Покраска порошковой краской изделий из металла, правила нанесения. Особенности отверждения (полимеризация) полимерных покрытий Низкая твердость и абразивная стойкость покрытия

Порошковая покраска металла была изобретена еще в 60-х годах прошлого века и очень быстро получила широкое распространение. Связано это с множеством достоинств данной технологии, таких как экономичность, экологичность, привлекательный внешний вид покрытия.

Общие сведения

Итак, смысл данной технологии заключается в том, что на окрашиваемую поверхность напыляют полимерный порошковый краситель. Именно поэтому данный метод и получил такое название. После нанесения красителя, поверхность подвергается термической обработке, в результате чего порошок оплавляется и образует сплошную равномерную пленку.

Полученное данным способом покрытие обладает следующими свойствами:

Защитой от коррозии;
Хорошей адгезией к основанию;
Устойчивостью к перепадам температур;
Устойчивостью к механическим повреждениям, в том числе и ударопрочностью;
Влагостойкостью;
Устойчивостью к химическим воздействиям;
Отличными декоративными свойствами;
Долговечностью.

Совет!
Благодаря хорошей адгезии, данный способ является самым оптимальным вариантом покраски нержавеющей стали.

Отдельно следует сказать о декоративных свойствах такого покрытия, которое отличается разнообразностью цветов и фактур, что достигается путем использования различных добавок.

В частности порошковая окраска металла позволяет получить следующие типы поверхности:

Матовую;
Глянцевую;
Плоскую или объемную;
Имитирующую золото;
Имитирующую фактуру древесины;
Под мрамор;
Под серебро и пр.

Достоинства технологии порошковой покраски

Помимо возможности получения покрытия с высокими эксплуатационными качествами, данная технология обладает и рядом других преимуществ, таких как:

Возможность нанесения красящего состава одним слоем , что недопустимо при покраске жидкими лакокрасочными материалами.
Отсутствие необходимости использовать растворитель и контролировать вязкость материала.
Высокая экономичность красителя , так как порошок, который не осел на окрашиваемую поверхность, можно использовать повторно. Для этого напыление выполняют в специальной камере, которая позволяет собрать весь неизрасходованный порошок. В итоге, стоимость порошковой покраски металла ниже, чем нанесение ЛКП другими способами.
Процесс покраски занимает немного времени , причем, после нанесения краски, не надо ждать, пока она высохнет.
Экологическая безопасность , так как краситель не содержит токсичных органических соединений. В результате отсутствует необходимость использования мощных вентиляционных систем.
Технология нанесения красителя высоко автоматизированная , что упрощает процесс обучения работы с оборудованием.

Недостатки

Как и любая другая технология, окраска металла порошковой краской имеет некоторые недостатки:

Невозможно устранить локальные дефекты покрытия – в случае их возникновения, необходимо полностью перекрашивать поверхность.
Невозможность выполнения покраски своими руками, так как для этого требуется специальное оборудование и цеховые условия.
Габариты окрашиваемых поверхностей ограничены.
– разрешается использовать только порошковые краски по металлу от производителей.
Невозможно окрашивать детали, которые в дальнейшем будут подвергаться сварке, так как обгоревшие участки покрытия невозможно реставрировать.

Технология порошковой покраски

Подготовка основания

Предварительная обработка является наиболее продолжительным и трудоемким этапом покраски. Однако, ей необходимо уделять особое внимание, так как от подготовки зависит эластичность, стойкость и качество покрытия.

Подготовка детали к покраске заключается в удалении каких-либо загрязнений, обезжиривании поверхности, а также фосфатировании для улучшения адгезии и защиты металла от коррозии. Очистка обрабатываемой поверхности выполняется механическим или химическим способом.

Для удаления окислов, ржавчины и окалины, эффективным методом очистки является дробеструйная очистка. Реализуется они при помощи песка, стальных или чугунных гранул.

Под воздействием сжатого воздуха или центробежной силы эти частицы с большой скоростью подаются на обрабатываемую поверхность и оббивают ее.В результате окалина, ржавчина и другие виды загрязнения откалываются от металла, что значительно улучшает адгезию.

Химический способ очистки называется травлением.

В этом случае удаление ржавчины, окислов и других загрязнений, выполняется при помощи составов на основе следующих видов кислот:

Соляной;
Азотной;
Серной;
Фосфорной.

Преимущество травления перед абразивной очисткой заключается в большей производительности и простоте применения. Однако, после данной процедуры необходимо хорошо промывать поверхность. Соответственно, возникают затраты на использование дополнительных чистящих средств.

На фото — покраска небольшой детали

Нанесение краски

После завершения предварительной обработки металла, деталь помещается в специальную камеру, где выполняется напыление красящего порошка. Как уже было сказано выше, камера нужна для улавливания неиспользованного материала. Кроме того, она не допускает попадания частиц краски в помещение.

Подобные камеры оборудованы средствами очистки, такими как бункеры и вибросито, а также системами отсоса.

Надо сказать, что камеры бывают двух типов:

Проходные – для покраски крупногабаритных изделий;
Тупиковые – для покраски небольших предметов.

Кроме того, существуют автоматические модели, в которых покрытие наносится автоматическими пистолетами-манипуляторами. Конечно, цена такого оборудования наиболее высокая, однако, производительность его тоже значительно выше – порошковое покрытие в этом случае наносится буквально за считанные секунды.

Как правило, нанесение краски выполняется электростатическим способом, т.е. распыляется электростатически заряженный порошок, который обволакивает заземленную деталь и прилипает к ней. Само распыление происходит при помощи пневматического распылителя, который или просто пистолетом.

После напыления порошка, изделие перемещают в камеру-печь, где оно подвергается термической обработке. Под воздействием высокой температуры порошок переходит в вязко-текучее состояние, после чего оплавленные частицы образуют монолитный слой.

Обратите внимание!
Для получения качественного результата покрытия должна строго соблюдаться инструкция по эксплуатации оборудования.
Поэтому заниматься данной работой должен специалист.

Вывод

Порошковая покраска металлических поверхностей во многом более совершенная, чем покраска жидкими красками. Однако,в ряде случаев ее применение ограничено. К тому же, выполняться она может только с использование профессионального дорогостоящего оборудования, поэтому неприменима в домашних условиях.

Дополнительную информацию по данной теме можно получить из видео в этой статье.

Применение метода порошковой покраски сопряжено с вероятностью возникновения некоторых дефектов, появление которых довольно просто предотвратить.

Механические включения и «сорность»

Данные дефекты могут быть вызваны следующими причинами

Механические включения и «сорность». Нажмите на фото для увеличения.

Использование некачественной порошковой краски.
Загрязнение краски различными инородными включениями непосредственно в установке.

В первом случае рекомендуется производить проверку чистоты порошковой краски путем просеивания через специальное сито либо детального изучения ее состава под микроскопом. Так же можно нанести слой краски из используемой тары и изучить его на предмет нахождения посторонних примесей. При их обнаружении необходимо произвести замену краски.

В случае загрязнения краски инородными включениями следует проверить качество порошковой краски и в питателе установки, и в системе рекуперации. Наличие посторонних примесей свидетельствует о необходимости проведения прочистки установки и просеивания краски. Проверку на предмет отсутствия примесей рекомендуется производить еще и при подготовке окрашиваемой поверхности в процессе нанесения краски.

На появление «шагрени» при применении метода порошковой покраски оказывает влияние целый ряд потенциально возможных причин:

Превышение срока хранения порошковой краски.
Превышение максимально допустимой толщины покрытия.
Недостаточное время и температура отверждения.
Присутствие в краске крупнодисперсных фракций.

Дефект ЛКП - шагрень. Нажмите на фото для увеличения.

Дефекты, возникающие при порошковой покраске в результате описанных выше причин, устранить довольно просто. Проверка даты изготовления краски позволит проконтролировать превышение регламентированного срока хранения, а толщину покрытия можно отрегулировать путем уменьшения либо увеличения подачи порошка, напряжения либо времени нанесения краски.

Изучение соответствующих рекомендаций по соблюдению необходимого режима отверждения и измерение основных параметров (времени и температуры в камере полимеризации) позволит избежать появления «шагрени» на окрашиваемой поверхности. Дисперсность порошковой краски легко проверяется при помощи сита, оснащенного сеткой №01 (остаток на данной сетке превышает нормативные показатели на 0,5% - 1,0%).

Недостаточная толщина либо полное отсутствие покрытия в отдельных местах

Данные дефекты покраски могут возникнуть из-за различных факторов:

Недостаточная толщина либо полное отсутствие покрытия в отдельных местах. Нажмите на фото для увеличения.

сложная конфигурация окрашиваемых изделий;
повышенное напряжение;
близкое расположение окрашиваемых изделий («экранизация»);
некачественная подготовка поверхности (недостаточное обезжиривание).
Недостаточная «укрывистость» краски.

При окраске изделий, имеющих довольно сложную конфигурацию, необходимо уделить особое внимание на недостаточно прокрашенные участки и проверить толщину покрытия. Дефекты покраски, связанные с недостаточной толщиной покрытия, можно устранить путем понижения напряжения. Регулировка расположения распылителей, предварительный нагрев окрашиваемых изделий и применение трибостатики также способствуют более качественному нанесению порошковой краски на обладающие сложной конфигурацией поверхности.

В случаях когда близко расположенные по отношению друг к другу изделия «экранируют», достаточно просто увеличить на подвеске расстояние между ними. При возникновении «укрывистости» краски рекомендуется произвести замену порошковой композиции в случае, когда толщина покрытия соответствует нормативным показателям. Процессу обезжиривания следует уделять повышенное внимание, так как от качественного обезжиривания зависит срок эксплуатации нанесенного на изделие покрытия. Обезжиривание необходимо производить до тех пор, пока остаются характерные следы масляной пленки на поверхности изделия.

Дефект ЛКП - проколы. Нажмите на фото для увеличения.

К числу наиболее распространенных дефектов, возникающих при использовании порошковой краски, относятся проколы. Ниже представлен перечень предполагаемых причин возникновения проколов и мероприятий, предотвращающих их появление. Повышенная влажность, вызванная неправильными условиями транспортировки, хранения либо плохой упаковкой. Данную проблему предотвращает обыкновенная проверка влажности, осуществляемая сушкой навески 1 грамма краски при температуре 50°C в течение двух часов.

При показателе влажности, превышающем 1%, необходимо произвести замену краски либо произвести ее подсушку в специальном питателе. Подача в питатель влажного воздуха. Избежать данного явления, как и в предыдущем случае, поможет проверка влажности порошковой краски из питателя. В случае когда показатель влажности превышает 1%, следует произвести целый ряд специальных мероприятий: очистка сжатого воздуха, замена абсорбента, установка фильтра на магистрали. Недостаточное время сушки изделия после промывки водой (при подготовке поверхности). Нанесение краски на сухую поверхность, достигаемое за счет обеспечения необходимого качества сушки перед нанесением краски в камере окрашивания, позволяет избежать возникновения проколов.

Образование окислов при длительном взаимодействии с воздушной средой. Появление следов ржавчины на поверхности окрашенного изделия после длительного контакта с воздухом свидетельствует о том, что подготовка поверхности произведена не на должном уровне. Сокращение промежутка времени между подготовительными операциями позволяет избежать возникновения проколов. Газовыделение, свойственное толстостенным и литым изделиям. Для того чтобы получить нормальное покрытие после нанесения контрольной порошковой окраски, необходимо производить предварительный прогрев литых и толстостенных изделий.

На возникновение кратеров при покраске порошковой краской могут оказать влияние следующие факторы:

недостаточная очистка воздуха от масляных капель;
несоответствие краски техническим условиям;
недостаточная очистка установки либо случайное загрязнение.

Предотвратить появление кратеров довольно просто. В первом случае достаточно обеспечить нормальную очистку воздуха, путем своевременной замены абсорбента и установки фильтра на магистрали. При несоответствии порошковой краски техническим условиям необходимо произвести ее замену. Тщательная очистка установки так же позволяет избежать возникновения кратеров.

Появление пузырей в слое поверхности и на поверхности может быть вызвано целым рядом факторов:

нанесение толстого слоя краски, устраняемое путем уменьшения толщины напыления порошка;
недостаточное обезжиривание поверхности в труднодоступных местах (щели, сварные швы, отверстия). Качественная подготовка поверхности позволяет избежать появления пузырей;
некоторые дефекты окрашиваемого изделия (следы старой краски, газовыделение из литья), избавиться от которых позволяет предварительный прогрев и удаление старой краски.

Изменение цвета

Изменение цвета порошковой краски может вызвать неравномерное либо повышенное распределение температуры в печи (камере) поляризации или увеличенный промежуток времени, необходимый для полного отверждения покрытия. Данных дефектов можно избежать при помощи проведения контрольных замеров и последующего регулирования температуры в камере поляризации, а также путем проверки и установки (при необходимости) нормального времени поляризации.

Подтеки могут возникнуть из-за следующих факторов:
- увеличения значения давления воздуха на подачу краски (увеличенная концентрация «факела»);
- увеличения времени окрашивания и напряжения;
- увеличения температуры отверждения;
- повышенная способности краски к разливу.
Во избежание негативных последствий в первых двух случаях достаточно произвести регулировку основных параметров покраски: подачи краски, напряжения и времени напыления. Соответствие выбранного температурного режима рекомендованному способствует более качественному отверждению, а избежать появления подтеков позволит метод контрольной окраски в рекомендованном режиме. Если после данной процедуры подтеки не исчезнут, то следует заменить краску.

Трещины в виде мелкой сетки

Потенциально возможных причин появления данного дефекта всего две:
- недоотвержденное покрытие;
- неучтенная теплоемкость изделия.
Недоотвержденное покрытие является результатом несоответствия выбранного режима отверждения и рекомендаций. Данный дефект довольно просто предотвратить обыкновенной регулировкой. Теплоемкость изделия необходимо принимать во внимание при проведении контрольного напыления порошковой краски на листовую сталь. При удовлетворительном состоянии поверхности необходимо произвести увеличение времени отверждения поверхности изделия в камере полимеризации (с учетом прогрева изделия).

Волнистость и неравномерность толщины покрытия. Нажмите на фото для увеличения.

Дефекты, возникающие при использовании метода порошковой покраски, могут иметь ярко выраженный внешний вид – неравномерность толщины покрытия либо волнистость. Подобные дефекты могут быть вызваны ошибочным взаимным расположением пистолетов распылителей по отношению друг к другу, неправильным выбором сопла и нанесением покрытия малой толщины. На толщину наносимого покрытия оказывает влияние регулировка таких параметров окрашивания, как подача порошковой краски и время напыления.

Последствием неправильного подбора сопла и расположения пистолетов распылителей может быть волнистость поверхности либо большой разброс толщины покрытия (неравномерность). Данных дефектов можно избежать в результате проверки толщины покрытия, качественной регулировки расположения распылителей, правильного выбора сопла и подбора оптимального расположения изделия на подвеске в камере.

Смазанный рисунок

Основная причина появления данного дефекта – большой разброс покрытия по толщине. Чтобы не допустить появления смазанного рисунка необходимо произвести регулировку расположения распылителей и найти оптимальное расположение изделия на подвеске.

Газовые раковины

Высокая температура и завышенное время отверждения покрытия могут привести к образованию газовых раковин в порошковой окраске, появление которых поможет избежать проверка выбранных режимов на соответствие рекомендациям, контрольные замеры времени отверждения и температуры в печи, а также проверка качества обезжиривания.

В основе возникновения такой разновидности дефектов порошковой покраски, как низкая адгезия, лежат следующие факторы:

После нанесения порошковой краски изделие направляется на стадию формирования покрытия. Она включает оплавление слоя краски, последующее получение пленки покрытия, его отвержения и охлаждения. Оплавление и полимеризация происходят в специальной печи. Существует много разновидностей камер полимеризации, их конструкция может меняться в зависимости от условий и особенностей производства на конкретном предприятии. С виду печь представляет собой сушильный шкаф с электронной «начинкой». При помощи блока управления можно контролировать температурный режим печи, время окрашивания и настраивать таймер для автоматического отключения печи при завершении процесса. Источниками энергии для печей полимеризации могут служить электричество, природный газ и даже мазут.

Печи делятся на проходные и тупиковые, горизонтальные и вертикальные, одно- и многоходовые. Для тупиковых печей важным моментом является скорость подъема температуры. Этому требованию в наибольшей степени соответствуют печи с рециркуляцией воздуха. Камеры нанесения из диэлектриков с электропроводным покрытием обеспечивают равномерное распределение порошковой краски на поверхности детали, однако при неправильном использовании они могут накапливать электрические заряды и представлять опасность.

Оплавление и полимеризация происходит при температуре 150-220 °С в течение 15-30 минут, после чего порошковая краска образует пленку (полимеризуется). Основным требованием, предъявляемым к камерам полимеризации, является поддержание постоянной заданной температуры (в разных частях печи допускается разброс температуры не менее 5°С) для равномерного прогрева изделия.

При нагреве в печи изделия с нанесенным слоем порошковой краски частицы краски расплавляются, переходят в вязкое состояние и сливаются в непрерывную пленку, при этом вытесняя воздух, находившийся в слое порошковой краски. Часть воздуха может все же оставаться в пленке, образовывая поры, ухудшающие качество покрытия. Для избежания появления пор окраску следует проводить при температуре, превышающей температуру плавления краски, а покрытие наносить тонким слоем.

При дальнейшем нагревании изделия краска глубоко проникает в поверхность и затем отвержается. На этом этапе формируется покрытие с заданными характеристиками структуры, внешнего вида, прочности, защитных свойств и т.д.

При окраске больших металлических деталей температура их поверхности поднимается значительно медленнее, чем у тонкостенных изделий, поэтому покрытие не успевает полностью затвердеть, в результате чего снижается его прочность и адгезия. В этом случае деталь предварительно нагревают или увеличивают время его отвержения.

Отвержение рекомендуется производить при более низких температурах и в течение более продолжительного периода времени. При таком режиме снижается вероятность возникновения дефектов, и улучшаются механические свойства покрытия.

На время получения необходимой температуры на поверхности изделия влияют масса изделия и свойства материала, из которого изготовлена деталь.

После отвержения поверхность подвергается охлаждению, которое обеспечивается за счет удлинения конвейерной цепи. Также для этой цели используются специальные камеры охлаждения, которые могут являться частью печи отвержения.

Соответствующий режим для формирования покрытия необходимо подбирать с учетом вида порошковой краски, особенностей окрашиваемого изделия, типа печи т.д. Необходимо помнить, что для нанесения порошкового покрытия решающую роль играет температура, особенно при нанесении покрытия на термостойкие пластмассы или изделия из древесины.

Есть четыре основных процесса порошковой покраски покрытий: электростатическое распыление, способ нанесения с помощью потока воздуха (fluidized bed), электростатическое распыление с помощью воздушного потока (electrostatic fluidized bed) и нанесение с помощью пламени (flame spray).

Электростатическое распыление – наиболее популярный на сегодняшний день метод порошковой покраски. Для всех прикладных методов, подготовка поверхности (то есть, очистка и конверсионное покрытие) должна создавать хорошую основу для нанесения покрытия. Поверхность должна быть подготовлена соответствующим образом.

Особенности четырех различных методов порошкового покрытия:

В процессе электростатического распыления сухие порошковые частицы приобретают электрический заряд, в то время как окрашиваемая поверхность электрически нейтральна. Заряженный порошок и нейтральная рабочая область создают электростатическое поле, которое притягивает сухие частицы краски к поверхности. Попадая на окрашиваемую поверхность, порошковое покрытие сохраняет свой заряд, который удерживает порошок на поверхности. Окрашенная таким образом поверхность помещается в специальную печь, где частицы краски тают и впитываются поверхностью, постепенно теряя свой заряд.
Второй метод нанесения предусматривает, что порошковые частицы краски удерживаются во взвешенном состоянии с помощью потока воздуха. Вступая в контакт с предварительно разогретой окрашиваемой поверхностью, эти частички тают и прочно удерживаются на ее поверхности. Толщина порошкового покрытия зависит от температуры, степени нагрева поверхности, а также от длительности контакта с порошковыми частицами. При нанесении покрытий из термопластика последующее нагревание в большинстве обычно не требуется. Однако для полного затвердевания порошкового покрытия в некоторых случаях необходимо дополнительное нагревание.
Электростатический способ нанесения порошковой краски с помощью воздушного потока во многом схож с предыдущим, однако в этом случае поток воздуха, удерживающий частицы краски, электрически заряжен. Ионизированные молекулы воздуха заряжают частицы краски при движении наверх в специальной печи, куда помещают окрашиваемую поверхность, и формируют облако заряженных частиц. Окрашиваемая поверхность, обладающая нейтральным зарядом, покрывается слоем заряженных частиц. В этом случае предварительного нагревания окрашиваемой поверхности не требуется. Эта технология подходит для окрашивания небольших и простых по форме объектов.
Метод окрашивания с помощью пламени появился сравнительно недавно и применялся, в основном, для порошковых покрытий из термопластика. Термопластический порошок плавится под воздействием сжатого воздуха и попадает в специальный пистолет, где проходит через горящий пропан. Расплавленные частицы краски наносятся на окрашиваемую поверхность, формируя прочный слой. Поскольку этот способ не требует прямого нагревания, он подходит для большинства материалов. С помощью данной технологии можно окрашивать поверхности из металла, древесины, каучука и камня. Нанесение краски с помощью пламени также подходит для больших или закрепленных объектов.

Выбор порошковой краски зависит от желаемых характеристик поверхности. Свойства порошков должны отвечать индивидуальным запросам клиента, предъявляемым по отношению к поверхностям. Порошковые покрытия подразделяются на разные категории, в зависимости от особенностей применения. Термопластические покрытия применяются для окрашивания более плотных поверхностей и обеспечивают покрытиям долговечность, в то время как термостатическое порошковое покрытие применяется для окраски более тонких материалов, в основном, в декоративных целях. В порошковых красках используются полиэтилен, поливинил, нейлон, фторполимеры, эпоксидная смола, полиэстер и акриловые смолы.

Совместимость материалов

Технология электростатического нанесения с помощью воздушного потока лучше всего подходит для окрашивания небольших металлических предметов.
Как и для всех типов окрашивания, порошковые покрытия применяют на чистую, гладкую и хорошо подготовленную поверхность. Окрашиваемая поверхность не нуждается в предварительной обработке, однако дополнительная подготовка поверхности (например, обработка фосфатом железа для стали, фосфатом цинка для гальванических элементов или стали и фосфатом хрома для алюминиевых поверхностей) заметно улучшает качество порошкового покрытия.
Только те материалы, которые могут нагреваться до высокой температуры, могут подвергаться порошковому окрашиванию по технологии электростатического распыления, нанесения с помощью потока воздуха или электростатического нанесения с помощью воздуха. Следовательно, эти технологии более всего подходят для небольших металлических объектов.

Здоровье и безопасность

Порошковые краски могут легко воспламеняться вблизи открытых источников огня. Концентрация порошка в воздухе должна надежно контролироваться для обеспечения безопасного рабочего пространства. Несмотря на отсутствие легко воспламеняющихся растворителей, любой органический материал наподобие пыли или порошка может сформировать взрывчатую субстанцию в воздухе.
При окрашивании следует избегать вдыхания порошковой краски, поскольку это может привести к повреждению легких и защитных мембран организма.

Типовой процесс порошковой окраски представляет собой следующую последовательность операций:

Подготовка поверхности изделия к окраске.
Нанесение на окрашиваемую поверхность порошкового покрытия в камере напыления с помощью напылителя, в котором частицам полимерного порошка придается электрический заряд, и который с помощью сжатого воздуха транспортирует порошок к детали. Под действием электростатических сил частицы порошка притягиваются к поверхности окрашиваемой детали и равномерными слоями располагаются на ней.
Нагрев изделия в печи оплавления и полимеризации при температуре 140-220°C (в зависимости от вида краски). В результате нагревания порошок оплавляется, полимеризуется и покрытие приобретает необходимые защитные и декоративные свойства.

Отличия в составе и технологии использования , выделяют данный вид покрытия в «особый класс» относительно остальных лакокрасочных материалов. В настоящее время порошковая окраска металлических изделий получила существенное распространение в промышленности, начиная от самолётостроения вплоть до выпуска бытовых товаров и принадлежностей.

Порошковая окраска металлических изделий: технология процесса и основные этапы

Технологический процесс порошковой покраски разделяются на следующие этапы:

подготовка окрашиваемой поверхности;
нанесение краски в виде порошка;
формирование жидкой плёнки при высокой температуре;
химическое отверждение плёнкообразующего материала (при использовании термореактивных красок);
окончательное формирование покрытия.

Подготовка поверхности

При подготовке окрашиваемой поверхности следует учитывать, что необходимо обеспечить не только смачиваемость с жидкой фазой плёнкообразователя, но и равномерное распределение порошковых материалов при напылении. Уделяется внимание как удалению всевозможных поверхностных загрязнений, так и обеспечению поверхности необходимой шероховатости. Дополнительно к механическим способам подготовки поверхности могут использоваться и химические, такие как , травление или фосфатирование.

Нанесение порошковых материалов

Порошковая окраска металла осуществляется:

электростатическим напылением;
погружением во взвешенный слой электризованного порошка;
газопламенным способом.

Благодаря своей простоте и универсальности, наибольшее применение получило нанесение краски электростатическим напылением . Для плоских поверхностей могут использоваться специальные магнитные щётки-валики по технологиям, используемыми в копировальной технике. Окунание в «кипящий слой» используется на автоматических линиях при конвейерном производстве однотипных изделий. Газопламенный способ из-за чрезмерной неравномерности слоя и свойств получаемого покрытия распространения не получил. Существующее плазменное напыление отличается применением низкотемпературной плазмы для нагрева частиц и использованием инертного газа; ограничивается использованием термостойких порошков при нанесении тонких покрытий на термостойкие материалы.

Удержание и равномерность распределения на поверхности металлических изделий порошковых материалов обеспечиваются за счет электростатических сил взаимодействия заряженных частиц краски и «электронейтральной» поверхности. Перед напылением частицы краски в пистолете получают электрический заряд:

в поле коронарного заряда, создаваемого электродом;
за счет трения о поверхность оборудования.

Заряд частиц, как правило, отрицательный, величина заряда должна соответствовать оптимальному диапазону, позволяющему удерживать частицы на поверхности до образования жидкой плёнки и не нарушающему технологию нанесения. Регулируется характеристиками электрода или скоростью движения частиц при трении о поверхность оборудования, площадью и материалом поверхности.

При электростатическом напылении покрытия одинаково качественно формируются на горизонтальных и вертикальных поверхностях. Нулевой заряд металлического изделия обеспечивается заземлением.

Формирование жидкой плёнки

Пленкообразование происходит при нагреве порошковых материалов до вязко-текучего состояния, при этом происходит:

деформация и вязкое течение материала;
удаление воздуха;
смачивание жидким материалом поверхности подложки.

При производстве труб и металлического профиля используется нанесение порошка в «кипящем слое» на предварительно нагретые заготовки, процесс формирования жидкой плёнки происходит за счет аккумулированного тепла или дополнительного нагрева.

В случае использования термореактивных красок при высокотемпературной выдержке дополнительно происходит химическое отверждение жидкой плёнки за счет полимеризации или поликонденсации плёнкообразователей. Это удлиняет время высокотемпературной выдержки, повышает затраты и снижает производительность. Существуют составы на основе термореактивных смол, ускоренное отверждение плёнок которых происходит при ультрафиолетовом облучении.

Окончательное формирование покрытия

Итоговое формирование пленки происходит при охлаждении изделия. Условия могут отличаться как скоростью охлаждения, так и средой. Прочностные характеристики покрытия и силы адгезии, в зависимости от условий формирования, может изменяться на десятки процентов. При этом для разных видов полимеров практикуется ускоренное и замедленное охлаждение. Охлаждение покрытия в пластифицирующих полимерных средах может снизить внутренние напряжения покрытия до нуля.

В отличие от термореактивных, термопластичные краски позволяют легко устранять дефекты покрытия с использованием повторного «спекания».

Широко используется порошковое окрашивание в строительной промышленности при производстве профиля из стали и алюминия, изготовлении дверей, ворот и других металлоконструкций. В автомобильной промышленности применяется при производстве дисков колёс и других деталей.

Несмотря на сложность колеровки, некоторые производители предоставляют порошковые краски до 250-ти цветов по таблицам RAL.

Процесс подготовки металлических деталей к покраске

При покраске металлических изделий порошковой краской как на промышленных линиях, так и своими руками в домашних условиях, необходимо следовать таким рекомендациям:

Используйте порошковые материалы проверенных производителей.
Без правильного заземления металлического изделия нарушается электростатический механизм удержания и распределения порошковых материалов на поверхности. Поэтому необходимо следить за состоянием подвесных крючков, обеспечивающих заземление деталей. Следует предусмотреть технологическую операцию очистки крючков и контроль цепи заземления.
Напыление порошковых материалов необходимо производить минимально необходимым количеством воздуха. Чрезмерная подача воздуха приводит к:

перерасходу краски;
повышенному износу оборудования;
нарушению технологии электризации частиц порошка;
изменению гранулометрического состава краски;
ухудшению видимости в окрасочной камере.

Качественное покрытие получают при использовании воздуха нужной кондиции. При этом следует уделять внимание не только отсутствию пыли, но и содержанию в воздухе влаги и масла. Необходимо использовать соответствующие фильтры до подачи воздушной смеси в оборудование. В качественном воздухе:

размер твёрдых частиц не превышает 0,3 мкм;
точка росы не превышает 4 °С (т.е. при 20 °С влажность не более 35%);
содержание масла не более 0,1 промилле.

При повторном использовании порошковых материалов учитывается изменение исходного состава, прежде всего гранулометрического. Не следует превышать количество допускаемых добавок регенерированных материалов в исходные порошки. Тщательно гомогенизируйте смесь порошков перед использованием.
Не допускайте смешивания краски различных цветов и видов. При переходе на другую краску необходимо тщательно очистить всё оборудование. Желательно иметь для каждой используемой краски отдельные расходные бункера и шланги.
Без подготовки поверхности не получите качественного покрытия. При этом следует учитывать назначение и условия эксплуатации изделия. Раму велосипеда надо подготавливать несколько иначе, чем элементы офисного стола. Небрежная подготовка приводит к:

поверхностным дефектам покрытия;
отслоению краски;
преждевременному разрушению покрытия в агрессивной среде.

Стоимость исходного порошка не определяет реальную экономичность покрытия. Следует учитывать:

расход материалов на единицу площади поверхности;
долговечность покрытия;
устойчивость к воздействию вредных условий;
внешний вид.

Учитывайте условия хранения порошковых материалов. Повышенная температура может снизить как технологические характеристики порошка, так и эксплуатационные свойства покрытия. Используемая тара должна быть водонепроницаема из-за высокой гигроскопичности материалов. Обычно рекомендуемая температура в складе не должна превышать 25…28 °С, влажность не более 50%.
Строго соблюдайте рекомендуемую технологию «спекания» порошка. Следует учитывать, что температура воздуха в рабочей зоне печи является косвенной характеристикой техпроцесса. Работа установки должна обеспечивать равномерный прогрев металла изделия до оптимальных температур. В зависимости от вида материала и массы изделия оптимальная температура воздуха и время выдержки могут меняться и отражаются в инструкции.
Своевременно выполняйте технические регламенты по поддержанию работоспособности оборудования участка. Профилактическое обслуживание, включая регулярную очистку, осмотр, ремонт и замену компонентов, является основой безупречной работы и получения качественной продукции. Используйте запасные части оригинальных производителей. Хорошо зарекомендовало себя оборудование компании TESLA.