На первый взгляд, технология нанесения порошковой краски не содержит никаких секретов, из-за которых одни окрашивают лучше, а другие – хуже. Дело даже не в профессиональных навыках, отшлифованных годами работы. Мы часто забываем, что существует несколько принципов, которые следует придерживаться, чтобы получать хорошее покрытие.
Рассмотрим причины появления дефектов на готовом покрытии.
К сожалению, если поверхность детали выкрашена некачественно, то главное подозрение приходится на порошковую краску. Надо признать, что это кратчайший путь. Конечно, существуют случаи, когда это утверждение является правдой, но, подходя к проблеме с точки зрения статистики, мы видим, что это не так.
Есть несколько проблем с качеством покрытия, которые ассоциируются со свойствами порошковой краски и покрытий на их основе. К ним относятся:
- Плохое нанесение порошка на детали. Это вызвано, прежде всего, неисправностью оборудования для напыления, недостаточным его заземлением или полным его отсутствием.
- Неравномерная толщина покрытия – прежде всего связана с выбором несоответствующего режима напыления, а точнее – подачей порошка.
- Плохая адгезия покрытия – результат неудовлетворительной подготовки поверхности.
- Загрязнение порошковой краски почти во всех случаях связано с неправильным хранением краски, использованием загрязненного оборудования и окрашивающей камеры.
Если же будут исчерпаны все вышеприведенные причины образования дефектов, можно подозревать порошковую краску.
Однако первым шагом, в случае обнаружения дефектов покрытия, должен быть осмотр помещений, в котором производится покраска. Соблюдение порядка в покрасочном помещении и способ, которым ежедневно производиться уборка, оказывает значительное влияние на внешний вид покрытия.
Камеры напыления в принципе работают как пылесосы. Условием их правильной работы является постоянная подача воздуха через технологические отверстия внутрь камеры. Это обеспечивает содержание порошка в камере, но может также затягивать находящиеся в помещении мелкие загрязнения (см. фото 1). Особое значение приобретает проблема вентиляционных установок, расположенных снаружи помещений, работающих с загрязненным воздухом окружающей среды.
Во многих случаях окна и двери цеха открывают для понижения температуры внутри помещения. Это лучший способ для переноски мелких загрязнений (пилы растений, сажи, шерсти животных и др.) непосредственно на поверхность окрашиваемых изделий (см. фото 2).
Работая в окрасочном цехе, мы должны обращать внимание на несколько достаточно существенных причин, которые могут вызвать дефекты покрытия. К ним относятся:
- Применение персоналом перчаток и одежды, из которых легко отрываются волокна – они будут рано или поздно электризоваться, и оседать на поверхности окрашиваемых деталей (см. фото 3).
- Использование в покрасочном цехе смазок, шпатлевок, паст и средств по уходу за кожей в основе которых лежат силиконы – это средства с низким поверхностным натяжением, поэтому их попадание на поверхность перед покраской будет являться причиной образование так наз. "рыбьих глаз"
- Совместное использование помещения покрасочного цеха для проведения других технологических операций – это проведение в том же помещении механической обработки, сварки или даже покраски жидкими лакокрасочными материалами, что ухудшает качество наносимого покрытия.
- Несоответствующее расположение красок – они должны содержаться в выделенном помещении, так как в покрасочном цехе они будут причиной образования загрязнений и скопления пыли.
Проблемы, связанные с подготовкой поверхности детали
Несмотря на то, что мы больше обращаем внимание на визуальный вид покрытия, его основная функция – защита поверхности детали от коррозии. Для того чтобы защита была эффективной, полученный слой покрытия должен быть сплошным и герметичным. Однако на готовом порошковом покрытии возникают кратеры, которые являются результатом газообразования с поверхности деталей. Чаще всего это происходит с литыми деталями. Причиной такого дефекта является подогрев окрашенного элемента с целью отверждения порошковой краски, в результате чего высвобождаются газы, закрытые внутри детали. Проблемы газообразования наблюдаются также с деталями из стали.
Чаще всего средством для предупреждения газообразования является предварительный нагрев до температуры выше, чем необходимо для отверждения порошковой краски. Это очень энергоемкий и не всегда эффективный процесс. Очень трудно гарантировать, что при очередном нагреве, уже после напыления краски, газы снова не будут выделяться. Следующим доступным решением, помогающим преодолеть проблему, является применение модифицированных красок, содержащих компоненты, замедляющие момент формирования и затвердевания покрытия.
Однако применение этого решения не дает 100% результата при покрытии детали одним слоем краски. Если есть возможность применения двухслойного покрытия, то в виде грунта используют порошковую или жидкую краску. Такое решение очень эффективно, особенно в ситуации, когда другие способы не устраняют проблему.
Часто газы могут возникать из примесей поверхностного слоя, которые появляются в результате технологических процессов, предшествующих нанесению покрытия. В случае литья под давлением это могут быть антиадгезионные средства, предупреждающие прилипание отливок к прессформе (см. фото 4). Обработка стальных деталей механически при высокой температуре может быть причиной образования окалины. В случае изготовления деталей пластическим деформированием на поверхностном слое могут остаться следы смазки, графита, наполнителя и т.п. Без этих компонентов не обойтись, но они могут стать препятствием для получения качественного порошкового покрытия.
В ситуациях, когда поверхность загрязнена разными примесями, помощь могут оказать химические средства, а если это не дает желаемого результата, рекомендуется механически очистить загрязненный слой до чистого металла.
Проблемы с нанесением краски
Как уже упоминалось, трудно найти в технологии порошковой покраски секреты, которые могут гарантировать получение лучших и более стойких покрытий. Процесс нанесения краски на поверхность детали подчинен четким правилам, а ключевыми элементами, оказывающими влияние на образование дефектов готового покрытия, являются:
- Проблемы электростатической зарядки краски или заземления детали;
- Неравномерная и неоднородная подача порошковой краски;
- Различные загрязнения, возникающие из-за ошибок в процессе нанесения краски.
Основной причиной дефектов покрытия является проблема электростатической зарядки краски. Эффективность процесса напыления зависит прежде всего от производительности зарядки и рассчитывается в процентах, как отношение количества частиц краски, оседающих на детали к общему количеству краски.
Большинство электростатических напылителей, доступных на рынке, не испытывают проблем с зарядкой порошковой краски. Более опасно, когда заряд слишком велик по отношению к оптимальному заряду, рассчитанному по технологии. Результатом этого является обратная ионизация. Слишком большой заряд вызывает ионизацию воздуха и частиц краски, в результате чего на поверхности детали можно наблюдать так называемую "апельсиновую корку" вместо ровной и гладкой поверхности.
В некоторых случаях не удается получить хорошее покрытие требуемой толщины из-за плохого заземления. Эффект "Клетки Фарадея" также можно отнести к проблемам зарядки порошковой краски. Проникновение напыляемого порошка в углубление поверхности детали является ограниченным свойствами электромагнитного поля, поскольку насыщенность электрического поля возрастает обратно пропорционально расстоянию между ним и заземлением. Порошок в этом случае оседает лучше на кромках отверстий, но тяжело проникает внутрь. В результате на поверхности в одних местах образуются просветы, а в других краска почти стекает, образуя наплывы во время отверждения.
Поддержание оптимального режима окрашивания, а точнее подача порошковой краски в распылителях стала горячей темой из-за исчерпания технических решений для систем подачи. За последние десятилетия доминируют эжекторные системы подачи, ставшие практически стандартом. Большинство дефектов готового покрытия возникают именно из-за трудностей добиться стабильной подачи порошка с помощью эжекторов. Они возникают главным образом из-за:
- Неравномерную или пульсирующую подачу;
- Зарядки и спекания порошка в шлангах подачи;
- Загрязнение краски.
Эжекторные системы подачи краски требуют большого количества сжатого воздуха и значительной скорости прохождения краски в шлангах – 20 м/с. Состояние каждого из элементов эжекторной системы напыления оказывает существенное влияние на равномерность подачи, поэтому есть необходимость постоянно проверять состояние сопел эжекторов, шлангов подачи порошка, их длину и способ укладки. Нетрудно предвидеть какое это влияние имеет на качество наносимого покрытия.
Во многих покрасочных цехах, избегая дефекта неравномерного нанесения краски, красят слишком толстым слоем, расходуя неоправданно много краски, а это ведет к перерасходу финансовых средств.
Большая скорость подачи краски в эжекторных системах является причиной зарядки порошка во время его транспортировки, что в свою очередь ведет к образованию агломератов. В результате спекания частичек краски осаждаются на стенки трубопроводов и шланги подачи порошка. Эффективность прохождения воздуха по шлангам снижается, что дополнительно увеличивает риск залегание краски.
Нетрудно предвидеть, что часть агломератов, которые осели в шлангах со временем, будут отрываться и напылятся на покрываемый элемент. Если это будут крупные частицы, они залягут на дне покрасочной камеры, а легкие могут остаться на поверхности в виде брака покрытия.
Очередной причиной образования дефектов покрытия является загрязнение краски. Это происходит тогда, когда заправляют краски другого цвета, не очистивши заправочной камеры. Следует помнить, что разные краски содержат много добавок могущих реагировать друг с другом в неконтролируемый способ. Здесь речь не идет о загрязнение, например белой краски черной, а об изменении свойств наносимого продукта через видимые следы загрязнения продуктом, который применялся раньше. Такая ситуация встречается часто при чем причиной возникновения дефекта ошибочно считают плохое качество краски.
Львиная доля дефектов покрытий была устранена через внедрение в производство для подачи порошковой краски насосов DDF. Стабильная подача краски при снижении скорости прохождения дает возможность значительно улучшить контроль процессов напыления.
Отверждения покрытия
Последним этапом формовки покрытия является его отверждение, в процессе которого могут возникать дефекты. Неправильное отверждение порошковой краски может быть причиной:
- Плохой адгезии покрытия;
- Плохих механических свойств и небольшой химической стойкости покрытия;
- Получение плохого визуального эффекта покрытия.
Чтобы получить покрытие, обладающее хорошими механическими и химическими свойствами, важно его правильное формование и отверждение. Каждый из производителей красок на упаковке размещает информацию о параметрах температуры и времени отверждения, необходимых для получения желаемых параметров покрытия. Эти требования следует выполнять и помнить, что вся информация о температуре отвердения краски касается температуры на поверхности изделия, а не температуры нагревателя. Поэтому так важно, какую теплоемкость имеет деталь, то есть сколько времени понадобится для ее нагревания до начала отверждения порошка. Это имеет значение при фиксации покрытия на деталях с разной толщиной стен. Время нахождения детали в печи должно учитывать нагрев тончайших стенок. В противном случае будут проблемы.
См. другие статьи о дефектах порошкового покрытия:
Статья переведена и редактирована из журнала:
Andrzej Jelonek “Najczęstsze przyczyny powstawania wad gotowej powłoki” / Lakiernictwo przemysłowe Nr 2(52)/2008. https://www.lakiernictwo.net/
RU 
UA