Технологический процесс нанесения лакокрасочных покрытий

В зависимости от масштаба и вида производства окрасочные работы сосредоточены в одном или нескольких местах. Это вызва­но необходимостью предохранить готовые детали от появления на них коррозионных разрушений при их перемещении и хранении. При такой организации производства окрасочные работы выпол­няют на участках (или в окрасочных отделениях).

Принятую технологию окрашивания отражают в маршрутных картах технологических процессов, которые разрабатываются для отдельных видов изделий. В картах указываются все стадии процес­са окрашивания, применяемые материалы, нормы расхода этих материалов, режим сушки и некоторые другие показатели.

Выбор способа окрашивания зависит от ряда условий, напри­мер от требований, предъявляемых к покрытию (класс покрытия), от вида применяемых лакокрасочных материалов, конфигурации и размеров изделий, масштаба и вида производства. При окраши­вании изделий могут применять несколько способов. В каждом кон­кретном случае вопрос выбора способа окрашивания решается возможностью производства и экономической целесообразностью.

Технологический процесс окрашивания складывается из сле­дующих основных операций: подготовки поверхности, грунтова­ния, шпатлевания, нанесения покрывных материалов (краски, эмали, лака) и сушки покрытий.

Приготовление окрасочных материалов. Перед употреблением ок­расочные материалы тщательно перемешивают электромеханичес­ким или вибрационным способом, процеживают и разбавляют соот­ветствующими растворителями до необходимой рабочей вязкости.

Подготовка поверхности детали к окраске производится с це­лью удаления различного рода загрязнений, влаги, коррозионных повреждений, старой краски и др. Примерно 90 % трудозатрат при­водится на подготовительные работы и только 10% — на окраши­вание и сушку. От качества подготовки поверхностей в значитель­ной степени зависит долговечность лакокрасочного покрытия.

Окрашиваемая поверхность в зависимости от применяемого способа ее очистки может иметь различную степень шероховатос­ти, отличающуюся размером выступов и глубиной впадин. Для обеспечения защиты металла от коррозии толщина слоя краски должна превышать выступающие на металле гребешки в 2... 3 раза. Подготовка поверхностей к окраске включает очистку деталей, обезжиривание, мойку и сушку. Очистка деталей от загрязнений производится механической обработкой (механическим инструмен­том, сухим абразивом, гидроабразивной очисткой и др.) или хи­мическим способом (обезжириванием, одновременным обезжи­риванием и травлением, фосфатированием и др.). Загрязнения не­жирового происхождения удаляются водой или щетками. Влажные поверхности протирают сухой ветошью.

В ремонтной практике применяют три способа удаления старой краски — это огневой, механический и химический.

При огневом способе старая краска выжигается с повер­хности детали пламенем газовой горелки или паяльной лампы (для удаления старой краски с деталей кузова и оперения этот способ применять не рекомендуется), а при механическом — с по­мощью щеток с механическим приводом, дробью и т.д. Хими­ческий способ удаления старой краски — это наиболее эф­фективный как по качеству, так и по производительности способ. Старую краску чаще всего удаляют органическими смывками (СД, АФТ-1, АФТ-8, СП-6, СП-7, СПС-1) и щелочными растворами (растворы едкого натра (каустика) с концентрацией 8... 10 г/л, смеси каустика с кальцинированной содой и т.д.). Последователь­ность удаления старой краски смывками: очистка от грязи, жира, мойка деталей или кузова; сушка после мойки; нанесение смывки на поверхность детали кузова кистью; выдержка 15... 30 мин (в зави­симости от марки смывки и вида материала покрытия) до полного вспучивания старой краски; удаление старой вспученной краски механическим способом (щетками, скребками и т.п.); промывка, обезжиривание поверхности уайт-спиритом или другими органи­ческими растворителями; сушка после промывки, обезжиривание.

Щелочные растворы используют для удаления старой краски в ваннах. Последовательность удаления старой краски: очистка от грязи, обезжиривание, промывка; сушка после промывки; погружение и выдержка в ванне со щелочным раствором (при температуре раст­вора 50...60°С); нейтрализация в ванне с раствором фосфорной кислоты с концентрацией 8,5...9,0 г/л фосфорной кислоты (при концентрации 10 г/л каустика в щелочной ванне) или 5...6 г/л фосфорной кислоты в кислотной ванне (при концентрации 10 г/л кальцинированной соды в щелочной ванне); промывка в ванне с проточной водой при температуре 50...70°С; сушка после промывки.

После удаления старой краски и продуктов коррозии проводят операции обезжиривания, травления, фосфатирования и пасси­вирования.

Детали из черных металлов, никеля, меди обезжиривают в щелочных растворах. Изделия из олова, свинца, алюминия, цинка и их сплавов обезжиривают в растворах солей с меньшей свободной щелочностью (углекислый или фосфорный натрий, углекислый калий, жидкое стекло).

Травление — очистка металлических деталей от коррозии в растворах кислот, кислых солей или щелочей. На практике опера­ми травления и обезжиривания совмещают.

Фосфатирование — процесс химической обработки стальных деталей для получения на их поверхности слоя фосфорнокислых соединений, не растворимого в воде. Этот слой увеличивает рок службы лакокрасочного покрытия, улучшает сцепление их с металлом и замедляет развитие коррозии в местах нарушения лакокрасочной пленки. Детали кузова и кабины подлежат фосфатированию в обязательном порядке.

Пассивирование необходимо для повышения коррозионной стойкости лакокрасочного покрытия, нанесенного на фосфатную пленку. Ее проводят в ваннах, струйных камерах или нане­сением раствора двухромовокислого калия или двухромовокислого натрия (3...5 г/л) волосяными щетками при температуре 70...80°С продолжительностью обработки 1...3 мин.

Перед нанесением лакокрасочного покрытия поверхность изде­лий должна быть сухой. Наличие влаги под пленкой краски исключает хорошую ее сцепляемость и вызывает коррозию металла. Сушка обыч­но производится воздухом, нагретым до температуры 115...125°С, в течение 1... 3 мин до удаления видимых следов влаги.

Процесс окрашивания должен быть организован так, чтобы после подготовки поверхности она сразу же была загрунтована, так как при больших перерывах между окончанием подготовки и грунтованием, особенно черных металлов, поверхность окисляет­ся и загрязняется.

Грунтование. Применение той или иной грунтовки определяется в основном видом защищаемого материала, условиями эксплуатации, а также маркой наносимых покрывных эмалей, красок и возмо­жностью применения горячей сушки. Сцепление (адгезия) грунто­вочного слоя с поверхностью определяется качеством ее подготовки. Грунтовку нельзя наносить толстым слоем. Ее наносят равно­мерным слоем толщиной 12...20 мкм, а фосфатирующие грунтов­ки — толщиной 5...8 мкм. Нанесение грунтовок производят всеми описанными ранее способами. Для получения грунтовочного слоя с хорошими защитными свойствами, не разрушающегося при на­несении шпатлевки или эмали, его необходимо высушить, но не пересушивать. Режим сушки грунтовки указан в нормативно-тех­нической документации, по которой производят окрашивание дан­ных изделий. При пересушке необратимых грунтовок (феноломасляных, алкидных, эпоксидных и др.) резко ухудшается сцепление с ними наносимых покрывных эмалей, особенно быстро сохнущих.

Шпатлевание. На поверхностях деталей могут быть вмятины, небольшие углубления, раковины, несплошность в местах стыков, царапины и другие дефекты, которые заделывают нанесением на поверхность шпатлевки. Шпатлевка способствует значительному улучшению внешнего вида покрытий, но так как содержит боль­шое количество наполнителей и пигментов, то ухудшает механи­ческие свойства, эластичность и вибростойкость покрытий.

Шпатлевание применяют в тех случаях, когда другими метода­ми (подготовкой, грунтованием и др.) невозможно удалить де­фекты поверхностей.

Выравнивание поверхностей производят несколькими тонки­ми слоями. Нанесение каждого последующего слоя выполняют толь­ко после полного высыхания предыдущего. Общая толщина быст­росохнущих шпатлевок не должна быть более 0,5...0,6 мм. Эпок­сидные шпатлевки, не содержащие растворителей, допускается наносить толщиной до 3 мм. При нанесении шпатлевки толстыми слоями высыхание ее протекает неравномерно, что приводит к растрескиванию шпатлевки и отслаиванию окрасочного слоя.

Шпатлевку наносят на предварительно загрунтованную и хоро­шо просушенную поверхность. Для улучшения сцепления с грун­товкой проводят обработку загрунтованной поверхности шлифо­вальной шкуркой с последующим удалением продуктов зачистки. Сначала проводят шпатлевание наиболее значительных углубле­ний и неровностей, затем шпатлевку сушат и обрабатывают шкур­кой, после чего производят шпатлевание всей поверхности.

Шпатлевку наносят на поверхность методом пневматического рас­пыления, механическим или ручным шпателем. Зашпатлеванную поверхность после высыхания шпатлевки тщательно шлифуют.

Шлифование. Для удаления с зашпатлеванной поверхности шеро­ховатостей, неровностей, а также соринок, частиц пыли и других дефектов производят шлифование. Для шлифования применяют раз­личные абразивные материалы в порошкообразном виде или в виде абразивных шкурок и лент на бумажной и тканевой основе. Шлифо­вать можно только полностью высохшие слои покрытия. Такой слой должен быть твердым, не сдираться при шлифовании, а абразив не должен сразу «засаливаться» от покрытия. Операцию шлифования проводят вручную или с помощью механизированного инструмента.

Используют шлифование «сухое» и «мокрое». В последнем слу­чае поверхность смачивают водой или каким-либо инертным раст­ворителем, шлифовальную шкурку также время от времени сма­чивают водой либо растворителем, промывая ее от загрязнения шлифовочной пылью. Вследствие этого уменьшается количество пыли, увеличивается срок службы шкурки и улучшается каче­ство шлифования.

Нанесение внешних слоев покрытий. После нанесения грунтовки и шпатлевки (если она необходима) наносят внешние слои по­крытия. Число слоев и выбор лакокрасочного материала определяются требованиями к внешнему виду и условиями, в которых из­делие будет эксплуатироваться.

Первый слой эмали по шпатлевке является «выявительным», его наносят более тонко, чем последующие. Выявительный слой служит для обнаружения дефектов на зашпатлеванной поверхности. Выяв­ленные дефекты устраняют быстросохнущими шпатлевками. Высу­шенные зашпатлеванные участки обрабатывают шкуркой и удаляют продукты зачистки. После устранения дефектов наносят несколько тонких слоев эмали. Нанесение эмалей производят распылителем.

Для получения покрытий хорошего качества с красивым вне­шним видом в участке (отделении) должно быть чисто, простор­но, много света; температура помещения должна поддерживаться в пределах 15...25°С при влажности не выше 75... 80%. Вытяжная вентиляция должна обеспечивать отсос паров растворителей, пре­пятствовать оседанию красочной пыли, которая сильно загрязня­ет поверхность и ухудшает внешний вид покрытия.

Каждый последующий слой эмали наносят на хорошо просу­шенный предыдущий слой и после устранения дефектов.

Последний слой покрытия полируют полировочной пастой для придания более красивого внешнего вида.

Полирование. Для придания всей окрашенной поверхности рав­номерного зеркального блеска производят полирование. Для этого используют специальные полировочные пасты (№ 291 и др.). По­лирование проводят небольшими участками. Эту операцию можно осуществлять вручную (фланелевым тампоном) или с помощью механических приспособлений.

Сушка. После нанесения каждого слоя лакокрасочных материа­лов проводится сушка. Она может быть естественной и искусствен­ной. Процессы естественной сушки ускоряют интенсивная солнеч­ная радиация и достаточная скорость ветра. Чаще всего естествен­ная сушка применяется для быстросохнущих лакокрасочных материалов. Основные способы искусственной сушки: конвекци­онная, терморадиационная, комбинированная.

Конвекционная сушка. Она выполняется в сушильных камерах потоком горячего воздуха. Тепло идет от верхнего слоя лакокрасочного покрытия к металлу изделия, образуя верхнюю корку, которая препятствует удалению летучих компонентов, и тем самым замедляется процесс сушки. Температура сушки в зави­симости от вида лакокрасочного покрытия колеблется в пределах 70... 140°С. Продолжительность сушки от 0,3...8 ч.

Терморадиационная сушка. Окрашенная деталь облу­чается инфракрасными лучами, а сушка начинается с поверхнос­ти металла, распространяясь к поверхности покрытия.

Комбинированная сушка (терморадиационно-конвекционная). Суть его состоит в том, что кроме облучения изделий инфракрасными лучами производится дополнительный нагрев го­рячим воздухом.

Перспективными методами сушки лакокрасочных покрытий яв­ляется ультрафиолетовое облучение и электронно-лучевая сушка.

Контроль качества окраски изделий. Контроль осуществляют вне­шним осмотром, измерениями толщины нанесенного слоя плен­ки и адгезионных свойств подготовленной поверхности.

Внешним осмотром выявляют наличие блеска покрытия, сор­ности, рисок, потеков и других дефектов окрашенной поверхнос­ти. На поверхности допускаются на 1 дм² площади не более 4 шт. соринок размерами не более 0,5х0,5 мм, незначительная шагрень, отдельные риски и штрихи. Лакокрасочное покрытие не должно иметь подтеков, волнистости и разнооттеночности.

Определение степени сушки лакокрасочных материалов по осаж­дению на поверхности пыли является наиболее распространен­ным на практике способом и заключается в испытании состояния высыхающей поверхности прикосновением пальца. Пробу паль­цем проводят каждые 15 мин, затем каждые 30 мин, субъективно определяя степень высыхания пленки. Принимают, что пленка освободилась от пыли, если при легком проведении пальцем на ней не остается следов. На высохшей от пыли пленке еще возмо­жен сильный отлип.

Степень практического высыхания наиболее просто и надежно можно определить отпечатком пальца. Пленка считается практи­чески высохшей, если при нажатии на нее пальцем (без особого усилия) она не дает отлипа и на ней не остается отпечатка.

Толщина лакокрасочной пленки без нарушения ее целостности определяется магнитным толщиномером ИТП-1, имеющим диа­пазон измерений 10...500 мкм. Действие прибора основано на из­мерении силы притяжения магнита к ферромагнитной подложке в зависимости от толщины немагнитной пленки.

Контроль адгезии (прилипаемости) покрытия к металлу вы­полняется методом решетчатого надреза. На внутренней поверхно­сти изделия делают 5...7 параллельных надрезов до основного ме­талла скальпелем по линейке на расстоянии 1 ...2 мм в зависимос­ти от толщины покрытия и столько же надрезов перпендикулярно. В результате образуется решетка из квадратов. Затем поверхность очищают кистью и оценивают по четырехбалльной системе. Пол­ное или частичное (более 35% площади) отслаивание покрытия соответствует четвертому баллу. Первый балл присваивают покры­тию, когда отслаивание его кусочков не наблюдается.