Что такое порошковая покраска металлических изделий

30.10.202323.04.2022 admin 0 Comments

Способы порошковой окраски металла

Порошковая покраска металла – современный метод окрашивания и защиты поверхностей. Жидкое покрытие с частицами порошка наносится на окрашиваемую деталь. Частицы удерживаются на поверхности силой электростатического притяжения. При высокой температуре частицы мелкодисперсного порошка расплавляются и полимеризуются, образуя единое качественное покрытие.

Характеристика и сферы применения порошкового окраса

Порошковая краска – жидкий состав на базе полимерных смол с отвердителями и модификаторами текучести. Для цвета добавлены пигменты. Температура обработки в камере 200–250 градусов. Технология порошковой покраски применяется для изделий, способных выдержать без деформации температуру, при которой происходит запекание покрытия.

Наибольшее распространение технология получила:

Стекло, керамика, МДФ также окрашиваются по этому методу.

Порошковой краской покрывают широкий сегмент товаров и конструкций, в том числе:

Основные преимущества и недостатки порошковой покраски

Порошковая покраска хорошо защищает поверхность. Краска ложится плотным слоем, толщиной 35–250 мкм, количество пор меньше. Один слой заменяет 2–3 слоя обычной краски. Ровная прочная плёнка покрытия не царапается, не повреждается при транспортировке.

Технология производства работ позволяет собирать распылённую в воздухе краску для повторного использования. Потери красящего состава сведены к минимуму, составляют 1–4% общей массы. Процесс покраски металла несложный, нетрудоемкий, не требует большого количества работников. Эти факторы удешевляют стоимость нанесения на квадратный метр конструкции.

Коррозия металла, окрашенного таким способом, исключена. Металлические изделия не выцветают под солнечным светом, цвет, качество покрытия не меняется в любых погодных условиях. Разнообразная палитра имеет множество оттенков, воспроизводит сложные фактуры бронзы, гранита, серебра. Блеск варьируется от матового до глянца.

Порошковая краска поставляется производителем уже готовой к работе, растворитель не применяется. Детали под порошковую окраску не грунтуют.

К недостаткам порошковой покраски относятся:

Разновидность порошковой окраски

Покраска металла проходит в три стадии. По подготовленной поверхности наносится порошковая краска. После напыления красящего состава деталь отправляют в печь для полимеризации.

Для нанесения покраски необходимо следующее оборудование:

Установка, состоящая из пистолета-распылителя и питателя, создаёт смесь красящего вещества с воздухом, образовывает факел, придаёт электрический заряд частицам краски. Форма факела зависит от установленного сопла пистолета. Заряженные частицы, оседая на обрабатываемой заготовке, удерживаются силой электрического притяжения.

Существующие способы наложения

Способы наложения по типу получения частицами заряда называются электростатическим и трибостатическим.

Электростатическим методом заряд сообщается коронирующим электродом под высоким, 20–100 тыс. В, напряжением. Электростатические установки более мощные, производительные. При снижении напряжения электрода увеличивается скорость воздушной струи.

Трибостатический эффект достигается трением частиц друг об друга и материал корпуса пистолета. Корпус пистолета для повышения трения изготавливают из фторопласта.

Трибостатические установки дешевле, производительность работы агрегатов меньше, чем у электростатических. Процент оседания частиц на детали ниже. Не все краски по металлу рассчитаны на зарядку трением, нужно выбирать специальные или использовать адаптирующие добавки. Детали пистолета изнашиваются и требуют замены. Трибостатическим способом удобнее обрабатывать детали сложной формы, пазы, углубления. Электростатический метод в таких условиях не эффективен, оставляет непрокрасы.

По составу смол смеси разделяют на три категории:

Эпоксидные порошковые покрытия

Эпоксидные краски по металлу прочные, стойкие к химическим веществам, маслу топливу. Грунтовка под них не требуется, сами могут быть грунтовочным слоем перед нанесением жидких порошковых окрасок. Толщина наносимого слоя до 500 мкм.

Эпоксидная краска не проводит электричество, за изоляционные свойства востребована в электротехнической, радиотехнической промышленности при окраске металла, требующей повышенных антикоррозионных свойств. Чёрные металлы, оцинкованная сталь фосфатируется, алюминий и алюминиевые сплавы хроматируются. Формируется ударопрочное покрытие с хорошей адгезией.

Эпоксидно-полиэфирные порошковые краски

Эпоксидно-полиэфирные покрытия более декоративны. На их основе можно получать сложные фактуры под тисненую кожу, эффекты состаренной поверхности, широкую палитру оттенков металлика с разной степенью блеска. Недостатком эпоксидно-полиэфирного покрытия является сниженная стойкость покраски к атмосферным явлениям и слабое противостояние процессам коррозии металла.

Полиэфирные порошковые краски

Полиэфирные порошковые краски – атмосферостойкие, механически прочные, стойкие к истиранию покрытия. Высокая адгезия полиэфирных составов позволяет наносить покрытие на все виды металлов, включая лёгкие сплавы. Хорошо изолируют электричество. Вступая в реакцию со щёлочью, слой покраски разрушается.

Особенности технологии нанесения порошковой краски и полимеризация

Нанесение порошковой краски проходит в три этапа:

Химическое обезжиривание металла под покраску является обязательным. Остатки масла, химикатов или капли влаги могут вызвать пятна с изменением цвета, проколы, раковины. Заготовка осматривается на предмет наличия острых кромок, заусенцев, наплывов от сварных швов и пайки металла.

Необходимо очистить поверхность от ржавчины и пыли. Придание дополнительных свойств фосфатированием поверхности, хроматированием или пассивированием зависит от требований к покрытию.

Камера для нанесения оборудуется системой рекуперации, возвращающей микрочастицы в питатель.

Температура отвердения каждого вида краски указывается производителем в сопроводительных документах и, как правило, составляет 180–200 градусов. Под температурой полимеризации понимают температуру поверхности заготовки, а не температуру рабочего режима печи.

Отвердение покраски в полимеризационной камере рекомендовано проводить при сниженных температурах и длительных сроках. Это позволит увеличить твёрдость и избежать таких дефектов покрытия, как шагрень и потёки.

Массивные металлические изделия рекомендовано прогревать заранее, чтобы срока нахождения детали в печи хватило для окончательного отвердения. Не допускается наличие пыли в помещении. Транспортировать металлическое изделие с неостывшей покраской запрещено.

Видео по теме: Порошковая покраска металла

Источник

Принципы порошковой окраски металлических изделий

Использование красок на основе порошка началось с 60-х годов прошлого столетия. Они получили большую популярность за короткий промежуток времени благодаря привлекательному виду, эксплуатационным характеристикам. После порошковой окраски металлические изделия становятся более качественными.

Покрытие металла порошковой краской

Суть и особенности метода

В процессе напыления мелкие элементы краски заряжаются при трении или от внешнего источника подачи электричества. Благодаря электрическому полю частицы притягиваются к окрашиваемой поверхности. Осуществляется это благодаря отрицательному заряду изделия.

Частички, которые не осели на металл, улавливаются специальным механизмом покрасочной камеры и могут использоваться повторно. Когда деталь будет полностью покрыта красящим составом, ее помещают в нагретую камеру для запекания.

Процесс застывания краски состоит из трех этапов. Частицы порошка расплавляются, переходят в вязкотекучее состояние. Из расплавленной массы образуется монолитный слой. Последний этап — покрытие металлические поверхностей полимером. После его остывания получаются гладкие поверхности.

Сферы применения

Области применения технологии порошковой покраски:

Способы нанесения

Существует два способа покраски металлических изделий порошковой краской. Перед выполнением работ нужно изучить особенности каждого из метода.

Электростатический

Впервые краскопульт для нанесения краски электростатическим способом был запатентован в 1941 году (некоторые утверждают, что это произошло с 1941 по 1944 год).

Принцип работы электростатического краскопульта заключается в том, что проходящая через сопло краска касается электрода, на который подается отрицательное напряжение до 10000 вольт.

Трибостатический

Окрашивание трибостатическим методом (Фото: Instagram / techsposob)

Виды красящих составов

Детали, покрашенные термореактивным способом, подходят для жестких условий эксплуатации.

Преимущества и недостатки метода

Достоинства технологии порошковой покраски металла:

Этапы окрашивания в домашних условиях

Чтобы самостоятельно покрыть металлические поверхности краской на основе порошка, нужно подготовить специализированное оборудование, изучить особенности проведения технологического процесса.

Инструменты и оборудование

Для проведения работ нужно подготовить:

Печное оборудование можно собрать самостоятельно.

Подготовка поверхности

Особенности подготовки металлических поверхностей:

После очистки поверхности нужно обезжирить растворителем.

Нанесение состава

Процесс покраски металла:

Эксплуатировать изделие можно через сутки, когда декоративный слой полностью высохнет.

Порошковая покраска металла

Порошковая краска, предназначенная в основном для окрашивания металла, начала применяться в широкой практике в 60-е годы прошлого века. Сегодня она уверенно занимает лидирующие позиции среди всех лакокрасочных покрытий.

Материал представляет собой многокомпонентную композицию, в которой дисперсионной средой является воздушная струя, подаваемая под высоким давлением. В процессе напыления частицы краски приобретают электрический заряд, благодаря которому плотно притягиваются к противоположно заряженной поверхности обрабатываемой детали. Первоначально использовались краски термопластичного типа, но сегодня в основном востребованы термореактивные композиции, обеспечивающие стойкость и долговечность ЛКП.

Характеристики порошковой краски

Главные требования к окрашивающему составу: однородность, физическая и химическая стабильность, размер частиц – 50-100 мкм. Порошковые краски содержат:

В зависимости от наличия или отсутствия красящих пигментов, различают пигментированные и непигментированные системы. Материалы первого типа образуют поверхностный слой в выбранной цветовой гамме. Непигментированные композиции, часто называемые порошковым лаком, востребованы для покрытия токопроводящих изделий из металла.

Первые порошковые краски были изготовлены на основе эпоксидных смол. Они используются и сегодня благодаря высокой адгезии к основанию, прочности и устойчивости покрытия к различного рода растворителям. Их минус – появление желтого оттенка при нагревании. Он не ухудшает эксплуатационные свойства ЛКП, но отражается на внешнем виде.

Порошковые составы на основе полиэфиров подходят для окраски металлических изделий и конструкций, используемых на открытом воздухе. Такое покрытие не желтеет, имеет хороший глянец, удовлетворительную адгезию к металлоизделиям, хорошую химическую стойкость. Суперпрочные полиэфиры используются при высоких требованиях к механической прочности ЛКП. Один из существенных плюсов полиэфирных композиций – низкая температура отверждения, позволяющая наносить состав на материалы, плохо переносящие высокие температуры. Свойства, похожие на полиэфирные порошки, имеют уретановые материалы.

Области применения «сухого» окрашивания

Этот метод позволяет создавать долговечное, устойчивое к царапинам и сколам ЛКП на металлических и других поверхностях, способных выдерживать высокие температуры. Он занял прочные позиции в следующих отраслях:

Способы покраски металла порошковой краской

Существует несколько технологий окрашивания металлических изделий: электростатическая, трибостатическая, в псевдоожиженном слое, газопламенным напылением.

Электростатический способ

Электростатическим пистолетом коронного типа лучше всего создавать толстый ЛКП, наносить краски металлик, обрабатывать материалы с высокой проводимостью заряда.
Популярные формы сопла – дефлекторная и плоская. В первом случае обеспечивается хорошее рассеивание красителя, во втором – оказывается четко направленное действие. Существуют и другие формы сопла, но они применяются гораздо реже.

Трибостатический

В псевдоожиженном слое

Этот способ полимерно-порошкового покрытия металла применяется для создания толстого, надежного и прочного, антикоррозионного ЛКП. Порошок переводится в аэрозольное состояние. При подаче заряда образуется облако заряженных частиц, в которое погружается заземленная вращающаяся деталь. На ее поверхности оседает толстый равномерный слой краски. Этот метод подходит для термопластичных и термореактивных порошков.

Газопламенное напыление

Термопластичный порошок пропускают через пламя газовой горелки. Частицы красителя плавятся и покрывают изделие. Плюсы этого способа – мобильность оборудования, окрашивание крупногабаритных объектов. Такой способ покрытия металла порошковой краской может использоваться при любых температуре и влажности.

Виды составов для порошковой окраски металла

Такие краски могут иметь термопластичную, термореактивную и УФ-отверждаемую основу.

Оборудование для порошковой окраски стали и других металлов

Для этого процесса необходимы:

Этапы процесса окрашивания

Для получения красивого, равномерного ЛКП, устойчивого к механическим и химическим повреждениям, необходимо:

После охлаждения на воздухе металлопродукция готова к отправке заказчику.

Правила безопасности при порошковом окрашивании металлических деталей и конструкций

При электростатической покраске электрозаряд передается частицам состава. Для обеспечения их хорошего притягивания к предмету и безопасности процесса необходимо заземлить остальных участников этой технологической операции.

Если человек не заземлен, то частицы красителя будут огибать его контуры, а не двигаться к обрабатываемому объекту. Пол, на котором стоит оператор, должен быть сухим и чистым, а подошва его обуви – кожаной. Необходимо заземлить: крюки, на которые подвешивается изделие, воздушный рукав, емкость, из которой подается краситель, и прочие токопроводящие предметы.

Негативные последствия отсутствия или неэффективности заземления:

Преимущества и недостатки порошковой покраски металлических изделий

Популярность этого метода обеспечивают:

Этот метод порошковой покраски металла имеет небольшие ограничения. С его помощью сложно нанести тонкослойное и очень гладкое покрытие, получить высокий глянец. Жидкие аналоги однозначно побеждают, если речь идет о необходимости получить необычный сложный оттенок.

Преимущества заказа услуги порошкового окрашивания деталей и конструкций в компании «Адамант Сталь»

Мы обеспечиваем высокое качество результата и оперативное выполнение даже крупных заказов благодаря:

Источник

Технология порошковой покраски

Приветствую Вас на блоге kuzov.info!

Порошковая краска — это тип покрытия, наносимый в виде сухого порошка. В отличие от обычной жидкой краски, которая переносится через испаряющийся растворитель, порошковое покрытие наносится электростатически, а затем расплавляется и отверждается под воздействием тепла или ультрафиолетового света. Покрытие получается более твёрдым, прочным, износостойким, чем обычное ЛКП. Чаще всего производится порошковая покраска металлических предметов. Новые технологии позволяют красить таким способом также другие материалы, такие как пластмассы, композиты, углеродное волокно, МДФ.

В этой статье рассмотрим, что собой представляет порошковое покрытие, какие преимущества и недостатки оно имеет, какие порошковые краски бывают, подробно разберём технологию порошковой покраски.

Содержание статьи:

Происхождение порошковой покраски

Происхождение технологии порошковой покраски относится к концу 1940‑х годов. Крупный прорыв в этой области произошёл в середине 1950‑х годов благодаря Эрвину Геммеру. Первые патентные заявки были поданы в Германии (1953 год), а основной патент был выдан в сентябре 1955 года. Электростатическое распыление применялось до появления порошковой покраски. Наносимая жидкая краска заряжалась статическим электричеством, потом притягивалась к заземлённому объекту, наносимая методом распыления. Это более эффективный метод покраски деталей, с более эффективным использованием материалов. Оборудование для электростатического распыления жидкой краски было адаптировано для распыления вновь разработанных порошковых красок.

Сегодня порошковая покраска широко распространена на заводах, а также в специализированных цехах.

Из чего состоит порошковая краска?

Порошковые составы созданы на основе полимерных смол в сочетании с пигментами, выравнивающими агентами, модификаторами потока, отвердителями (в случае термореактивов), а также другими добавками. Эти ингредиенты смешиваются, расплавляются, охлаждаются, потом измельчаются до однородного порошка. Это может быть термопласт или термореактивный полимер.

Каковы преимущества и недостатки порошковой краски?

Порошковая краска обладает уникальным набором преимуществ и недостатков.

Долговечность порошковых покрытий

Порошковое краска очень долговечна, так как при нагреве в печи получается твёрдое полимерное покрытие. Различные составы обладают различной устойчивостью к атмосферным воздействиям, ультрафиолетовым лучам, химическому воздействию, физическому износу. Порошковое покрытие сохраняется до 15–20 лет, в зависимости от качества предварительной обработки, типа продукта. При этом нужно понимать, что порошковая краска не чудо-средство от типичных проблем ЛКП. На неё также действует ультрафиолетовое излучение, а также разрушающие факторы окружающей среды.

Термопластичные и термореактивные порошки

Существует три основные категории порошковых красок: термореактивные, термопластичные и УФ-отверждаемые. Состав порошковых термореактивных красок включает отвердитель. При нагреве происходит реакция между химическими группами, порошок растекается, потом полимеризуется. Порошковые УФ-покрытия — это фотополимеризуемые материалы, содержащие химический фотоинициатор, который мгновенно реагирует на энергию ультрафиолета, инициируя реакцию, приводящую к сшиванию или отверждению. Отличительным фактором этого процесса от других является отделение стадии расплава перед отверждением. УФ-отверждаемый порошок расплавится за 60–120 секунд при достижении 110°C / 130°C. Далее он мгновенно отвердевает при воздействии УФ-излучения.

В большинстве случаев, почти все порошки, которые вы будете использовать, относятся к типу термореактивных. Они предназначены для нагрева и отверждения всего один раз. Внутри них происходят химические изменения, затвердевание по мере охлаждения. Термореактивные полимеры более прочны при воздействии химикатов, тепла или сотрясения.

Первичные смолы, содержащиеся в рецептуре термореактивных порошков: эпоксидная смола, полиэфир, смеси полиэфира с эпоксидной смесью (известные как гибриды), акрил, полиуретан. Термореактивные порошковые покрытия могут быть получены одним слоем без грунтовки.

Большинство термопластичных порошков требуют наличия грунтовки, чтобы получить хорошую адгезию.

Основные типы термопластичных порошков основываются на пластифицированном поливинилхлориде (ПВХ), полиамидах, пластмассах. Термопластичные смолы применяются для окрашивания проволоки, ограждений и других применений, где процесс предусматривает непрерывную порошковую покраску на высоких скоростях линии. Почти все порошковые ПВХ-покрытия наносятся методом покраски в флюидизированном слое (fluidized-bed). Они более мягкие, эластичные, чем любые другие порошковые краски.

Типы порошковых красок

Существует много различных типов порошков. Каждый имеет свои особенности и области применения.

Для порошковой покраски автомобильных частей наиболее часто применяется стандартный и суперпрочный полиэфиры.

Способы нанесения порошка

Можно выделить основные четыре метода порошковой покраски. Рассмотрим их по порядку.

Электростатические пистолеты для порошковой покраски

Как было описано ранее, существует два основных типа систем порошковой покраски, где задействуются электростатические пистолеты коронного и трибо типа. Каждая система имеет свои сильные и слабые стороны.

Как правило, пистолет коронного типа использует отрицательную полярность электрода, так как она производит больше ионов, меньше подвержена образованию дуги, чем положительная полярность. Положительная полярность может задействоваться при распылении нейлона. Пистолеты бывают с внешним или внутренним источником питания для генерирования заряда.

Схема работы электростатического пистолета коронного типа.

Другое фундаментальное различие между системами порошковой покраски с применением коронного заряда и трибо-заряда заключается в методе, при котором частицы порошка становятся электрически заряженными. Оборудование коронного типа использует генератор высокого напряжения для зарядки электрода с высоким потенциалом относительно детали. Заряженный электрод создаёт поток заряженных частиц, эффективно заряжая порошковое облако, образуя заряженное поле с противоположным полюсом.

Схема работы трибостатического пистолета.

В отличие от этого, трибостатическое устройство заряжает порошок строго физическим контактом (быстрым трением между ним и поверхностью, способной передавать или получать электроны).

Трибо-технология — это лучший выбор, когда:

Технология коронного заряда – это лучший выбор, когда:

Дизайн сопла

Конструкция пистолета и сопла оказывает большое влияние на эффективность покраски. Двумя наиболее широко применяемыми насадками являются насадки с дефлекторной формой и с плоским распылением. Оба вида насадок бывают различных форм. Плоская насадка более направленная, имеет чётко определённую форму распыления. Форсунка дефлекторного типа имеет мягкую, хорошо рассеянную форму. Существует много других типов насадок, но они реже используются.

Заземление

Электростатическая покраска — это процесс нанесения электростатического заряда на саму краску. Цель этого процесса — повышение эффективности переноса за счёт притягивания электрозаряженной краски к окрашиваемому объекту. Однако, поскольку краска заряжена, важно убедиться, что всё внутри окрасочной системы заземлено, чтобы избежать поражения электрическим током, а также низкой эффективности переноса.

Заземление гарантирует, что существует прямой электрический путь от изделия на настоящую землю.

Ниже приведены ключевые области, которые должны быть заземлены при электростатической покраске:

Большая часть проблем, возникающих при порошковом окрашивании, происходят из-за недостаточного заземления окрашиваемых изделий или его полного отсутствия. Это вызывает:

С точки зрения безопасности сопротивление заземления должно быть менее 1 МОм.

Заземление стержнем

Заземление можно реализовать заземляющим стержнем (штырём). Это длинный стержень с медным напылением, который забивается в землю. Размеры варьируются, но для порошковой покраски рекомендуется длина не менее 240 см, диаметр около 2 см.

Заземляющий стержень забивается в землю почти полностью. Нужно оставить около 15 см, выступающих над землей, чтобы можно было закрепить на нём проволоку. Другой конец провода заземления будет подключаться к вашим предметам либо напрямую, либо с помощью стеллажей и крючков.

Можно установить стержень заземления прямо через пол, как можно ближе к зоне покраски. Просто просверлите отверстие в полу, далее установите стержень заземления через пол мастерской.

Подготовка деталей к порошковой покраске

Перед покраской разберите деталь, если это требуется. Поверхность необходимо тщательно очистить. Любое масло, грязь, влага будут мешать адгезии. Предварительная обработка окрашиваемого изделия очень важна, чтобы получить максимальный срок службы порошкового покрытия.

Очистка и подготовка могут быть сделаны различными химическими и механическими методами. Выбор метода зависит от размера и материала окрашиваемого изделия, типа удаляемых загрязнений, старых ЛКП.

Очистка детали от загрязнений включает удаление масел, восков и других поверхностных частиц.

Это может быть выполнено следующими способами;

Как определить, что деталь чистая?

Есть много тестов, чтобы определить чистоту. Наиболее широко применяется тест водой. Он представляет собой визуальное наблюдение за тем, полностью ли покрывает чистую деталь вода или отталкивает её от какой-то области поверхности. Вода должна стекать равномерно. Везде, где есть сухой участок, означает, что в этом месте ещё остались масла. Очистите эту область ещё раз. Другие тесты могут включать протирку белой тканью или другие более сложные лабораторные тесты.

Дегазация

Некоторые изделия из литого металла (чугуна, железа, алюминия, латуни..) могут содержать воздух, попавший во время производственного процесса или масла, оставшиеся в порах при эксплуатации. Качество металла напрямую влияет на количество улавливаемого газа. Например, отливки с использованием металлов более высокого качества имеют меньшее количество улавливаемого газа. Как правило, алюминий не содержит много газа.

Если не выпустить воздух или масляные загрязнения, то во время отверждения порошкового покрытия они выйдут наружу, что оставит маленькие пузырьки, неровности, точечные отверстия, кратеры. Эти дефекты порошковой покраски могут обеспечить путь для проникновения влаги к металлу.

Проблема выделения газов при полимеризации решается несколькими способами:

Пескоструйная обработка

Если предмет, который вы хотите окрасить, имеет ржавчину, окалину, старое ЛКП, то Вам, скорее всего, понадобится пескоструйная обработка. Пескоструйные камеры особенно полезны для цехов, работающих с нетронутым сырьем, например, стальными листами или трубными заготовками с участками окисления или остатками сварки. Так как материал от абразивной обработки попадает во все места, необходимо удалить все резьбовые или смазанные части, такие как подшипники, болты/гайки, зажимы.

Пескоструйная обработка хорошо подходит предметам со сложными формами, погружение лучше для панелей из листового металла, потому что пескоструйная обработка генерирует тепло, способное деформировать листовой металл.

Когда деталь обрабатывается, поверхность приобретает шероховатость, повышающая адгезию при окрашивании.

Ополаскивание

После очистки наступает стадия ополаскивания. Важно удалить остатки любого химического вещества. После ополаскивания, как можно быстрее высушите поверхность, чтобы избежать появления ржавчины.

Фосфатирование и хроматирование

Фосфатирование улучшает адгезию при покраске, улучшает антикоррозионные свойства. Процесс осуществляется на хорошо очищенной поверхности стали, иногда цветных металлов.

Существует два типа фосфатирования: железное фосфатирование и цинковое фосфатирование. Оба они технически называются преобразовательными покрытиями, т.е. действие растворов “преобразует” несколько микрон поверхности металла либо в фосфат железа, либо в фосфат цинка. Фосфатирование, как правило, осуществляется несколькими этапами, включает обезжиривание, промывки до и после процесса, само фосфатирование.

Железофосфатное покрытие

При обработке стали кислыми солями ортофосфорной кислоты и одновалентных металлов на поверхности образуется слой аморфного фосфатного железа. Это наиболее удобный и недорогой способ подготовки под порошковую покраску.

Цинкфосфатные покрытия

Фосфатирование солями цинка приводит к образованию покрытий кристаллической структуры. Такое фосфатирование является более дорогостоящим по сравнению с нанесением аморфного фосфата железа, но оно позволяет получать более качественные покрытия, считается лучшей подготовкой поверхности перед порошковой покраской.

После фосфатирования изделия, его высушивают в сушильной камере.

Хроматирование поверхности

Хроматной обработке (хроматированию) наиболее часто подвергают алюминий и его сплавы. Обработка соединениями, содержащими хром, повышает защитные свойства металла. Наибольшее распространение получили конверсионные покрытия на основе фосфата хрома и хроматное.

В связи с возможной пористостью конверсионных покрытий, в завершение их промывают пассивирующими растворами, содержащими соединения шести или трёхвалентного хрома, их комбинации с другими компонентами, оказывающими пассивирующий эффект.

При подготовке поверхности используется большое количество воды. Чистота воды и степень её загрязнённости должны постоянно контролироваться. Очень важными факторами являются жёсткость воды, наличие в ней растворимых и взвешенных веществ.

В последнее время были разработаны альтернативные процессы, позволяющие избежать применения хроматов, так как они токсичны. Титановый цирконий и силаны обладают аналогичными антикоррозионными и адгезионными характеристиками.

Сушка

После последнего ополаскивания сушка внутри печи быстро удаляет влагу, оставшуюся на изделии.

Последовательность этапов подготовки к порошковой покраске

Грунтование перед порошковой покраской

Существуют определённые типы порошков, которые не стоит совмещать с грунтованием. Состав, дающий эффект морщин (wrinkles) должен быть нанесён непосредственно на подложку без грунта. Иначе грунт будет препятствовать образованию морщин, вызывая тем самым неравномерность финишного покрытия.

Грунт помогает продлить срок службы изделия и порошкового покрытия. Применение грунтовки рекомендуется, если изделие эксплуатируется при суровых погодных условиях.

Для увеличения защиты от коррозии и повышения адгезии существует два основных типа грунтовок. Один – без содержания цинка ( ZINC FREE ), другой – с содержанием цинка ( ZINC RICH ). Для чёрного металла (сталь, железо) наносите грунт с цинком, так как он даёт лучшую защиту. Алюминий лучше грунтовать грунтовкой без содержания цинка, иначе могут быть проблемы с адгезией, отслоением.

Маскировка перед нанесением порошкового покрытия

Маскировка представляет собой заклеивание специальной липкой лентой и другими маскировочными материалами областей деталей, не подлежащих окрашиванию. Можно использовать приёмы маскировки, чтобы создать дизайн на окрашиваемых изделиях. К примеру, популярно покрывать порошковой краской кромку колеса одним цветом, а спицы колеса — другим.

Также маскировочными материалами заклеиваются следующие области, не подлежащие окрашиванию.

Носите чистые перчатки во время маскировки!

Для маскировки применяются следующие материалы:

После того, как покрытие затвердело, вы попытаетесь удалить ленту, краска вокруг края ленты может отслаиваться, оставляя зазубренные края. Чтобы избежать этого и получить чистые линии, нагревайте деталь в печи примерно до 80–90 градусов по Цельсию, осторожно извлеките её, удалите ленту с помощью пинцета. Затем поместите изделие обратно в печь.

Если будет распыляться 2 слоя, лучше маскировать изделие 2 раза. Попытка повторного использования одной маскировки для нескольких распылений даст неровности при отклеивании ленты.

Протирание влажным пальцем

Есть некоторые ситуации, когда вы получите лучшие результаты, покрывая всю деталь, даже область, которую вы хотели замаскировать, а затем удалить порошок из этой области, прежде чем начать нагрев. Лучше всего это делать на приподнятых участках, таких как приподнятые буквы на впускном коллекторе, клапанной крышке или тормозном суппорте.

Вы можете протереть порошок с возвышенной поверхности влажным пальцем. Необходимо вытереть только очень маленький участок за один раз. Также можно делать влажным полотенцем, губкой или чем-то другим.

Процесс порошковой покраски

Вы должны иметь достаточно освещения, чтобы легко видеть каждую область окрашиваемого объекта. Также очень полезно иметь под рукой яркий светодиодный фонарик.

Перед тем, как начать распыление, осмотрите изделие, спланируйте курс, которым вы будете следовать. Лучше всего сначала покрасить углубления (области, вызывающие эффект клетки Фарадея, суть которого мы рассмотрим ниже), а затем покрыть более ровные участки.
Начните распылять в стороне, до формирования равномерного облака. Затем переместите пистолет на объект. Лучше всего держать триггер нажатым до тех пор, пока не достигнете полного укрытия всей поверхности. Расстояние от поверхности должно быть примерно 15 до 20 см. Лучше всего работать медленно, контролируя движение по всей детали, вместо хаотичного распыления. Постарайтесь достичь полного охвата за 1 проход по всей поверхности.

После того, как закончите распыление, можете проверить, что покрыта вся поверхность, посветив по ней ярким светодиодным фонариком. Можно также светить фонариком во время всего распыления.

Не распыляйте слишком близко. Если пистолет и окрашиваемый объект слишком близко друг к другу, они становятся электрически связанными, обеспечивая прямое заземление непосредственно на пистолет. Это не приводит к улучшению эффективности электростатической передачи порошка.

Не распыляйте слишком далеко, так как заряженные частицы будут искать другие более близкие объекты.

Эффект клетки Фарадея

Зона с эффектом клетки Фарадея — это область детали (углубление), куда не проникает внешнее электрическое поле.

Положительные эффекты сильных электрических полей, создаваемых обычными системами зарядки короной, наиболее выражены при окрашивании объектов с большими плоскими формами. К сожалению, электрические поля могут иметь негативные эффекты. Например, при покраске изделий с глубокими углублениями возникает эффект клетки Фарадея. Электрическое поле будет следовать по пути наименьшего сопротивления заземлению (т.е. по краям углубления). Этот процесс будет сопровождаться двумя негативными последствиями. Во-первых, меньше частиц имеют шанс попасть внутрь выемки, так как частицы порошка сильно “толкаются” электрическим полем к краям. Во-вторых, свободные ионы, генерируемые коронным разрядом, будут следовать по линиям поля к краям, быстро насыщают существующий слой дополнительным зарядом, что приводит к очень быстрому развитию обратной ионизации.

Традиционный метод, улучшающий проникновение в области клетки Фарадея, заключается в снижении напряжения на пистолете. Трудности, связанные с ручной регулировкой напряжения пистолета, привели к разработке более современных методов борьбы с обратной ионизацией. Это: 1) автоматический контроль тока пистолета; 2) устройства сбора свободных ионов. Оба метода позволяют улучшить качество покраски путём устранения или уменьшения тока паразитных ионов от пистолета к окрашиваемому объекту.

Советы по окрашиванию зон с эффектом клетки Фарадея (углубления):

Что такое обратная ионизация?

Обратная ионизация возникает из-за излишнего тока свободных ионов от зарядных электродов распылительного оборудования. Свободные ионы, попадая на деталь с порошком, прибавляют свой заряд к заряду, накопившемуся на нанесённом слое. На некоторых местах заряд повышается настолько, что проскакивают микроискры, образуя кратеры. Обратная ионизация также снижает эффективность переноса. Положительные ионы выходят за пределы порошковой краски, они притягиваются к отрицательно заряженным частицам порошка, непрерывно поступающим на поверхность заземлённой части. Соударение положительных ионов и отрицательно заряженных частиц приводит к тому, что частицы порошка теряют свой заряд и, следовательно, способность к осаждению.

Эффект обратной ионизации более типичен при нанесении второго слоя, но может произойти также при нанесении первого.

Вот несколько советов, как избежать обратной ионизации:

Полимеризация в печи

Для отверждения порошковая краска и подложка должны достичь определённого нагрева, оставаться нагретыми отведённый период времени без каких-либо температурных колебаний.

Обычно это от 160° до 230° по Цельсию. Как только печь достигнет температуры, она стабилизируется. После завершения процесса отверждения изделия извлекаются и охлаждаются.

Время, необходимое для полимеризации порошка, сильно варьируется, зависит от размера, формы, толщины деталей. К примеру, небольшой кронштейн может нагреваться всего десять минут, а 20-дюймовый участок толстостенной трубы будет нагреваться более часа.

В технической карте производителя порошкового продукта будет написано что-то вроде “нагревайте 12 минут при 180 градусах по Цельсию”. Это не означает, что изделия должны быть помещены в печь на 12 минут при 180 градусах Цельсия. Это означает, что сначала они должны достичь нужной температуры, а затем нагреваться необходимое количество времени.

Когда термореактивный порошок подвергается воздействию повышенной температуры, он начинает плавиться, растекаться, а затем образует перекрёстные связи внутри полимера, развивает все свойства плёнки.

Шагрень на порошковом покрытии

Для большинства порошковых составов требуется достичь толщины при распылении не менее 50 микрон, чтобы получить приемлемо гладкую плёнку. Если вы нанесёте слишком мало порошка, то получите зернистую текстуру. Это происходит, потому что на поверхности его не хватает, чтобы он растекался, создавая однородную плёнку. Если порошка будет слишком много, то, скорее всего, получите большую волнистую шагрень.

Многие производители предпочитают иметь определённую шагрень, так как она помогает скрыть дефекты металла, возникшие при производстве, а полученное ЛКП менее подвержено появлению видимых отпечатков пальцев.

Очень важно хорошее заземление. Иначе будут проблемы с обратной ионизацией, влияющей на образование крупной шагрени.

Для получения покрытия, полностью без шагрени, можно применять следующий метод.

Порошковые металлики

Существует несколько технологий производства порошковых красок с эффектом металлик: экструдирование, сухое смешение и бондирование. Есть также новая технология инкапсулированных алюминиевых пигментов. Порошковые краски с эффектом «металлик», произведённых по этой технологии не требуют последующего порошкового лакирования.

Экструдирование представляет собой смешивание всех компонентов, включая металлические частицы, дальнейшую экструзию получившейся смеси. При такой обработке частицы «металлика» разрушаются, теряя свою форму, что ухудшает эффект. Метод экструзии расплава не нашёл широкого применения при производстве порошковых «металликов».

При методе сухого смешения металлические частицы добавляются к готовому порошку краски, потом смешиваются в миксере. Структура частиц не изменяется, что даёт хороший металлический эффект.

Кроме того, электростатическое распыление заставляет металлические чешуйки “комковаться” друг с другом под действием электростатической силы и, таким образом, вызывает неравномерный блеск. Бондированный (склеенный) «металлик» преодолевает все эти проблемы. При производстве порошковых металликов способом бондирования (сплавления), частицы краски прилипают к частицам пигмента «металлик». Существует также способ холодного бондирования пигмента, придающего эффект «металлик», с частицами краски с помощью высокоскоростного перемешивания. Это устраняет некоторые недостатки термического бондирования, а также снижает стоимость производства.

Преимущества бондированных порошковых «металликов»:

Технология инкапсулированных алюминиевых пигментов основана на золь-гелевой химии. Для защиты алюминия от окисления и химического воздействия применяется несколько схем инкапсуляции. Алюминиевые пигменты, инкапсулированные с прозрачным силикатным слоем, показывают максимально возможную механическую и химическую стойкость. Они не влияют на электростатический заряд при порошковой покраске. Благодаря толстой полимерной оболочке пигмент ведёт себя как частица порошковой краски. Это приводит к эффективности покраски, сниженной склонности к “облачности”. Оптические характеристики получаются ближе к характеристикам жидких ЛКП. Инкапсулированные алюминиевые пигменты можно наносить без лака.

Советы по применению порошковых «металликов»

Порошковые покрытия со специальным эффектом

Необходимость применить специальный порошковый эффект может исходить от желания скрыть поверхность подложки, которая выглядит не очень хорошо. Текстуры и специальные эффекты могут быть получены путём изменения механизма отверждения или введения добавок.

Морщины (wrinkles)

Морщины — специальный эффект, который добавляет глубину цвета, а также довольно хорошо скрывает несовершенства поверхности. Вы должны увеличить температуру в начале цикла отверждения, чтобы обеспечить равномерное образование морщин.

Translucent (полупрозрачный)

Как следует из названия, полупрозрачные составы покрывают подложку, обеспечивают цвет, но при этом подложка просвечивает через нанесённый слой. Применяя этот эффект, очень легко получить неравномерную пигментацию, особенно если подложка имеет неравномерную форму. Различия толщины плёнки всего лишь в полмиллиметра могут быть заметны. Любые дефекты на подложке будут проявляться через полупрозрачный слой. Если предварительная обработка не удалит их, то вам лучше будет распылить непрозрачную базу.

Dormant (дремлющий, пассивный)

Спецэффект Dormants — это двухслойная система. Базовый и верхний слой наносятся и нагреваются раздельно. Сначала цветная база, обычно содержащая металлический пигмент, потом второй слой. Именно последний верхний слой «вытягивает» неактивный цвет, оживляет его. Например, красный цвет будет выглядеть как розовый до добавления верхнего слоя.

River Vein

Этот эффект придаёт особую текстуру, может скрыть дефекты поверхности. Толщина является ключевым моментом при окрашивании продуктом «River vein». Следует придерживаться рекомендаций производителя.

Двухслойные покрытия

Порошковая покраска, как правило, осуществляется в один слой. Некоторые краски, например металлики, могут потребовать прозрачного лака для защиты металлического эффекта. Существуют также металлики, не требующие лака.

Двухслойные системы могут дать большие преимущества. Это один из способов достичь усиленной защиты от коррозии.

Двухслойные системы могут также способствовать улучшению цветных покрытий с помощью ярких пигментов. Например, чтобы получить неоновые цвета, рекомендуется сначала нанести белый, а затем неоновый цвет. Вообще, белая основа усиливает яркость любого цвета.

Существуют две процедуры для многослойных покрытий. Они зависят от того, какой тип порошкового покрытия распыляется.

Нанесение первого слоя, его частичная полимеризация, потом нанесение второго и окончательное отверждение

Преимущество данного метода — улучшенная межслойная адгезия. Два слоя «сшиваются» между собой, а также приклеиваются к поверхности.

После того, как Вы нанесёте 1‑й слой, Вы помещаете деталь в печь, но нагреваете её только на 60–75 %. Это означает, что если инструкция предусматривает нагрев 10 минут при 200 градусах, вы греете только 6–7 минут. Затем вынимаете деталь из печи, даёте ей полностью остыть. Далее делаете второе распыление, снова помещаете в печь, чтобы полимеризовать по полному циклу.

Не все составы будут работать вместе. Важно использовать продукты, разработанные для совместной работы. Пользуясь одной маркой продукта для обоих слоёв, Вы обеспечите некоторую последовательность, можете обратиться к производителю за рекомендациями, если возникнут проблемы.

Следите за толщиной первого слоя. Слишком толстый первый слой вызовет проблемы со следующим нанесением. При порошковой покраске электрический заряд не пройдёт через толстый слой так же легко, как если бы он был более тонким.

Отверждение каждого слоя

Иногда требуется полностью отвердить каждый слой. К примеру, если Вы наносите хромированное порошковое покрытие, то сначала распыляете состав, дающий эффект хромирования и завершаете цикл полимеризации на 100%. Затем позволяете детали полностью остыть до комнатной температуры, наносите 2‑ой слой. Затем кладёте её обратно в печь, нагреваете снова. Покрытие с данным эффектом нельзя получить по-другому, отверждая первый слой не полностью.

Настройка напряжения

Регулировка настройки напряжения на пистолете помогает при нанесении нескольких слоёв. Второе распыление всегда следует делать с уменьшенным напряжением, как правило, на 50%, чем первое. Лучше всего экспериментировать с напряжением, находить наиболее подходящую настройку, учитывая конкретную ситуацию. Регулируемые настройки напряжения можно найти только на оборудовании среднего и профессионального уровня.

Оборудование для порошковой покраски

Тип оборудование для порошковой покраски зависит от того, какой объём работы будет выполняться. Какой уровень автоматизации требуется? Какой площадью Вы располагаете?

Оборудование для порошкового окрашивания

Покрасочная камера

Покрасочная камера предназначена для поддержания чистоты остальной части вашего цеха, обеспечивая при этом хорошо освещённую зону окрашивания. Все кабины порошкового напыления имеют один или несколько вытяжных вентиляторов. Вытяжка содержит фильтры, чтобы улавливать избыточный распылённый порошок.

В продаже есть множество конфигураций камер. Приобретение нужного Вам оборудования зависит от наличия свободных площадей, от ваших требований к рабочему процессу. К примеру, если у вас ограниченное пространство, то специально оборудованная стена для распыления поможет вам получить необходимый поток воздуха с фильтрацией. По сути, это покрасочная камера без стен или крыши.

Вы можете сделать самодельную камеру, используя картонные коробки, дерево, или что-то другое. Заднюю стену можно оборудовать коробчатым вентилятором с фильтром для улавливания избыточно распылённого порошка.

Печь для полимеризации

Порошковые печи нагревают детали, после порошковой покраски, для полимеризации порошка. Нагрев вызывает химическую реакцию нанесённого слоя, что приводит к высокой плотности сшивания химических связей плёнки. Внутри печи установлены термостаты и регуляторы, чтобы можно было выбрать желаемую температуру полимеризации и время нагрева. Сколько времени занимает процесс, зависит от толщины металла, от технических характеристик порошка. Более длительный период при более низкой температуре может работать так же, как и более короткий период при более высокой температуре.

Распространены два типа печей:

Чаще всего печи имеют электрические нагревательные элементы или систему отопления, работающую на природном газе или сжиженном нефтяном топливе.

Порошковая покраска своими руками

Можно осуществить порошковую покраску своими руками с помощью специального набора. Один из примеров – «Craftsman powder coating system», пистолет для порошковых покрытий, не требующий воздушного компрессора. Его просто использовать, он не имеет каких-либо регулировок.

Вам понадобится электрическая духовка, способная поддерживать нагрев 200 градусов по Цельсию. Если это печь для приготовления пищи, знайте, что вы никогда больше не должны будете готовить в ней еду, так как это опасно для здоровья.

Используя недорогой набор для порошковой покраски, можно достичь хороших результатов, однако, Вы не получите качество и долговечность как в профессиональной мастерской. Недорогой пистолет сможет заряжать частицы до 10 кВ. Потребуется намного больше электростатического заряда для того чтобы правильно получить порошковое покрытие со всеми надлежащими свойствами. Устройства промышленного типа заряжают частицы от 30 кВ до 100 кВ.

Здоровье и безопасность

Порошковое покрытие не только более долговечное, чем обычное ЛКП, но также безопаснее при нанесении.

Поскольку порошковые составы не содержат жидкостей для испарения, они не выделяют летучих органических соединений, полностью исключают сопутствующие риски для здоровья и безопасности.

Средства индивидуальной защиты

Прежде чем приступать к любым работам по порошковой покраске, важно защитить себя. Порошковые составы не так токсичны, как жидкие лакокрасочные материалы, но всё же важно держать их подальше от кожи, от глаз, от лёгких. Существуют различные уровни защиты. Профессиональный оператор, который занимается порошковой покраской 50 часов в неделю, должен быть хорошо защищён. Можно порекомендовать 3M Full Face Respirator и защитный костюм. Малярный костюм не только не допустит попадания на оператора химических частиц, но также поможет предотвратить перенос пыли и волос на вашу деталь во время распыления.

Порошковая покраска автомобильных литых дисков

Автомобильные литые диски можно покрыть порошковой краской. Однако есть мнение, что процесс её полимеризации нагревом в печи влияет на структуру литых алюминиевых дисков. Нагрев может влиять на алюминий, делая его более хрупким, снижая усталостную долговечность. Так « TUV » (Technischer Überwachungsverein), организация в Германии, которая сертифицирует все изделия и процессы для автомобилей, категорически запрещает нагрев литых дисков свыше 90 градусов по Цельсию в течение любого периода времени. По их правилам разрешается нагрев не более 40 минут до температур ниже 90 градусов.

Температура полимеризации краски в печи может влиять на свойства металла, полученное во время температурной обработки при производстве. Отжиг на заводе проводится до, а также вовремя формовки и механической обработки для уменьшения или устранения нарастания напряжений внутри изделия при изготовлении. Отжиг осуществляется в диапазоне 300–410°С, в зависимости от сплава. Время нагрева варьируется от 0,5 до 3 часов.

В качестве аргумента безопасности порошкового окрашивания дисков можно привести непродолжительность температурного воздействия в печи полимеризации и достаточно небольшой нагрев, по сравнению с температурой отжига на заводе. Большинство порошковых составов требуют нагрев от 150 до 200 градусов по Цельсию при времени затвердевания около 1 часа. Множество владельцев автомобилей, сделавших порошковую покраску литых дисков, не испытывали с ними никаких проблем. Какая-либо опасность может быть только при повышенных нагрузках на гоночных автомобилях.

Последние достижения в области составов для порошковой покраски привели к снижению температуры отверждения до 105/120 °C. Эти новые продукты более желательны, поскольку их полимеризация точно не влияет на предыдущие этапы термической обработки для сплавов, таких как алюминий.

Последовательность порошковой покраски литых дисков

Источник

Способы порошковой окраски металла

Характеристика и сферы применения порошкового окраса

Основные преимущества и недостатки порошковой покраски

Разновидность порошковой окраски

Существующие способы наложения

Эпоксидные порошковые покрытия

Эпоксидно-полиэфирные порошковые краски

Полиэфирные порошковые краски

Особенности технологии нанесения порошковой краски и полимеризация

Видео по теме: Порошковая покраска металла

Принципы порошковой окраски металлических изделий

Суть и особенности метода

Сферы применения

Способы нанесения

Электростатический

Трибостатический

Виды красящих составов

Преимущества и недостатки метода

Этапы окрашивания в домашних условиях

Инструменты и оборудование

Подготовка поверхности

Нанесение состава

Рекомендации и техника безопасности

Порошковая покраска металла

Характеристики порошковой краски

Области применения «сухого» окрашивания

Способы покраски металла порошковой краской

Электростатический способ

Трибостатический

В псевдоожиженном слое

Газопламенное напыление

Виды составов для порошковой окраски металла

Оборудование для порошковой окраски стали и других металлов

Этапы процесса окрашивания

Правила безопасности при порошковом окрашивании металлических деталей и конструкций

Преимущества и недостатки порошковой покраски металлических изделий

Преимущества заказа услуги порошкового окрашивания деталей и конструкций в компании «Адамант Сталь»

Технология порошковой покраски

Происхождение порошковой покраски

Каковы преимущества и недостатки порошковой краски?

Термопластичные и термореактивные порошки

Типы порошковых красок

Способы нанесения порошка

Электростатические пистолеты для порошковой покраски

Заземление

Подготовка деталей к порошковой покраске

Грунтование перед порошковой покраской

Маскировка перед нанесением порошкового покрытия

Процесс порошковой покраски

Порошковые металлики

Порошковые покрытия со специальным эффектом

Двухслойные покрытия

Оборудование для порошковой покраски

Порошковая покраска своими руками

Здоровье и безопасность

Порошковая покраска автомобильных литых дисков

Вам также понравится

Что такое гидролак на мойке самообслуживания

Что такое выход spdif в телевизоре

Что такое невзвешенная клавиатура в синтезаторе

Добавить комментарий Отменить ответ