Фарбування металевих поверхонь. Як правильно пофарбувати метал

Технологічний процес фарбування включає наступні операції: підготовку поверхні під фарбування, нанесення покриттів та їх затвердіння (сушіння)

Підготовка поверхні під фарбування

Експлуатаційні характеристики та термін служби лакофарбових покриттів багато в чому залежать від способу та чистоти підготовки поверхні. Мета підготовки ■- видалення з поверхні будь-яких забруднень і нашарувань, що заважають безпосередньому контакту з металом. До них відносяться оксиди (окалина, іржа), масляні, жирові та механічні забруднення, старі полімерні покриття.

Способи підготовки поверхні можна поділити на три основні групи: механічні, термічні та хімічні.

Механічні способи очищення

З механічних способів підготовки поверхні особливо поширена струминна абразивна та гідроабразивна обробка: піскоструминна, гідропіскоструминна, дробоструминна, дробометна. Очищення цим способом полягає у впливі на металеву поверхню частинок абразивів, що надходять з великою швидкістю і володіють в момент зіткнення з металом значною кінетичною енергією. Поверхня металу при цьому стає шорсткою (поглиблення досягають 0,04-0,1 мм), що сприяє покращенню адгезії покриттів. Однак струминна абразивна обробка застосовується тільки при фарбуванні товстостінних виробів (товщиною понад 3 мм); вироби з тоншими стінками можуть при такій обробці деформуватися.

При піскоструминному та гідропіскоструминному очищенні зазвичай застосовують безглинистий кварцовий пісок з розміром частинок 0,5-2,5 мм, карбід кремнію, плавлений оксид алюмінію. Абразивом при дробоструминному і дообеметном способах обробки служить литий або колотий чавунний, а також сталевий дріб з розміром частинок не більше 0,8 мм або дріб, рубаний із сталевого дроту діаметром 0,3-1,2 мм. Для очищення поверхні чорних металів найбільш доцільно застосовувати колотий дріб з розміром частинок не більше 0,8 мм. Ефективність очищення при цьому підвищується в 1,5-2 рази, порівняно з очищенням литим дробом. Дегкі метали та сплави (алюміній, магнієві сплави та ін.) обробляють м'якими абразивами – порошками зі сплавів алюмінію (іноді з додаванням 5-6% чавунного піску). Найдешевшим абразивом є кварцовий пісок. Однак він швидко зношується (дробиться); при цьому утворюється дрібний пил, що шкідливо діє на здоров'я працюючих, тому його використовують обмежено - тільки в автоматичних установках з гарною герметизацією та вентиляцією, що запобігають поширенню пилу в приміщення.

Металевий пісок на відміну від кварцового майже не утворює пилу, витрата його значно менша, а ефективність механічного впливу також досить висока. Очищення за допомогою металевого піску (дробу) здійснюється в закритих камерах або кабінах, забезпечених припливно-витяжною вентиляцією.

Для дробоструминного очищення застосовують апарати різних типів. Найбільшого поширення набули одно- та двокамерні апарати періодичної та безперервної дії, в яких дріб розпорошується під тиском 0,5-0,7 МПа. Продуктивність апаратів по поверхні, що очищається - від 1 до 8 м 3 /год.

Дробометне очищення від дробоструминного відрізняється тим, що потік дробу створюється не стисненим повітрям, а під впливом відцентрової сили від ротора, що обертається з високою частотою (2500-3000 об/хв) - турбінного колеса з лопатками. Дробеметний спосіб у 5-10 разів продуктивніший за дробоструминний і в кілька разів економічніший; при його застосуванні запиленість приміщень мінімальна. До недоліків дробометного способу можна віднести швидке зношування лопаток (термін служби литих чавунних лопаток не перевищує 80 год) і непридатність для обробки виробів складної форми.

При гідроабразивному очищенні використовується суспензія або завись абразиву в рідкому середовищі. Абразивами в цьому випадку є кварцовий пісок, граніт, електрокорунд, скло, мелений шлак та інші тверді порошкові матеріали дисперсністю 0,15-0,50 мм, а рідким середовищем - вода з додаванням ПАР та інгібіторів корозії. Зокрема, для обробки виробів із чорних металів застосовують суспензію, що складається з кварцового піскуабо електрокорунду, нітриту натрію та кальцинованої соди. Для гідропіскоструминного очищення застосовують апарати марок ГПА-3, ТО-266, ГК-2, ТВ-210 нагнітального та всмоктувального типу, в яких пульпа подається під тиском 0,5-0,6 МПа.

Термічні способи очищення

Видалення окалини, іржі, старої фарби, масел та інших забруднень з поверхні можна проводити термічним способом, наприклад шляхом нагрівання виробів плавнів газокисневого пальника (вогневе очищення), електрич-

ської дуги (повітряно-електродугове очищення) або відпалу в печах за наявності окисного або відновного середовища.

При вогневому та повітряно-електродуговому очищенні метал (сталеві зливки, сляби) швидко нагрівають до 1300-1400 °С. При цьому забруднений поверхневий шар згоряє і частково оплавляється, після чого його видаляють механічно, а метал охолоджують.

Відпал у відновлювальній (захисній) атмосфері застосовують при підготовці поверхні рулонного металу. Сталевий прокат нагрівають в атмосфері азотноводневої суміші (93% N 2 і 7% Н 2) до 650-700 °С. Присутні на поверхні сліди мастила виганяються, а оксиди заліза відновлюються до заліза.

Термічне видалення органічних забруднень (старі покриття, жирові та масляні відкладення) зручно проводити в окисному середовищі. При нагріванні до 450-500 С більшість органічних речовин виганяється, розкладається або згоряє. Однак, щоб уникнути утворення коксу, вироби відпалюють при більш високих температурах (600-800 °С) в вогневих конвективних або терморадіаційних (відкритих або муфельних) печах, з вентиляцією. Можна застосовувати також газові або гасово-кисневі пальники.

Термічні способи очищення економічні та продуктивні, проте їх можна застосовувати лише для виробів з товщиною стінки не менше 5 мм, щоб уникнути короблення та деформації металу.

Хімічні засоби очищення

Знежирення. На металевій поверхні виробів, що підлягає фарбуванню, зазвичай містяться жирові та інші забруднення, оскільки багато металевих деталей і напівфабрикатів (зокрема, алюмінієвих сплавів) при зберіганні захищають різними мастилами. Крім того, вироби можуть забруднюватись у процесі механічної обробки.

Перед фарбуванням металеві поверхні мають бути знежирені. Процес знежирення може бути здійснений різними методами, вибір якого визначається головним чином видом забруднення, необхідним ступенем очищення та вартістю. Наї більше застосуванняотримали методи знежирення лужними розчинами, органічними розчинниками та емульсійними складами.

Знежирення у водних лужних розчинах засноване на хімічному руйнуванні жирів і масел, що омиляються, і солюбилізації, а також емульгуванні неомилюваних забруднень. Як електроліти застосовуються гідроксид і карбонат натрію, силікат натрію (рідке скло), тринатрійфосфат і пірофосфат натрію. Для підвищення знежирювальної здатності цих сполук у них вводять по-

верхнево-активні речовини - емульгатори ОП-4, ОП-7,

синтанол ДС-10, ДНС та ін.).

Вибір знежирювального складу залежить від ступеня забрудненості, типу виробництва (поодиноке чи серійне); режим обробки визначається методом обробки (у ваннах, розпорошенням). Широко використовуються також готові миючі засоби: КМ-1, КМЕ-1, МЛ-52.

За наявності у водних розчинах емульгаторів (рідке скло, ОП-7 або ОП-Ю) тваринні жири омиляються, утворюючи розчинні мила, а залишки мінеральних масел емульгують. Рідке скло сприяє також зменшенню агресивної дії розчину на алюміній. Утворення емульсії та перемішування розчинів прискорює відокремлення частинок жиру від поверхні металу.

Знежирення деталей у свіжоприготовленому розчині триває не більше 3 хв, а в міру витрати гідроксиду натрію - не більше 5 хв. Перетримка у ванні знежирення призводить до розтріскування поверхні деталей та утворення важкорозчинних фосфатів.

Жирові забруднення, що збираються на поверхні розчину, потрібно періодично видаляти через зливну кишеню ванни. Після знежирення деталі промивають спочатку у теплій проточній воді при температурі не нижче 20 °С, а потім у холодній воді.

Якість знежирення можна контролювати за видом плівки, що стікає. холодної води. З добре знежиреної поверхні вода стікає суцільним потоком; якщо вода затримується на поверхні у вигляді крапель, знежирення слід повторити. Деталі, що мають різні зварні з'єднання, не піддають знежиренню в лужних розчинах, так як вони важко видаляються з міжшовного простору.

Знежирення в органічних розчинниках засноване на розчиненні масляних і жирових забруднень. Для цих цілей застосовують розчинники, що володіють високою активністю по відношенню до забруднення, стабільністю, низьким поверхневим натягом, помірною летючістю. Найбільшого поширення набули аліфатичні та хлоровані вуглеводні. Останні негорючі, але токсичніші, ніж аліфатичні, що зумовлює необхідність проведення процесу знежирення у спеціальних установках закритого типу.

Знежирення деталей у хлорованих вуглеводнях проводять послідовно у двох фазах: парової та рідкої. Використовують також двофазну систему. Сутність процесу полягає в тому, що в установку заливають воду і органічний розчинник, що не змішується з нею. Як розчинник для двофазної системи застосовують метиленхлорид і трихлоретилен. При обробці деталей у двофазній системі вдаються не тільки жирові, а й водорозчинні сполуки.

Очищені деталі деякий час витримують у шарі води. Після вивантаження з установки деталі промивають водою для видалення крапель розчинника та частинок бруду, а потім сушать гарячим повітрям.

Знежирення розчинниками можна використовувати практично для будь-яких металів. Однак для знежирення алюмінію, магнію та їх сплавів можна застосовувати трихлоретилен тільки з додаванням інгібітора, щоб уникнути взаємодії розчинника з металевою поверхнею.

Емульсійне знежирення - комбінований спосіб, який дозволяє використовувати переваги очищення органічними розчинниками та водними лужними розчинами. Найбільш поширені емульсії на основі хлорованих вуглеводнів та водних лужних розчинів, стабілізовані ПАР. Ці емульсії вибухо- та пожежобезпечні. За наявності в емульсіях таких розчинників, як трихлоретилен і метиленхлорид, їх можна використовувати не тільки для знежирення, але й для видалення старих фарб.

Знежирення за допомогою ультразвуку. Знежирення розчинниками, лужними та емульсійними миючими складами прискорюється під час проведення процесу в ультразвуковому полі. Цей спосіб очищення знайшов застосування для видалення виробів невеликих розмірівз глибокими або глухими отворами олії, нагару, залишків полірувальних паст та інших забруднень. Ультразвуковий метод очищення заснований на створенні високочастотних коливань у рідинах, що застосовуються як миючі розчини. Сполучені рідини коливання мають великий механічною енергієющо забезпечує руйнування та відрив частинок забруднень при безперервній подачі розчину на поверхню виробів. Залежно від складу та властивостей забруднень процес може тривати від кількох секунд до кількох хвилин. Ультразвукове очищення проводять у спеціальних ваннах, з магніто-стрикційними, п'єзокерамічними або феритовими перетворювачами. Найбільш поширені ультразвукові ванни УЗВ-15м, УЗВ-16м та УЗВ-18м.

Травлення. Окалину, іржу та інші оксиди найчастіше видаляють із поверхні металів травленням у розчинах кислот. Для чорних металів як травильні розчини найбільш широко використовують сірчану, соляну та ортофосфорну кислоти з різними добавками. На вуглецевих сталях окалін складається з декількох шарів оксидів заліза - FeO, Fe 3 0 4 і Fe 2 0 3 .

Оксиди заліза розчиняються у мінеральних кислотах; особливо добре розчинний оксид FeO, який стравлюється в першу чергу і сприяє відшаровуванню шарів, що лежать вище.

Розчинення окалини протікає за хімічним та електрохімічним механізмами. Процес розчинення можна поділити на чотири періоди. У перший період відбувається просочення окалини кислотою, незначне розчинення оксидів та металу на дні пор та тріщин в окалині; метал при цьому практично не розчиняється. У другому періоді продовжується просочення окалини розчином кислоти і починається хімічне та електрохімічне розчинення оксидів. Наприкінці періоду можливе перебіг нового процесу - відкладення солей продуктів корозії в порах та тріщинах. Третій період, протягом якого видаляється близько 70% окалини, характеризується високими швидкостями розчинення окалини. У середині періоду починає виділятися водень, що розпушує і відриває окалину. Розчинення сталі відбувається переважно в результаті роботи гальванічних пар метал-окаліну; крім того, протікає корозія металу з водневою деполяризацією. У четвертому періоді відбувається електрохімічне розчинення залишків окалини і відшаровування воднем складної складової окалини Fe 3 0 4 . За цей період видаляється 25-30% окалини та відбувається інтенсивне розчинення металу.

Слід зазначити, що розчинність оксидів металів та швидкість розчинення окалини в соляній кислоті вище, ніж у сірчаній, при рівній концентрації. Крім того, вона менш активно реагує із залізом, тому втрати металу при травленні в соляній кислоті дещо менші. У соляній кислоті видалення окалини відбувається переважно за рахунок її розчинення, тоді як у сірчаній кислоті - в основному за рахунок її відриву від поверхні в результаті підтравлювання металу і розпушення окалини воднем, що виділяється.

Для зменшення розчинення металу та його наводороджування до складу травильних розчинів вводять інгібітори корозії: катапін, ЧС, БА-6, ПКУ, І-1-А та ін.

Травлення металів у фосфорній кислоті проводять значно рідше, ніж у сірчаній та соляній, через її меншу активність та вищу вартість. Фосфорну кислоту використовують для видалення іржі при невеликих ступенях забруднення металу. У цьому випадку придатні розведені (1-2%-ні) розчини Н 3 Р0 4 які поряд з розчиненням оксидів викликають пасивування металу - утворення на поверхні нерозчинних фосфатів заліза. Перевагою застосування фосфорної кислоти є також те, що після обробки цією кислотою не потрібно настільки ретельне промивання металу, як при використанні сірчаної та соляної кислот.

Травлення металу проводять у ваннах та струминних камерах. В останньому випадку застосовуються травильні розчининижчої концентрації, а процес проводиться за більш високих температур. Продуктивність у своїй значно зростає.

Для видалення продуктів корозії з великогабаритних виробів застосовують спеціальні рідкі або в'язкі склади (пасти). Їх готують шляхом введення в рідкі травильні розчини наповнювачів (інфузорної землі, азбесту, каоліну) та полімерів. Пасти наносять на поверхню шпателем і витримують 1-6 год. Після цього поверхню промивають водою, наносять пасту, що пасивує, і через 0,5 год знову промивають і висушують.

Видалення старих покриттів. Хімічний спосібвидалення з поверхні виробу старих покриттів заснований на розчиненні, набуханні або хімічному руйнуванні плівки, тобто перетворенні плівки на стан, при якому вона легко може бути знята з поверхні механічним шляхом.

Для видалення покриттів застосовують змивки, також деякі емульсії. Як правило, змивки складаються з органічних розчинників, загусників, сповільнювачів випаровування та емульгаторів. Для запобігання стіканню наносяться на поверхні змивок в них вводять загусники, наприклад нітрат целюлози, етил-і метил-целюлозу, а для уповільнення випаровування в змивки вводять невеликі кількості воскоподібних речовин, найчастіше парафін. У цьому випадку потрібно додаткове промивання поверхні органічними розчинниками для видалення залишків парафіну.

Як розчинники в основному застосовують метиленхлорид разом зі спиртами, кетонами та складними ефірами. У деякі змивки з метою прискорення проникнення у старі покриття вводять кислоти.

Вітчизняною промисловістю випускаються змивки наступних марок: СД(СП), АФТ-1, СП-6 та СП-7, СПС-1. Органічні змивки наносять на поверхню шпателем. Через 5-30 хв після нанесення набрякле покриття видаляють механічно або змивають струменем води.

Фосфатування поверхні - спосіб підготовки поверхні, що полягає у створенні на металі плівки, що складається з нерозчинних фосфатів, які в поєднанні з лакофарбовою плівкою забезпечують підвищену стійкість покриттю. Дрібнокристалічна структура фосфатної плівки сприяє хорошому поглинанню лакофарбових матеріалів і тим самим покращує їхню адгезію. Крім того, при місцевому пошкодженні лакофарбової плівки та фосфатного шару поширення іржі локалізується, тоді як на нефосфатованому металі іржа швидко поширюється під плівкою фарби. В основному фосфатуванню піддають сталь, цинк та оцинковану сталь.

Фосфатування проводять зануренням виробу у ванну з фосфатуючим розчином або розпорошенням розчину у струминній камері. Останній спосіб кращий, так як при його використанні рівномірність фосфатного шару по товщині зростає, зменшується маса покриття; при цьому утворюється щільніший шар.

Найбільше застосування в промисловості отримали цін-

кофосфатні розчини, в яких містяться монофосфат цинку, азотна та фосфорна кислоти. Випускаються також і готові до застосування рідкі концентрати фосфатуючі: КФ-1, КФ-3, КФА-4А та ін.

Після фосфатування проводиться промивання виробів водою, а потім пасивування поверхні.

Анодне окиснення. Лакофарбові матеріали мають погану адгезію до алюмінієвих сплавів, особливо в умовах підвищеної вологості. Для покращення адгезії та підвищення захисних властивостей лакофарбових покриттів алюмінієві сплави піддають анодному окисленню. Анодним окисненням, або анодуванням, називають процес електрохімічної обробки алюмінію та його сплавів в електроліті для отримання на поверхні оксидної плівки. Як електроліти застосовують сірчану кислоту, Рідше - хромову та щавлеву кислоти.

Основним способом анодного окислення деталей із алюмінієвих сплавів є сірчанокислотний. До переваг цього способу порівняно з іншими відносять найбільшу швидкість оксидування, нижчу вартість електроліту та меншу витрату електроенергії. У сірчаній кислоті анодують листовий матеріал, сплави всіх марок, що деформуються, і механічно оброблені деталі. Цей спосіб не придатний для оксидування деталей, що мають клепані з'єднання, складальні вузли, що складаються з різних металів, а також литі деталі з порами.

Крім анодування у сірчаній кислоті застосовують метод анодного оксидування у хромовій кислоті. Його використовують для підготовки деталей із ливарних сплавів. У розчині хромової кислоти не рекомендується анодувати сплави, у яких вміст міді перевищує 6%. Мідь розчиняється в хромовій кислоті швидше, ніж у сірчаній, тому одержувана оксидна плівка має недостатні захисні властивості.

Анодування деталей у хромовій кислоті проводять так само, як і в сірчаній. Оскільки електропровідність розчинів хромової кислоти нижче, ніж електропровідність розчинів сірчаної кислоти, необхідно застосовувати вищу напругу та підігрів електроліту. Безбарвні або сірі анодні плівки, що утворюються при оксидуванні, мають невелику товщину (3 мкм), але вони більш щільні, ніж плівки, одержувані в сірчаній кислоті. Адгезія лакофарбових покриттів до поверхонь, анодованих у сірчаній чи хромовій кислоті, приблизно однакова.

Хімічне оксидування, чи хроматування, знаходить широке застосування. Мета оксидування -покращення декоративних та захисних властивостей металів. Покриття, що утворюються на поверхні металу, сприяють значному підвищенню адгезії лакофарбових матеріалів. Перевагами цього способу в порівнянні з анодування є

простота, економічність та мала тривалість процесу. Покриття, що отримуються хімічним оксидуванням, використовують не тільки як підшар для лакофарбових покриттів, але і для тимчасового захисту деталей при зберіганні на складах, що опалюються. Оксидування піддають як чорні, так і кольорові метали. Оксидні покриття застосовують у комбінації з лакофарбовими покриттямита самостійно. За захисною здатністю вони значно поступаються фосфатним, тому оксидування найчастіше застосовують при підготовці під фарбування поверхні кольорових металозів; чорні метали переважно фосфатують.

З кольорових металів хімічного оксидування найчастіше піддають алюміній, магній, мідь, цинк та його сплави. В якості окислювачів застосовують хромову кислоту та її солі, нітрити та персульфати лужних металів. Оксидування проводять у кислій або лужному середовищі; тривалість оксидування при 15-20 ° С становить 10-20 хв. Після оксидування деталі промивають у холодній, потім у теплій воді, після чого сушать при температурі не вище 60 ° С або обдувають теплим повітрям.

Способи нанесення лакофарбових матеріалів

Ручні способи нанесення лакофарбових матеріалів - пензлем, ручними валиками, тампонами, а також з використанням аерозольних балонів - застосовують при невеликих обсягах робіт, що фарбують, переважно в побуті. У ряді галузей машинобудування також застосовують ручні способифарбування - при застосуванні матеріалів, що містять високотоксичні компоненти, наприклад свинцевого сурика, сполук міді та ін.

Ручні методи фарбування економічні. До їх недоліків можна віднести невисоку продуктивність та велику трудомісткість.

Занурення та облив застосовують головним чином для отримання ґрунтувальних та одношарових покриттів на виробах різної складності.

Принцип нанесення зануренням і обливом заснований на змочуванні поверхні, що фарбується рідким лакофарбовим матеріалом і утриманні його на ній в тонкому шарі за рахунок в'язкості матеріалу і адгезії. Достоїнствами цього способу є простота обладнання, що застосовується і гарна якістьодержуваних покриттів. До недоліків цих способів можна віднести відносно великі втрати матеріалів та деяку нерівномірність товщини покриттів висотою. Цього можна уникнути при витримуванні свіжофарбованих виробів у парах розчинників. Такий спосіб, що називається струменевим обливом, знайшов широке застосування на підприємствах сільськогосподарського, тракторного та транспортного машинобудування. Він є одним із найвищих продуктивних способів нанесення лакофарбових матеріалів, що забезпечують хороші санітарно-гігієнічні умови праці.

Сутність методу струминної обливи з наступною витримкою виробів пара розчинників полягає в наступному. Вироби на підвісному конвеєрі рухаються усередині установки. При проходженні виробів через зону фарбування вони обливаються лакофарбовими матеріалами із системи сопл. У паровій зоні тунелю підтримується концентрація парів розчинників у межах 15-20 мг/л. У цих умовах випаровування розчинників зі свіжофарбувальних виробів уповільнюється, що сприяє розтіканню лакофарбового матеріалу по поверхні, що фарбується, і утворення більш рівномірного по товщині покриття, ніж при окупанні.

Пневматичне розпилення - один із найпоширеніших способів фарбування. Цим способом наносять близько 70% лакофарбових матеріалів. При пневматичному розпиленні лакофарбовий матеріал дробиться струменем стисненого повітря. Аерозоль, що утворився, при зіткненні з виробом коагулює, і на поверхні виробу осідає шар матеріалу, що наноситься. Цим способом можна наносити на поверхню рівномірні шари ґрунтовки, лаку, емалі (у тому числі швидковисихаючі), проводити фарбування по недосушених ґрунтовках або шару фарби, що має «відлип».

До недоліків методу пневматичного розпилення можна віднести туманоутворення, що погіршує санітарно-гігієнічні умови праці та призводить до значних втрат лакофарбових матеріалів (до 25-55%). Крім того, при його застосуванні зростає витрата розчинників на доведення лакофарбового матеріалу до в'язкості.

При пневморозпиленні температура лакофарбових матеріалів при виході із сопла форсунки різко знижується. Це з адіабатичним розширенням повітря і випаром розчинників. Зниження температури в зоні розпилення та часткове випаровування розчинників призводить до значного підвищення в'язкості розпиленого матеріалу, що перешкоджає його розтіканню. Тому нерідко доводиться наносити лаки та фарби із свідомо нижчою в'язкістю (розведені великою кількістю розчинника). В'язкість може бути знижена шляхом підігріву лакофарбових матеріалів або поверхні, на яку вони наносяться.

Нагрівання лакофарбових матеріалів дозволяє значно підвищити ефективність та економічність процесу фарбування виробів. Завдяки зниженню в'язкості при нагріванні з'являється можливість застосовувати в'язкіші матеріали, не вдаючись до їх додаткового розведення розчинниками.

Для нанесення підігрітих лакофарбових матеріалів застосовують стаціонарні установки типу УГО та фарборозпилювачі, забезпечені портативними нагрівачами.

Для нанесення лакофарбових матеріалів застосовують ручні фарборозпилювачі різних марок: КР-Ю, КРУ-1М, 0-45, ЗІЛ, ГАЗ, КРМ, С-592 та ін. багато в чому визначаються роботою апаратника. Тому при потоковому виробництві виробів, що мають однакові розміри та відносно правильну форму, рекомендується застосовувати автоматичні фарборозпилювачі, забезпечені виконавчими механізмами для автоматичного включення та вимкнення. У машинобудуванні найбільш широко використовують автоматичний фарборозпилювач КА-1.

Безповітряне розпилення. За цим методом лакофарбовий матеріал розпорошується під впливом високого гідравлічного тиску, створюваного насосом у внутрішньої порожнинирозпилювального пристрою і лакофарбовий матеріал, що витісняє, через отвір сопла. При цьому потенційна енергіялакофарбового матеріалу, що знаходиться під тиском, при виході його в атмосферу переходить у кінетичну, і диспергований лакофарбовий матеріал рухається у напрямку до виробу, що фарбується. При виході лакофарбового матеріалу із сопла розпилювача зі швидкістю, що перевищує критичну для даної в'язкості, легколетюча частина розчинника, що входить до складу лакофарбового матеріалу, інтенсивно випаровується, що супроводжується значним збільшенням обсягу матеріалу та його додатковим диспергуванням.

Застосування методу безповітряного розпилення під високим тиском лакофарбових матеріалів завдяки зменшенню втрат на туманоутворення дозволяє зменшити витрату лакофарбових матеріалів (на 20%) та розчинників за рахунок вищої в'язкості матеріалів. До недоліків методу слід віднести труднощі застосування для фарбування виробів складної конфігурації.

Методом безповітряного розпилення можна наносити лакофарбові матеріали фарборозпилювачами як з підігрівом (УБР-3), так і без підігріву (Смолоскип-3; Веселка-0,63П; ВІЗА-1; ВІЗА-2; КІТ-1654). Установка КІТ-1654 застосовується також для нанесення високов'язких складів, мастик та тиксотропних матеріалів.

Електростатичний розпорошення. Принцип методу фарбування в електричному полі високої напругиполягає в наступному. Між двома електродами, що знаходяться під напругою та розташованими на деякій відстані один від одного, створюється електричне поле. Одним з електродів є фарбується виріб (позитивний заземлений електрод), а іншим - коронуючий (негативний) електрод. У постійне електричне поле високої напруги, що створилося між ними, вводять розпорошений лакофарбовий матеріал, частинки якого, заряджуючись від іонізованого.

повітря або кромки електрода, рухаються силовими лініями електричного поля і осідають на заземленому виробі, утворюючи на його поверхні рівномірне покриття.

В електричному полі можна розпорошувати лише лакофарбові матеріали, що володіють певними електричними властивостями (наприклад, питомий об'ємний опір - 1 ■ 10 6 -1 10 7 Ом-см; діелектрична проникність 6-10).

Для фарбування виробів в електричному полі застосовують ручні електростатичні розпилювачі або пристрої для розпилення, змонтовані стаціонарно на окремих стійках.

Електроосадження - один із найбільш перспективних способів нанесення лакофарбових матеріалів, що полягає в осадженні лакофарбового матеріалу у вигляді концентрованого осаду на поверхні виробів під впливом постійного електричного струму. Осадження здійснюється в результаті надання частинкам лакофарбового матеріалу, що знаходяться в електропровідному рідкому середовищі, електричного заряду, протилежного за знаком заряду виробу, що покривається. Якщо лакофарбовий матеріал здатний у цьому середовищі переходити в іонний стан, його перенесення здійснюється з допомогою заряду іонів - катіонів, чи аніонів. Залежно від того, чим служить виріб, що фарбується - анодом або катодом - розрізняють анодне осадження (анафорез) або катодне (катафорез). Необхідною умовою для електроосадження є наявність електропровідного середовища. Цим способом наносять водні та органодисперсії полімерів та олігомерів.

У промисловості найширше використовується метод анодного електроосадження, у якому виріб, що у ванні, є анодом, а корпус ванни - катодом. Дедалі більше застосування починає отримувати метод катодного електроосадження. При даному методі виріб, що фарбується, є катодом, а в якості анода застосовуються спеціальні пластини; ванна у своїй заземляється. Застосовуючи метод катодного осадження, вдається отримувати покриття з високою стійкістю корозійної і рівномірне по товщині. Пояснюється це тим, що при катодному осадженні не протікає окислювальна реакція сполучних з киснем, оскільки на катоді виділяється водень.

Автофоретичне осадження - новий спосіб нанесення лакофарбових дисперсійних матеріалів без застосування електричного струму. Спосіб заснований на «пристінній» коагуляції водних дисперсій (латексів) плеїкоутворювальних речовин, стабілізованих іоногенними ПАР, шляхом створення градієнта концентрації електроліту на межі поверхня – середовище. Для отримання покриттів цим способом використовують латекси різних плівкоутворювачів. Електролітами служать неорганічні та органічні кислоти фтористоводнева, фосфорна, винна та ін. Швидкість розчинення металу та стабільність дисперсій регулюють введенням окислювачів, ПАР, а також застосуванням різних способів підготовки поверхні металу.

Головні переваги цього способу – висока суцільність покриттів, відсутність витрат електроенергії та можливість отримання покриттів на виробах будь-якої складності.

Нанесення порошкових лакофарбових матеріалів

Всі наведені вище способи нанесення застосовуються до рідких лакофарбових матеріалів. Нанесення порошкових лакофарбових матеріалів засноване на їх здатності легко перетворюватися на аерозолі, які осідають на твердій поверхні внаслідок електризації аерозольних частинок; контактування аерозолю із нагрітою поверхнею; контактування аерозолю з липкою поверхнею підкладки; конденсації аерозолю на холодній поверхні.

Порошкові лакофарбові матеріали наносяться газополум'яним методом, в псевдозрідженому шарі, електричному полі та плазмовим методом.

Метод газополум'яного напилення полягає в тому, що струмінь стисненого повітря зі зваженими в ній частинками полімерів пропускається через полум'я киснево-ацетиленового пальника. При цьому частинки полімеру нагріваються, розплавляються і струменем повітря прямують на нагріту поверхню. Прилипаючи до поверхні, частинки сплавляються та утворюють суцільне покриття, що має гарну адгезію до металу. Для газополум'яного напилення застосовується установка типу УПН.

Перевага газополум'яного напилення полягає в тому, що при застосуванні цього методу відпадає необхідність у розчинниках та сушінні покриттів.

Нанесення у псевдозрідженому шарі. Деталі, нагріті вище за температуру плавлення полімерів, занурюються в апарат з пористим дном, де за допомогою повітря створюється псевдозріджений шар порошку. При цьому на поверхні деталей утворюється рівномірне покриття.

Нанесення в електричне поле. Полімер у вигляді порошку надходить у зону електричного поля високої напруги, набуває заряду відповідної полярності і осаджується на металевій поверхні, яка має протилежний заряд. Полімер можна наносити автоматичними та ручними електростатичними розпилювачами; в іонізованому псевдозрідженому шарі; у хмарі заряджених частинок.

Плазмовий метод нанесення полягає в тому, що порошковий матеріал нагрівається в потоці плазми, що має температуру до 8000 ° С, і, розплавляючись, з великою швидкістю наноситься на поверхню, що обробляється. Плазму одержують при пропущенні інертного газу (аргону, гелію, азоту) через вольтову дугу. Швидке нагрівання (протягом кількох секунд)' в середовищі інертного газу дозволяє запобігти розкладу полімеру. При цьому методі нанесення лакофарбового матеріалу застосовують плазмові розпилювачі.

Способи затвердіння покриттів

Процес затвердіння покриттів з лакофарбових систем може проводитися в природних умовах при температурі навколишнього повітря та в штучно створених умовах-при тепловому та радіаційному впливі на матеріал.

При виборі способу і режиму затвердіння (сушіння) покриттів враховують багато факторів: вид лакофарбового матеріалу, характер підкладки, розміри і ступінь складності виробу, що покривається, потоковість виробництва та ін. При цьому слід враховувати економічність, продуктивність, трудомісткість і енергоємність методу і можливість отримання покриттів високого якості.

Затвердіння в природних умовах застосовується переважно для швидковисихаючих покриттів. Його можна використовувати також і для деяких «незворотних» покриттів (алкідних, епоксидних, поліуретанових), особливо в тих випадках, коли покриття наносять на великі вироби, які не поміщаються в сушильні камери, а також на вироби, в яких є неметалеві деталі (гумові, пластмасові), що не допускають сушіння при підвищених температурах.

Процес сушіння значно прискорюється при безперервній циркуляції повітря, яке забирає з поверхні виробу, що фарбується, пари розчинника. Однак швидкість випаровування розчинників не повинна бути надмірно великою, оскільки у покритті можуть виникнути внутрішні напруження, Що негативно впливають на його властивості. Крім того, при занадто швидкому видаленні розчинників з верхнього шару покриття в'язкість цього шару різко зростає, і утворюється поверхнева плівка, що ускладнює видалення розчинника з нижніх шарів. При подальшій сушці пари розчинника, що залишився, прагнучи випаруватися, роздмухують плівку, що утворилася, і в ній з'являються дрібні бульбашки, пори та інші дефекти. Режим сушіння покриття підбирають таким чином, щоб випаровування розчинників відбувалося поступово: на початку сушіння повинні випаровуватися розчинники, що швидко випаровуються, а потім висококиплячі розчинники.

Затвердіння у штучно створених умовах. Для прискорення формування покриттів застосовується нагрівання. За способом підведення тепла до покриття розрізняють такі способи затвердіння: конвективний, терморадіаційний, індукційний.

Конвективний спосіб затвердіння здійснюється за рахунок передачі тепла від навколишнього повітря або топкових газів. Теплота, що передається поверхні, поступово поширюється всередину плівки, тому твердіння покриття відбувається з поверхні розділу плівка - газове середовище.

Внаслідок низької теплопровідності газів у конвективній передачі теплоти покриттю беруть участь лише шар, що безпосередньо контактує з виробом. Для покращення теплопередачі рекомендується перемішування нагрітих газів, що спричиняє додаткову витрату енергії. Отже, конвективний спосіб затвердіння є малоефективним та енергоємним. Однак широке застосування цього способу пояснюється його універсальністю (придатний для затвердіння будь-яких лакофарбових матеріалів), рівномірністю нагріву, простотою конструкції та легкістю експлуатації сушильних установок.

Для конвективного затвердіння застосовують сушарки періодичної (тупикові або камерні) та безперервної дії (прохідні або коридорні), обладнані тепловентиляційними агрегатами. За типом теплоносія сушарки поділяються на парові, електричні, пароелектричні, газові.

Терморадіаційний спосіб затвердіння заснований на використанні променистої енергії, що випускається нагрітими тілами (лампи розжарювання, металеві та керамічні плити, спіралі, газові пальники та ін.). ‘

Ступінь сприйняття лакофарбовими матеріалами променистої енергії з різною довжиною хвилі неоднакова, відповідно різний і ефект її дії при затвердінні. Непігментовані рідкі лакофарбові матеріали, а також тверді покриття у шарах до 50 мкм досить проникні для ІЧ-променів; при цьому проникність зменшується із збільшенням довжини хвилі. Ця закономірність зберігається і порошкових матеріалів. У міру формування покриттів проникність порошкових плівкоутворювачів для ІЧ-променів різко зростає.

На терморадіаційне затвердіння покриттів впливають і такі фактори як маса та теплофізичні властивості матеріалу підкладки, потужність випромінювача, його відстань від поверхні, що фарбується. На товстостінних підкладках з великою теплопровідністю покриття формуються повільніше, ніж тонкостінних з малою теплопровідністю.

При терморадіаційному затвердінні суттєво прискорюється підведення теплоти до виробу, внаслідок чого різко скорочується стадія підйому температури забарвленого виробу. Нагрівання шару лакофарбового матеріалу здійснюється не зовні, а зсередини, від підкладки, що забезпечує безперешкодний вихід летких продуктів із плівки. Завдяки цьому суттєво прискорюється процес формування покриттів: при терморадіаційному нагріванні тривалість затвердіння

в порівнянні з конвективним способом скорочується в 210 разів.

Для затвердіння покриттів під дією ІЧ-випромінювання застосовують сушильні камери безперервної та періодичної дії. Як джерела випромінювання використовують спеціальні лампи розжарювання, панельно-плиткові нагрівачі, трубчасті електричні нагрівачі з алюмінієвими рефлекторами та ін.

Індукційний спосіб затвердіння заснований на тому, що забарвлений виріб поміщають змінне електромагнітне поле струмів різних частот. Нагрівання відбувається за рахунок вихрових струмів, що індукуються в підкладці з феромагнітних матеріалів. Для затвердіння покриттів застосовують сушильні установкиу вигляді металевих щитів або камер, у яких змонтовано касети з набором нагрівальних елементів – індукторів. При проходженні змінного струмупо витках індуктора створюється потужне магнітне поле, що пульсує. Якщо в безпосередній близькості від індукторів помістити забарвлений виріб, він буде нагріватися, передаючи тепло покриттю. Нагрівання можна проводити з будь-якою швидкістю і до будь-якої температури. Зазвичай затвердіння покриттів проводять за 100-300 °С. Тривалість сушіння покриттів (наприклад, алкідних) становить 5-30 хв.

Установки з індукційним обігрівом застосовують у промисловості для затвердіння покриттів на вагонах, контейнерах, стальній стрічці, дроті та інших виробах.

Фарбування металовиробів справа досить поширена. Адже зовнішній вигляд має досить велике значення. Але тут слід зрозуміти, що всякий метал по-різному фарбується. Та й барвники теж застосовуються не ті самі.

Сьогодні ми розповімо, як робиться фарбування по металу, який барвник краще застосовувати і як це зробити своїми руками. Також на відео та фото ви зможете дізнатися додаткову та потрібну інформацію.

Рекомендується використання фарби на основі масла. Але зараз двадцять перше століття і тому є великий вибір багатьох інших варіантів за краще, навіть можна робити фарбування акриловими фарбами і такими які розбавляють водою, або інші з різних складів.

Увага: Головне, важливо враховувати, щоб у складі фарби були добавки від іржі, а краще ті, які створюють щільне покриття. Такі види фарб дорожчі, але вони довговічні, що набагато краще. І згодом така фарба не змінюється, тому що вона еластична.

Якщо підібрати правильну фарбу, під певний вид металу, то кінцевий результат буде ідеальним. Металеві деталі у найпоширеніших випадках виготовляють із «чорного заліза». Дана сталь у короткий термін покривається іржею і його обов'язково необхідно фарбувати. Використовують для цього переважно олійні фарби.

Увага: Щоб поверхня була краще захищена, необхідно користуватися ґрунтовкою з великим вмістом сполук цинку.

До появи покрівельного матеріалуДля покриття дахів використовувалися оцинковані листи, тому що вони набагато краще пручаються появі іржі. Такий варіант покриття даху служить до п'ятнадцяти і більше років, а якщо ще й зробити фарбування (див. Чим пофарбувати дах: обираємо і робимо правильно), термін служби тільки збільшиться.

А дах буде красивішим і кориснішим:

Кольорові метали рідко фарбують.Тому що за правилами їх потрібно покривати лаковими рідинами, а не фарбувати.
Можна придбати лаки, які відрізняються багатофункціональністю та універсальністю застосування. Не слід забувати прочитати інструкцію, яка додається до кожної фарби. У ній написано про всі нюанси та правила застосування.
Також приділяємо увагу і де буде знаходиться пофарбована деталь. Якщо це буде вулиця, тоді треба придбати барвник для зовнішніх поверхонь. Якщо всередині приміщення, підійде барвник для внутрішніх поверхонь.
Якщо барвник піддаватиметься нагріванню, тоді варто звернути увагу на алкідні та олійні фарби., вони витримують нагрівання до 80 градусів. І якщо у вас фарбування листового металуна даху, цей варіант повністю підійде. Він витримає нагрівання від сонця. Також дані барвники підійдуть і для фарбування радіаторів опалення.
Якщо нагрівання буде вищим, тоді вам підійдуть термостійкі барвники..

Процес нанесення фарби

Насамперед треба підготувати робоче місце. Якщо фарба може зіпсувати деталі, які не піддаватимуться фарбуванню, тоді їх накриваємо папером або целофаном.

Якщо фарбування робиться металоконструкцій на висоті, тоді готуємо місце. Веди ви повинні вільно переміщатися. Фарбування металоконструкцій СНІП передбачає наступний порядок ведення робіт.

Підготовка металу перед фарбуванням

Як правильно фарбувати метал тепер розглянемо у деталях. Барвник повинен триматися довго і саме це залежить від якості підготовки базової площини. Для цього треба площину повністю очистити від зайвого, це іржа навіть.

Спершу необхідно очистити сміття з покриття. Потім слід очистити корозію і фарбу, що відпадає (див. Як змити фарбу без проблем), зручніше робити це скребком, наждачним папером або залізною губкою. Вимити брудні плями і жир, а також інші забруднення з пилу.
Не рекомендується застосовувати хімічні засоби, краще взяти звичайне мило. Далі вимити звичайною чистою водоюі залишити висихати. Якщо потрібно пофарбувати якесь велике і масивне предмет, то краще застосувати спеціальний пальник. Від вогню пальника обгорятиме фарба, а все, що не потрібно відпаде через продукти корозії та різниці значень термічного збільшення металів.
Як варіант можна використовувати перетворювач корозії, але це вже у безвихідних та запущених випадках. Це рідина, зроблена з додаванням фосфорної кислоти. Поверхню змазують даним розчином і залишають на недовгий час, головне не менше трьох годин, потім миють водою і сушать.
Для видалення барвників з раковин чудово підійде болгарка із металевою щіткою. Вона пролазить у будь-які отвори. Але іноді вона може частково "зализати" барвник. І залишки треба буде вже видалити болгаркою із заздрісним колом.

Увага: Бувають випадки, коли іржа зовсім не видаляється. Тоді не потрібно засмучуватися (якщо вам не треба зробити якісне та ідеально рівне покриття), а просто можна нанести фарбу на ту поверхню, якої змогли досягти. Але обов'язково фарба має бути з антикорозійними добавками.

Ґрунтовка металу

Після того, як поверхня ретельно очищена, необхідно провести ґрунтування. Грунтовка, це захист від довкілля, а також використовується як перетворювач корозії. Також грунтування створює хорошу адгезію завершальному покриттю.

Ґрунтовки бувають різних видів. Інструкція на упаковці вам розповість, як і навіщо застосовується цей склад.

Для кольорових металів відмінно підійдуть ґрунтовки з гарною адгезією., а для чорних ґрунтовки з антикорозійним покриттям.
Способи нанесення ґрунтовки різні(наливання, нанесення валиком, розпилення, нанесення пензлем та багато інших). Вибирайте той, який вам найбільше підходить.
Перед нанесенням ґрунту обов'язково треба знежирити площину.. Для цього підійде практично будь-який розчинник.

Увага: При ґрунтуванні не варто допускати і патьоків. Якщо вони будуть, то барвник їх повторить.

Технологія фарбування металу

Тепер розглянемо, як пофарбувати метал та нанести барвник. Для початку потрібно випробувати фарбу на невеликій ділянці, залиште висохнути. Якщо вона добре лежатиме і виглядатиме, то можна продовжити головний процес фарбування.

Якщо поверхню вигнутої форми, рекомендується використовувати кисть. Чим складніша поверхня, тим шар фарби повинен бути тоншим. В основному фарбу наносять у два чи три шари, якщо зменшити товщину фарбування шару, то можна у п'ять чи шість шарів. Причому кожен наступний шар наноситься після повного висихання колишнього.
Інструмент фарбування має важливе значення. Вище вже було написано, як рекомендується правильно вибирати фарбувальний інструмент.
Якщо поверхня маленька або потрібно підфарбувати невелику ділянку, ідеально підійде балончик. З нього фарба наноситиметься тоненьким шаром, рекомендується наносити лише на відстані близько двадцяти сантиметрів. У такому способі фарбування повинно бути не менше чотирьох шарів. Після кожного шару потрібно почекати двадцять хвилин.

Валік краще застосовувати при фарбуванні рівних та значних поверхонь. Коли використовуєте валик, потрібно розбавляти фарбу на десять відсотків розчинником. Краєчки можна підфарбовувати пензлем. При фарбуванні валиком достатньо два або три шари. · В ідеалі витримувати між фарбуванням двох шарів потрібно почекати тридцять хвилин, але не більше трьох годин, інакше фарба затвердіє. Якщо фарба затвердіє, то фарбувати далі не можна, можна буде приблизно через місяць або два. Товщина всіх шарів має бути більше однієї десятої міліметра.

Якщо ви хочете якісно нанести покриття і надати йому красивого і сучасного вигляду, прислухайтеся до цих порад.

Що таке порошкове фарбування

Порошкове фарбування, це процес сухого оздоблення. З'явився цей вид в Америці понад п'ятдесят років тому і в результаті миттєво поширився по всій земній кулі.

Цей вид фарбування металу уславився своїми перевагами. Предмети пофарбовані за допомогою процесу сухого оздоблення, стають найбільш міцними і довше служать, та й відповідно красивіше.

Також порошкове фарбування, що використовується в захисних цілях і при декоративного оздоблення, існує у величезній кольоровій гамі.

Переваги порошкового фарбування:

Наноситься в один шар. Це гідність тому, що рідкі фарби необхідно наносити більше двох і трьох шарів.
Порошкова фарба допомагає позбутися іржі. · Відмінно підходить для покриття металевих прикрас.
Використання цієї фарби економічно. Фарбу можна переробити назад на порошок і використовувати ще раз. Так само в домашніх умовах для цього не потрібен професіонал, тому що фарбування елементарне. І ще добрий фактор, це те, що не потрібен розчинник.
Такі фарби не потребують розведення, і їх не потрібно доводити до певної в'язкості. Їх можна використовувати у звичайному вигляді.
Для фарбування потрібна менша кількість помічників.
Якість такої фарби краща, покриття на багато років, а поверхня з такою фарбою має найкращі властивості в експлуатації.
Екологічність, що важливо. У складі немає шкідливих органічних речовин. Речовина майже не спалахує. Фарба не має токсичних запахів.

Як наноситься порошкове фарбування

Порошкове фарбування під метал наноситься в три етапи:

Підготовка поверхні. Це найважчий і найдовший процес. Його не вважають важливим, хоча саме від нього залежить якість покриття. Сюди входить очищення від бруду та захист від іржі. Очищення можливе хімічне або механічне.
Нанесення порошкової фарби. Після того, як поверхня очищена, предмет поміщається у спеціальну камеру, в якій наноситься порошкова фарба.
3-й укладальний етап, це полімеризація. Фарбу оплавляють, вона твердне і потім охолоджують. Затвердіння відбувається у спеціальній печі.

Увага: Щоб все вийшло рівномірно, необхідно підтримувати певну температуру в печі.

Далі поверхня охолоджується повітря. І фарбування завершено. Порошок, що використовується для фарбування, виготовляється на основі полімерних смол, з додаванням затверджувачів, різними пігментами та зовсім незрозумілими добавками. Усі складові перемішуються, охолоджуються і переробляються на однорідний порошок, схожий на борошно.
Наносити суміш ще можна з використанням спеціального пістолета (розпилювача). Частинки фарби проходять через пістолет, заряджаються зарядом і прилипають до поверхні, що фарбується (з протилежним зарядом). Обов'язково потрібно знежирити поверхню перед фарбуванням і провести хімічну обробку.
Коли порошкова фарба на поверхні виробу, що фарбується, його поміщають у спеціальну піч, де частинки фарби оплавляються і тверднуть. При фарбуванні великих предметів використовується спеціальна система. З її допомогою пофарбовані предмети легко переміщаються від одного етапу, на інший. Подаються вони на спеціальній каталці рейками або на підвісці. Ця система спрощує процес фарбування та підвищує продуктивність.

Увага: Порошковий барвник не так і дешево нанести, але він досить довговічний і ці ціни виправдані.

Як фарбувати метал, ти тепер знаєте. Є ще фарба «металік» вона використовується при фарбуванні машин. Але на цю тему є окрема стаття на нашому сайті, адже її нанесення є досить складним.

Відмінності у складі та технології використання , виділяють даний вид покриття в «особливий клас» щодо інших лакофарбових матеріалів. В даний час порошкове забарвлення металевих виробів набуло істотного поширення в промисловості, починаючи від літакобудування аж до випуску побутових товарів та приладдя.

Порошкове фарбування металевих виробів: технологія процесу та основні етапи

Технологічний процес порошкового фарбування поділяються на такі етапи:

підготовка поверхні, що фарбується;
нанесення фарби у вигляді порошку;
формування рідкої плівки за високої температури;
хімічне затвердіння плівкоутворювального матеріалу (при використанні термореактивних фарб);
остаточне формування покриття.

Підготовка поверхні

При підготовці поверхні, що фарбується слід враховувати, що необхідно забезпечити не тільки змочуваність з рідкою фазою плівкоутворювача, але і рівномірний розподіл порошкових матеріалів при напиленні. Приділяється увага як видалення всіляких поверхневих забруднень, і забезпечення поверхні необхідної шорсткості. Додатково до механічних способів підготовки поверхні можуть використовуватися і хімічні, такі як травлення або фосфатування.

Нанесення порошкових матеріалів

Порошкове фарбування металу здійснюється:

електростатичним напиленням;
зануренням у зважений шар електризованого порошку;
газополум'яним способом.

Завдяки своїй простоті та універсальності, найбільше застосування отримало нанесення фарби. електростатичним напиленням. Для плоских поверхонь можуть використовуватись спеціальні магнітні щітки-валики за технологіями, що використовуються в копіювальній техніці. Занурення в «киплячий шар»використовується на автоматичних лініях під час конвеєрного виробництва однотипних виробів. Газополум'яний спосібчерез надмірну нерівномірність шару і властивостей одержуваного покриття поширення не отримав. Існуюче плазмове напилення відрізняється застосуванням низькотемпературної плазми для нагрівання частинок та використанням інертного газу; обмежується використанням термостійких порошків при нанесенні тонких покриттів термостійкі матеріали.

Утримання та рівномірність розподілу на поверхні металевих виробів порошкових матеріалів забезпечуються за рахунок електростатичних сил взаємодії заряджених частинок фарби та «електронейтральної» поверхні. Перед напиленням частинки фарби в пістолеті отримують електричний заряд:

у полі коронарного заряду, створюваного електродом;
за рахунок тертя про поверхню обладнання.

Заряд частинок, як правило, негативний, величина заряду повинна відповідати оптимальному діапазону, що дозволяє утримувати частинки на поверхні до утворення рідкої плівки і не порушує технологію нанесення. Регулюється характеристиками електрода або швидкістю руху частинок при терті поверхню обладнання, площею і матеріалом поверхні.

При електростатичному напилюванні покриття однаково якісно формуються на горизонтальних та вертикальних поверхнях. Нульовий заряд металевого виробу забезпечується заземленням.

Формування рідкої плівки

Плівкоутворення відбувається при нагріванні порошкових матеріалів до в'язко-плинного стану, при цьому відбувається:

деформація та в'язкий перебіг матеріалу;
видалення повітря;
змочування рідким матеріалом поверхні підкладки.

При виробництві труб та металевого профілю використовується нанесення порошку в «киплячому шарі» на попередньо нагріті заготовки, процес формування рідкої плівки відбувається за рахунок акумульованого тепла або додаткового нагріву.

У разі використання термореактивних фарб при високотемпературній витримці додатково відбувається хімічне затвердіння рідкої плівки за рахунок полімеризації або поліконденсації плівкоутворювачів. Це подовжує час високотемпературної витримки, збільшує витрати і знижує продуктивність. Існують склади на основі термореактивних смол, прискорене затвердіння плівок яких відбувається при ультрафіолетовому опроміненні.

Остаточне формування покриття

Підсумкове формування плівки відбувається при охолодженні виробу. Умови можуть відрізнятися як швидкістю охолодження, і середовищем. Характеристики міцності покриття і сили адгезії, залежно від умов формування, може змінюватися на десятки відсотків. При цьому для різних видів полімерів практикується прискорене та уповільнене охолодження. Охолодження покриття в полімерних пластифікуючих середовищах може знизити внутрішні напруги покриття до нуля.

На відміну від термореактивних, термопластичні фарби дозволяють легко усувати дефекти покриття з використанням повторного спікання.

Широко використовується порошкове фарбування у будівельній промисловості при виробництві профілю зі сталі та алюмінію, виготовленні дверей, воріт та інших металоконструкцій. В автомобільній промисловості застосовується під час виробництва дисків коліс та інших деталей.

Незважаючи на складність колеровки, деякі виробники надають порошкові фарбидо 250 кольорів за таблицями RAL.

Процес підготовки металевих деталейдо фарбування

При фарбуванні металевих виробів порошковою фарбою як на промислових лініях, так і своїми руками в домашніх умовах необхідно дотримуватися таких рекомендацій:

Використовуйте порошкові матеріали перевірених виробників.
Без правильного заземлення металевого виробу порушується електростатичний механізм утримання та розподілу порошкових матеріалів на поверхні. Тому необхідно стежити за станом підвісних гачків, які забезпечують заземлення деталей. Слід передбачити технологічну операцію очищення гачків та контроль ланцюга заземлення.
Напилення порошкових матеріалів необхідно проводити мінімально необхідною кількістю повітря. Надмірна подача повітря призводить до:

перевитрати фарби;
підвищеного зносу обладнання;
порушення технології електризації частинок порошку;
зміни гранулометричного складу фарби;
погіршення видимості у фарбувальній камері.

Якісне покриття одержують при використанні повітря потрібної кондиції. При цьому слід приділяти увагу не тільки відсутності пилу, але й вмісту в повітрі вологи та олії. Необхідно використовувати відповідні фільтри до подачі повітряної суміші обладнання. У якісному повітрі:

розмір твердих частинок вбирається у 0,3 мкм;
точка роси вбирається у 4 °С (тобто. при 20 °З вологість трохи більше 35%);
вміст олії не більше 0,1 проміле.

При повторному використанні порошкових матеріалів враховується зміна вихідного складу, насамперед гранулометричного. Не слід перевищувати кількість добавок, що допускаються, регенерованих матеріалів у вихідні порошки. Ретельно гомогенізуйте суміш порошків перед використанням.
Не допускайте змішування фарби різних кольорів та видів. При переході на іншу фарбу необхідно ретельно очистити обладнання. Бажано мати для кожної використовуваної фарби окремі видаткові бункери та шланги.
Без підготовки поверхні не отримайте якісного покриття. При цьому слід враховувати призначення та умови експлуатації виробу. Раму велосипеда треба готувати трохи по-іншому, ніж елементи офісного столу. Недбала підготовка призводить до:

поверхневим дефектам покриття;
відшарування фарби;
передчасного руйнування покриття в агресивному середовищі.

Вартість вихідного порошку не визначає реальної економічності покриття. Потрібно враховувати:

витрати матеріалів на одиницю площі поверхні;
довговічність покриття;
стійкість до впливу шкідливих умов;
зовнішній вигляд.

Зважайте на умови зберігання порошкових матеріалів. Підвищена температура може знизити як технологічні характеристики порошку, і експлуатаційні властивості покриття. Використовувана тара має бути водонепроникною через високу гігроскопічність матеріалів. Зазвичай рекомендована температура у складі має перевищувати 25…28 °З, вологість трохи більше 50%.
Строго дотримуйтесь рекомендованої технології «спікання» порошку. Слід враховувати, що температура повітря у робочій зоні печі є непрямою характеристикою техпроцесу. Робота установки повинна забезпечувати рівномірне прогрівання металу виробу до оптимальних температур. Залежно від виду матеріалу та маси виробу оптимальна температура повітря та час витримки можуть змінюватись та відображаються в інструкції.
Своєчасно виконуйте технічні регламенти щодо підтримки працездатності обладнання ділянки. Профілактичне обслуговування, включаючи регулярне очищення, огляд, ремонт та заміну компонентів, є основою бездоганної роботи та отримання якісної продукції. Використовуйте запасні частини оригінальних виробників. Добре зарекомендувало себе обладнання компанії TESLA.

Техніка безпеки

Основними видами загрози при порошковому фарбуванні виробів є.

Якісне фарбування металу неможливе без його захисту від корозії. Проводячи повне очищенняповерхні, треба досягти відмінного зчеплення (адгезії) металу з емаллю.

Підготовка до фарбування

Процес фарбування включає такі операції:

підготовка поверхні;
знежирення;
ґрунтування;
нанесення емалі.

Видалити стару фарбу та іржу можна за допомогою наждакового паперу або металевої щітки. Пил і різні плями усуваються засобами для чищення або мильною водою.

Наша компанія виробляє фарбування всіляких металовиробів у Москві.Якщо її треба виконати на старих поверхнях, то перед цим потрібно якісно виконати попередні роботи, а то фарба прослужить короткий термін.

При перепадах температури вона відшаровуватиметься, а при попаданні вологи виникне внутрішня корозія. Важливо використовувати абразивне обладнання, що очищає метал.

Для кращого зчеплення з емаллю або ґрунтом необхідно перед забарвленням знежирити поверхню. На всіх конструкціях і деталях завжди присутні зовнішні забруднення, тому фарба буде:

скочуватися з металу;
або давати строкату плівку.

Фарбування конструкцій з металу вимагає ґрунтовки, їх поверхня перед цим повинна бути чистою та сухою. Фахівці рекомендують перед фарбуванням провести обробку поверхні перетворювачем іржі, він створює покриття. Ці фарби в порівнянні з масляними:

еластичні;
високої якості.

Проте їхня ціна вища. Матеріали для обробки поверхонь створюються з урахуванням умов експлуатації.

Види металів, що фарбуються.

До кожного виду металу, щоб його фарбування збереглося довгий час, треба підібрати відповідну фарбу.

Найбільш поширеним є чорне залізо. Його поверхню фарбують олійною фарбою, іноді застосовують алкідну. Щоб не з'являлася крізь фарбу іржа, потрібно поверхню обробити грунтовкою алкіду, в її складі повинні обов'язково бути з'єднання цинку.

Як правило, кольорові метали покривають лаком:

поліуретановим;
епоксидним.

Оцинкована покрівля прослужить удвічі довше при нанесенні на неї алкідної емалі. Погано зроблена очищення зведе нанівець фарбування. Ми надаємо послуги з фарбування всіх видів металевих поверхонь. Зверніться до нас і ви будете задоволені виконаною роботою.

Виконання ґрунтування

Слідом за очищенням очікується ґрунтування поверхні, що необхідно для якісного фарбування. Грунтовка є посередником між металом та фарбою, захисником від іржі. Наноситься вона:

розпорошенням;
валиком;
пензлем.

Під кожен вид металу підбирається призначений тип грунтовки.

Фарбування металу - методика

Найкраще перед початком пофарбувати невелику ділянку, почекати поки вона висохне, якщо вам сподобається, то приступити до фарбування всієї поверхні.

Наносити фарбу над валиком, важкодоступні місцяфарбувати пензлем. Фарбування металу виконується у три шари. Наступний шар наноситься не раніше 30 хвилин після закінчення його фарбування, і пізніше 3 годин висихання.

На сьогоднішній день одним із найпопулярніших способів фарбування є порошкове фарбування металу. Перед фарбуванням поверхня виробу піддається спеціальної обробки. Слідом за цим пульверизатором на неї наноситься полімерне покриття. Воно представлене у вигляді порошку. Він здатний щільно прилипати до поверхні. Для надання пофарбованим металевим виробам найбільшої якості та довговічності, вони у спеціальній камері піддаються високотемпературній обробці.

Неправильно пофарбовані металеві вироби або нефарбовані зовсім зрештою обійдуться вам набагато дорожче заощаджених коштів. Наша компанія пропонує до ваших послуг на замовлення фарбування будь-яких металевих поверхонь.

Про полімерних покриттяхСьогодні чули багато, але не багато хто знає, як відбувається процес нанесення, особливо якщо врахувати, що це не звичні всім рідкі фарби, а порошок, який розпорошується на метал під впливом електрики. У цій статті ми розповімо про те, що таке порошкове забарвлення металевих виробів і як це відбувається на великих виробництвах і маленьких приватних цехах.

Склад полімерного порошку – це складна хімічна формула, де немає сенсу зупинятися у цій статті. Скажімо, простіше – це термостійкий, електрозаряджений порошок для фарбування металу, що не вимагає розчинення в активних розчинниках.

Сьогодні цей барвник все частіше використовують для фарбування автомобілів та їх окремих деталей, які найбільше піддаються негативному впливу.

Цікаво! Забарвлення металу порошковою фарбою - задоволення не з дешевих, і після проведення всіх робіт ціна виробу може піднятися в кілька разів.

Теоретично, порошкове фарбування металу може проводитися і в умовах гаража або міні-цеху, але без покупки спеціалізованого обладнання тут не обійтися.

Як ми вже говорили вище, забарвлення відбувається під дією електрики, тобто, фарборозпилювач повинен не тільки видувати порошок через сопло, що саме по собі завдання нездійсненне для простих інструментів, а й заряджати фарбу позитивним зарядом енергії. Причому і фарбований виріб у свою чергу, має бути під напругою, але мати негативний заряд, в народі званий «маса».

Саме така технологія дозволяє непросто пофарбувати виріб з металу, а й впровадити пігмент, що фарбує, в молекулярну структуру. Якщо ж говорити про переваги такого способу фарбування, то перераховувати їх доведеться дуже довго.

Тому ми зупинимося лише на найістотніших, які безпосередньо пов'язані з якістю покриття:

Висока адгезія з будь-якими металевими поверхнями.
Стійкість навіть до суттєвих температурних перепадів.
Повна нечутливість до вологи та появи корозії.
Еластичність та стійкість до механічних пошкоджень.Виріб, покритий порошковим полімером, при деформації не втрачає шар фарби, що викривляється формою ушкодження.
Текстура порошкової фарби здатна перекрити невеликі вади поверхні виробу.
Порошкова фарба є не лише декоративним покриттям., а й повноцінним додатковим захистом виробу від різноманітних впливів як природних, і механічних.

Звичайно, цю фарбу не можна назвати ідеальним покриттям, що не має недоліків, але вони пов'язані з технічною стороною питання, тобто нанесенням і видаленням:

Якщо в процесі фарбування було допущено вади, згодом їх буде дуже складно видалити.
Як правило, порошкові полімери наносяться в три шари, що природно позначається на вартості та швидкості нанесення.
Як уже говорилося вище, для нанесення порошкової фарби знадобиться спеціальне обладнання, обійтися без якого не вийде. Тому, якщо потрібно пофарбувати один виріб, робити це самостійно нерентабельно.
Незважаючи на те, що порошкова фарба практично не розтікається в процесі нанесення, інструкція по роботі з нею передбачає наявність певного досвіду та твердості руки.
Можливе лише порошкове фарбування металовиробів, оскільки інші матеріали не пропускають струм, а отже, і результату не буде.

Як видно, співвідношення позитивних і негативних якостейу порошкової фарби практично однакове, але, не дивлячись на це, її популярність зростає рік у рік.

Процес фарбування

Незважаючи на досить високу вартість, порошкові фарби по металу, мають одну цікаву особливість, а саме, мінімальні втрати під час фарбування. Актуально це як великих заводських цехів, оснащених усім необхідним устаткуванням, так роботи своїми руками, коли фарба наноситься над спеціальної герметичної камері, а гаражі чи іншому невеликому приміщенні.

Секрет у тому, що незважаючи на досить високий тиск, який видає компресор, порошок видмухується з фарбопульта дуже повільно, і фарбування відбувається на близькій відстані від металу, що виключає випаровування фарби в різні боки. Якщо ж говорити про спеціалізовані цехи, то тут порошкове фарбування металоконструкцій проводиться в герметичних камерах, зі спеціальною вентиляцією та системою фільтрів.

Фільтри в даному випадку виконують дві функції:

Не дозволяють проникати всередину камери дрібним частинкам пилу та летючого сміття.
Уловлюють частинки фарби, які не вступили в контакт з виробом, і зберігають їх для подальшого використання.

Важливо! Виробляючи фарбування в самостійно виготовленому цеху, потрібно подбати про повну стерильність і герметичність, тому що частинки пилу, що літають в повітрі, здатні не тільки зіпсувати зовнішній вигляд виробу, але і порушити адгезію барвника з металом.

А наочно зрозуміти весь процес роботи з полімерними порошковими барвниками, можна переглянути відео в цій статті.

Полімеризація

Ще однією особливістю порошкових барвників є те, що після нанесення їм необхідна полімеризація, яка проходить в ще одній камері під впливом високих температур.

Причому рівень температури залежить від того, який шар барвника полімеризується:

Шар ґрунту- Полімеризація при 160 градусах протягом 15 хвилин.
Шар фарби– полімеризація при 180-190 градусах протягом 20 хвилин.
Поверхневий, декоративний шар лаку- Полімеризація при 200 градусів протягом півгодини.

Термічна обробка необхідна для порошкових барвників, оскільки вони розплавляються і ще щільніше схоплюються металом. Ще один плюс процесу полімеризації - це те, що в період розплавлення, фарба розтікається по всьому виробу і проникає в ті місця, куди не зміг проникнути фарборозпилювач.

Сама камера є герметичний відсік, оснащений автоматикою і термопарами, яких має бути не менше двох. Так як одна вимірює температуру внизу камери, а друга вгорі. Датчики та автоматика аналізують обидва показники та видають середній рівень прогріву.

Крім цього автоматика контролює зростання температури та утримує її на необхідному рівні протягом заданого часу.

До речі, камеру полімеризації цілком можна побудувати самостійно (див. Робимо піч для порошкового фарбування своїми руками), для цього необхідно мати деякі знання в електриці, щоб розрахувати і встановити нагрівальні елементи. А так само вміти звертатися зі зварювальним апаратом, щоб спорудити каркас.

Важливо! Використовувати одну камеру для фарбування та полімеризації, категорично не рекомендується, так як фарба, що осідає на стінах, вступить у контакт з металом і створить ізоляцію стін, в результаті чого температура на датчиках значно відрізнятиметься від тієї, яка реально є в камері.

Забарвлений виріб поміщається в камеру полімеризації після нанесення кожного шару і витримується необхідний час, після чого нагрівачі відключають і дають камері охолонути до температури приблизно 100 градусів, після чого виймається виріб і остаточне охолодження відбувається вже при кімнатній температурі. Після цього можна переходити до наступного шару фарби або декоративного лаку.

Підведемо підсумки

Як видно, процес роботи з порошковими полімерними фарбами досить складний і трудомісткий, але враховуючи всі позитивні характеристики такого покриття, можна компенсувати велику частинувитрат, так як пофарбований виріб не тільки набуває оригінального зовнішнього вигляду, а й отримує додаткову антикорозійний захист, Якою не зможуть похвалитися жодні інші види фарб.