火焰处理

用强氧化焰使塑料表面氧化的过程

火焰处理工艺，是指用强氧化焰使塑料表面氧化的过程。主要用于提高聚烯烃塑料的印刷特性和胶接特性等。作用是增加表面活性，增加底漆与保险杠的粘附力

基本概念

定义

为了便于发泡复合工艺，塑料表面的张力值要达到生产要求，一般要求表面的张力值达到41达因左右。而聚丙烯材料本身的表面张力值仅为31达因，远远无法达到生产要求，而通过火焰处理技术，可以改变其表面张力，使其表面致密度超过48达因左右。

原理

火焰处理是广泛用于对塑料、纸张及金属箔等基材作表面改性以提高其对油墨、油漆、连接剂、涂料等液体的附着力的工艺。我们一般用表面张力或表面能来衡量基材吸附液体的能力，如果基材表面的表面能处于高水平的话，液体在其表面将变得更加润湿，具有很好的延展性。使液体在基材上变得更加润湿是基材吸附液体的基础。

如果液体在基材表面成球状，表明基材的表面张力低于液体的表面张力，润湿性较差。如果液体在基材表面形成较大面积的均匀液膜，表明基材的表面张力大于液体的表面张力，具有较好的润湿性。火焰处理可以提高基材的表面张力使得材料表面与涂层的结合强度趋于更大、更易于印刷、喷涂和粘接。火焰处理包含着一系列复杂的物理、化学反应。

火焰处理的物理机理在于：高温的火焰将能量传递给基材表面的油污和杂质，使其受热蒸发，起到清洁作用。火焰处理的化学机理在于：火焰中含有大量的离子，具有很强的氧化性，在高温状态下与被处理物表面发生氧化反应，使被处理物表面形成一层带电的极性功能团，提高了其表面能，从而也提高了其吸附液体的能力。

工艺分类

通过火焰处理改变其表面张力还可以提高工件后续油漆喷涂的质量。通过火焰处理工艺，更加轻量化的材料PP得以在汽车制造业内运用。例如马自达3的仪表板盖板、铃木Liana的仪表板、尼桑天籁等汽车配件上已经采用这种工艺。

玻璃烧口工艺

火焰处理烧口工艺：利用燃气（天然气或液化气）与助燃气体（空气或氧气）借助一定形状的燃烧器（如CRB Burner ）预混燃烧产生的高温火焰冲击玻璃器皿、利用玻璃导热性弱的特点，局部软化端口部位，在玻璃表面张力的作用下，消除不平整的瑕疵，使玻璃器皿端口部位变得美观整洁。火焰处理烧口工艺是玻璃器皿热处理应用常用的一种工艺，广泛应用于玻璃杯，玻璃瓶，日常生活玻璃器皿及玻璃管等产品上。烧口工艺要求火焰形状，温度，均匀性等参数都有很高的要求，对喷灯的要求也有较高的要求

除锈工艺

工业上就出现了一种新颖的处理方法，火焰处理法是利用气焊枪对少量手工难以清除的较深的锈蚀斑，进行烧红，让高温使铁锈的氧化物改变化学成份而达到除锈目的。使用此法，须注意不要让金属表面烧穿，以及防止大面积表面产生受热变形，通过用火焰处理能完全彻底达到除锈的目的，效果非常有效。此方法适用于不锈钢生锈处理。

抛光工艺

火焰抛光利用燃气与氧气的燃烧产生氢氧高温火焰，常用燃气有氢气、天然气、管道煤气、液化石油气等，燃气与氧气混合接触后在一定条件下才能燃烧反应，按照气体的不同混合方式可分为PFMP预先混和燃烧、RPL表面混合燃烧。

工艺所用工具

喷灯

火焰处理是用特定的喷灯，燃烧一定组成和配比的煤气和空气，形成温度高达1100~1800℃的氧化火焰，来达到瞬间改变薄膜表面性能的目的，在实际处理过程中，火焰的温度、火焰与薄膜之间的距离和处理时间是影响处理效果的重要因素。

机器人

火焰处理常见的处理方法是使用机器人，并在机械手的前臂上安装上火焰喷射头。通过机械手，按照特定轨迹，在塑料件表面上进行移动，通过机械手不同轴的转换，使火焰处理头在塑料表面上20厘米处进行覆盖，因为这个距离可以使火焰的外延接触塑料表面，使其瞬间达到1000摄氏度的高温，否则由于接触不良发生欠烧。机械手的移动必须保证覆盖所有发泡表面，而且不能有重复的现象。因为反复烧灼会破坏塑料表面生成的亲水组分，发生过烧的情况。处理完成的产品可以放置一周时间。而且火焰材料取材方便，我们平时使用的煤气就能胜任这个工作。在加工过程中，使空气和煤气的混合比例适当，火焰温度高达1000摄氏度以上，处理的效果就比较明显。在国外已经有成熟的配套方案，例如速焰烧嘴进行气体混合后喷出火焰，结合ABB机器人手臂运动进行汽车保险杠喷涂漆，玻璃高精密度抛光工艺。

优势与劣势

火焰处理是一种用乙炔一氧火焰(最高温度达3100℃)或煤气一氧火焰(最高温度达2000℃)将工件表面高速加热,随后喷水冷却的一种淬火方法。一般常用乙炔-氧火焰表面淬火,它具备着其他热处理没有的优势是：

（1）不易产生表面氧化与脱碳。

（2）不受现场环境与工件大小的限制，适用性广，操作简便。

（3）设备简单、投资少、成本低。

（4）适用于单例:或小批生产,也适用于大型工件的局部淬火要求,如大齿轮、轧辊、大型壳体(马达壳体)、导轨等。

优势多多，当然劣势也少不了有几点：

（1）不易稳定地控制质量。

（2）大部分是手工操作和凭肉眼观察来掌握温度。表面容易烧化、过热与淬裂，很难达到均匀的淬火层与高的表面硬度。

（3）实现机械化流水生产不太容易。

应用领域

在进行喷漆、油墨、粘合工艺之前，塑料的表面粘附品质可通过火焰处理法得到加强。一旦表面经过火焰处理，涂层能力大幅提升，使得加工表面更加耐用。