)人員深入現場(chǎng)，詳細觀(guān)察此類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝過(guò)程，同時(shí)反復對封口產(chǎn)品進(jìn)行試驗，最終找到了導致此類(lèi)產(chǎn)品粉裂的幾個(gè)因素：1.產(chǎn)品在封口過(guò)程中勾結厚度，以及零件配合尺寸的合理性；2.殼體授粉過(guò)程，噴涂設備噴涂粉末的均勻性能；3.粉的韌性、塑性問(wèn)題。

　　1.1 塑性形變

　　濾清器產(chǎn)品封口的過(guò)程，是一個(gè)零件材質(zhì)塑性變形的過(guò)程。材質(zhì)彎曲時(shí)變形區的應力和應變狀態(tài)與彎曲變形程度有關(guān)。

　　1.1.1 彈性彎曲

　　在外加彎矩的作用下，板料產(chǎn)生較小的彎曲變形，應變和應力僅發(fā)生在切向方向，由外區拉應力過(guò)渡到內區拉應力，其間有一層纖維，其切向應力為零，彈性彎曲范圍內應力中性層和應變中性層是重合的，所以在變形區的內外表面，應力與應變******。

　　由此，彈性彎曲的條件為：

　　R/t ≥1/2(E/α-1) ⑴

　　式中：R——彎曲件的內表面圓角半徑；

　　t ——彎曲件厚度；

　　E——材料的彈性模數；

　　α——材料的屈服極限。

　　相對彎曲半徑（R/t） 是彎曲變形的重要指標，R/t越小，變形程度越大。

　　1.1.2 彈-塑性彎曲和線(xiàn)性塑性彎曲

　　當變形程度增大，一般材料的R/t 在5～200之間時(shí)，板料變形區處于線(xiàn)性塑性彎曲和彈-塑性彎曲，彈-塑性彎曲板料剖面的中心部分仍保留有很大的彈性變形區域。線(xiàn)性塑性彎曲時(shí)，中間彈性變形區所占比例極小。對于彈-塑性彎曲和線(xiàn)性塑性彎曲變形范圍內切向應力值為：

　　α=αs+D(εa-ε) ⑵式中：α——屈服極限；

　　D——硬化模數；

　　ε——與屈服極限相對應的切向應變；

　　εa——與αs相對應的切向應變；

　　αs——屈服強度。

　　1.1.3 立體純塑性彎曲

　　當彎曲變形程度較大時(shí)，即R/t<5 時(shí)變形區變力應變狀態(tài)由線(xiàn)性轉為立體狀態(tài)。

　　對與旋裝濾所有產(chǎn)品封口過(guò)程零件材質(zhì)都經(jīng)歷這三種過(guò)程, 都是依靠成形模具的型面對金屬板材進(jìn)行成形，部分材料離開(kāi)成形模具后，依靠材料內的應力作用使離開(kāi)模具的材料完成變形，達到預期的要求。

　　在相對靜態(tài)下，材料內各質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生相互作用的內力，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都處于應力平衡狀態(tài)，各質(zhì)點(diǎn)之間不發(fā)生相對位移，材料也不變形。材料發(fā)生變形，是材料內部的各質(zhì)點(diǎn)發(fā)生了相對運動(dòng)位移，各質(zhì)點(diǎn)的相對運動(dòng)是由于材料表面受到了面力的作用，也就是設備、模具對材料施加的外力。一般的金屬成型是依靠模具的型面對材料進(jìn)行施壓成型，在考慮材料恢復和變形應力的情況下，使金屬材料達到要求的形狀和表面質(zhì)量。而旋裝濾的封口不但要根據產(chǎn)品要求的形狀設定成形模具的型面，同時(shí)對離開(kāi)模具后的金屬材料的運動(dòng)趨勢和最終狀態(tài)也要加以控制，以達到預期的要求。因此在設定成形模具的型面時(shí)，在根據最終尺寸、形狀，計算、設計型面曲線(xiàn)的同時(shí)，必須充分了解材料離開(kāi)模具后的變形、運動(dòng)趨勢、材料內各質(zhì)點(diǎn)相互作用力的方向。

　　掌握旋裝濾封口材料變形過(guò)程，是防止粉層裂及密封性的保證。

　　此類(lèi)的封口是依靠模具在旋轉擠壓零件的過(guò)程中，利用金屬材料的塑性，使金屬材料沿模具的型面成型，離開(kāi)模具的材料在應力的作用下，依靠模具對后續材料的擠壓外力繼續成型。

　　1.2 針對成型過(guò)程的改進(jìn)

　　因罐體外殼的成型過(guò)程會(huì )擠壓涂層導致粉裂缺陷，因此對成型過(guò)程進(jìn)行以下改進(jìn)。

　　1.2.1 頭道成型的改進(jìn)

　　在成型過(guò)程中，重疊的板材在左側滾輪軸向旋轉和自轉的徑向擠壓下，板材沿滾輪的曲面成型。在成型過(guò)程中為防止變形的材料與殼體外表面發(fā)生嚴重的擠壓，并發(fā)生軸向的位移，破壞殼體表面的噴粉涂層，在成形時(shí)，需保證成型部分達到要求的同時(shí)，成型部分不與殼體外表面發(fā)生擠壓。對圖2而言，在滾輪的擠壓下，靠滾輪型面促使材料沿型面成型，同時(shí)控制離開(kāi)滾輪的材料按照預定趨勢成型，在完成成型過(guò)程的同時(shí)，盡量避免封圈的成型末梢與殼體外表面發(fā)生嚴重的擠壓，使其向成型滾輪方向運動(dòng)，如圖3所示。為達到上述成型的要求，對滾輪的型面曲線(xiàn)要求非常嚴格，不但考慮材料在型面內的變形，也要考慮材料離開(kāi)滾輪后的運動(dòng)趨勢。通過(guò)多次設計和驗證，成功設計、制成了達到使用要求的滾輪。

　　1.2.2 二道成型的改進(jìn)

　　為保證封口處產(chǎn)品的密封性，完成頭道成型后，必須進(jìn)行滾輪二道擠壓成型，使變形部位各結合面緊密貼合，達到產(chǎn)品密封性的要求。在二道成型過(guò)程中，與頭道成型的基本過(guò)程相同，也是依靠滾輪的軸向旋轉和自轉，并在徑向的擠壓下，成型部位達到緊密的貼合。在擠壓過(guò)程中要盡量避免與殼體外表面接觸的部位發(fā)生軸向位移，只讓與殼體不接觸的部分材料發(fā)生軸向和徑向位移，以達到變形各結合面緊密貼合，而殼體外表面的涂層不受損傷。

　　為達到上述效果，不但對二道成型的滾輪曲面有很?chē)栏竦囊?，而且對頭道成型的型面及變形程度也有很高的要求，只有頭道與二道相互協(xié)調，才能達到******的封口狀態(tài)。在外觀(guān)涂層不出現裂紋的情況下，必須保證產(chǎn)品的密封性，因此在設計二道滾輪時(shí)，對產(chǎn)品的密封性要預以充分的保證。結合頭道滾輪的設計、驗證、制成了達到使用要求的二道滾輪。

　　1.3 防殼體外表面涂層裂紋的尺寸配合

　　除封口部位在擠壓成型過(guò)程中容易將涂層擠裂外，在封口成型的過(guò)程中，殼體表面如果發(fā)生較大的塑性變形，在塑性變形的過(guò)程中材料表面的晶體發(fā)生位移，容易引發(fā)表面晶體與涂層的分離，造成涂層的脫落和裂紋。以CLQ-87 產(chǎn)品為例，為減小勾結過(guò)程中殼體變形量，在封口外徑不變的情況下，需增大封圈定位塊的直徑，這樣產(chǎn)品在封口過(guò)程中勾結部分可提前接觸到定位塊，解決了殼體在勾結過(guò)程中勾結部分過(guò)度變形粉層脫落、粉裂問(wèn)題。

　　2 粉末涂層方面的原因及改進(jìn)

　　2.1 粉末涂層厚度不均勻的原因

　　由于生產(chǎn)旋裝濾的噴粉設備不存在自轉系統，噴粉過(guò)程中產(chǎn)品不能自轉，在噴粉過(guò)程有限距離內，殼體不能夠均勻授粉。

　　經(jīng)測量可知噴粉厚度最小是50μm，******是150μm，粉層厚度差別大，在封口過(guò)程中殼體邊緣受力不均勻，導致粉裂。

　　此外在授粉過(guò)程中殼體在掛具上受到地鏈轉動(dòng)震動(dòng)，使殼體不停地晃動(dòng)，此現象也會(huì )導致殼體授粉不均勻。

　　2.2 粉末涂層厚度的一致性改善

　　針對這兩種現象采取不同措施，首先設計專(zhuān)用掛具，讓殼體與掛具基本配合間隙很小，以CLQ-87為例：殼體直徑為（106.7±0.2）mm，掛具直徑為106mm，以防止殼體在授粉過(guò)程中晃動(dòng)。

　　雖然在噴涂的過(guò)程中使用自動(dòng)噴槍?zhuān)到y采用自動(dòng)反饋電流控制技術(shù)，上粉率高，涂層質(zhì)量均勻且優(yōu)異。但由于殼體結構不同于平板工件，噴槍距離遠近不同，同樣會(huì )造成局部涂層的差異。

　　為彌補柱形殼體涂層不均的缺陷，添加了殼體自轉裝置，使殼體在授粉過(guò)程中可以轉動(dòng)，均勻授粉，這樣保證了粉層厚度的均勻。

　　3 粉末涂料的影響

　　在旋裝濾產(chǎn)品中，所噴涂的粉末涂料對封口粉裂也有很大的影響，我們所噴涂的是有機粉末涂料，其成分和含量為硫酸鋇20％，環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂56％，鈦白粉20％，其余助劑4％。硫酸鋇可以提高粉層的硬度，環(huán)氧樹(shù)脂可以提高其柔韌性和上粉率，鈦白粉提高其光澤度。

　　對于先噴粉后封罐的產(chǎn)品，首先要做的是提高粉層柔韌性，如果柔韌性太差，在殼體封口變形過(guò)程中，粉層會(huì )因金屬型面變形而裂開(kāi)，針對這個(gè)問(wèn)題，尋找柔韌性好的配方比例，也是防止粉裂的關(guān)鍵。

　　4 結語(yǔ)

　　通過(guò)以上的分析和改進(jìn)措施，過(guò)濾器產(chǎn)品的塑裂問(wèn)題得到了解決。對于噴涂后有后續加工的產(chǎn)品，需要從產(chǎn)品的成型工藝、粉末涂層的厚度控制和粉末涂料配方的選擇等方面著(zhù)手，才能全方位滿(mǎn)足特殊工藝產(chǎn)品的涂裝質(zhì)量要求。