Способы нанесения пленочных покрытий на поверхность металла для защиты от коррозии

 

 

ТвГТУ

Филиал Тверского государственного технического университета

в г. Вышний Волочек Тверской области

 

 

Реферат

по  дисциплине: «Физико-химические свойства антикоррозионной защиты автомобиля»

тема: «Способы нанесения пленочных покрытий на поверхность металла для защиты от коррозии»

 

 

 

Выполнил  студент  группы СТМ32 курс 3 специальность СТМ Шавров А.И. Регистрационный  номер ________________ Проверил Ширшина Л.Г. Результат проверки ____________________                   (зачтено, не зачтено) "___"  _____     2013г.      _______________________ (подпись преподавателя)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вышний Волочек 2013 г.

 

Для защиты деталей автомобиля от разрушения из-за атмосферных воздействий  и придания им декоративного вида применяют различные системы  покрытий. Система покрытий — это сочетание последовательных нанесенных слоев лакокрасочных материалов различного назначения. Необходимость применения системы покрытий вызвана невозможностью в одном материале сочетать многообразие свойств, какими должно обладать покрытие.

Лакокрасочные материалы  — это жидкие составы, которые  после нанесения их на поверхность  и высыхания образуют пленки, которые  должны иметь прочное сцепление  с поверхностью.

Образование пленок происходит в результате двух процессов: испарения  растворителей и химических превращений — окисления, полимеризации и поликонденсации.

Для образования прочного сцепления пленки с поверхностью детали необходимо обеспечить смачиваемость  и адгезию. Это приводит к растеканию краски и прилипанию. Качество прилипания зависит от материала поверхности, шероховатости, степени очистки поверхности от загрязнений и влаги.

Эксплуатационная надежность лакокрасочных покрытий зависит  от растрескивания пленки из-за различных  коэффициентов теплового расширения материалов покрытия и защищаемого изделия и адсорбции на покрытии влаги, пыли и различных газообразных примесей, содержащихся в атмосфере. Эти процессы приводят к механическому разрушению и старению покрытия. В результате старения лакокрасочные покрытия (начало старения — это потеря блеска покрытия) теряют эластичность, растрескиваются, шелушатся и разрушаются. Если покрытие обладает недостаточной водостойкостью пленки, то через ее поры проникает вода, которая соприкасаясь с металлом, вызывает его коррозию под пленкой. Продукты коррозии вспучивают лакокрасочную пленку, и она отрывается от поверхности металла.

Основные компоненты лакокрасочных материалов — это  пленкообразующие, пигменты, растворители.

В качестве пленкообразующих используют преимущественно синтетические (искусственные) смолы, растительные масла, битумы, эфиры и др. Они служат для образования пленки с достаточной адгезией и необходимыми свойствами, важнейшим из которых является сопротивляемость воздействию климатических факторов (температура, влажность и др.).

Пигменты — это цветные порошкообразные вещества, не растворяющиеся в растворителях и образовывающие с пленкообразующими защитные или декоративно-защитные покрытия. Служат для придания покрытию необходимого цвета. В качестве пигментов используют оксиды или соли металла (охру, железный сурик, ультрамарин, цинковые и титановые белила), металлические порошки (цинковую пыль, алюминиевую пудру), графит, сажу, а также некоторые органические вещества.

Растворители — летучие  жидкости, способные растворять пленкообразующие. Служат для придания лакокрасочным покрытиям необходимой вязкости, растекаемости, улучшения адгезии.

В ремонтном производстве применяют как основные виды лакокрасочных  материалов: грунтовки, шпатлевки, краски и эмали, так и вспомогательные  — растворители, разбавители, смывки и др.

Грунтовки — это пигментированные растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях. Грунтовки применяют в качестве первого слоя, обеспечивающего прочное сцепление их с поверхностью металла и с последующими слоями лакокрасочных покрытий. Грунтовки обладают повышенной сцепляемостью. Их наносят распылением, кистью, окунанием, электрораспылением и электроосаждением. Толщина грунтовочного слоя 15...20 мкм.

Шпатлевки (НЦ-007, НЦ-008, НЦ-009, ПФ-002, МС-006, ЭП-0010, ЭП-0020)— это густые пасты, состоящие из пленкообразующего вещества, наполнителей и пигментов. Шпатлевки предназначены для устранения неровностей и исправления на поверхности изделий разных дефектов: вмятин, раковин, царапин и др.

Эмали (МЛ-12, МЛ-197, МЛ-1110 и  др.)— это пигментированные лаки, наносимые в основном по грунтовке или шпатлевке. Эмали применяют для защиты изделий от коррозии и придания им декоративного вида. При окраске кузовов автомобилей применяют синтетические, меламиноалкидные и нитроцеллюлозные эмали.

Краски представляют собой пасты, состоящие из пигментов  или смеси пигментов и наполнителей, замешанных на олифе или специально подготовленных растительных маслах. Краски бывают жидкотертые (готовые  к употреблению) и густотертые. Краски применяют для защиты изделий от коррозии и придания им декоративного вида. Покрытия на основе красок менее стойки к воздействию атмосферных условий, чем покрытия на основе многих синтетических эмалей, поэтому краски в ремонтном производстве применяют ограниченно.

Растворители и разбавители (Уайт-спирит, Сольвент, Р-40, РФГ-1 и др.) применяют для придания лакокрасочным материалам необходимой рабочей вязкости. Это однокомпонентные органические летучие и бесцветные жидкости или их смеси в различном сочетании компонентов. Состав растворителей подбирают так, чтобы обеспечить оптимальные условия для высыхания и плотность нанесенной пленки.

Инструменты для окраски  и шпатлевания.

Кисти — инструменты, с помощью которых получают защитно-декоративные лакокрасочные покрытия. Окраска  кистями зависит от правильного выбора размера и типа кисти. Лучшими кистями для окрасочных работ являются кисти, изготовленные из свиной щетины.

Из выпускаемых промышленностью  кистей в ремонтном производстве получили распространение кисти-ручники (круглые и плоские, для окраски различных поверхностей) и филеночные кисти (небольшого размера, плоские или круглые, для окраски труднодоступных мест).

Шпатели предназначены  для нанесения и выравнивания шпатлевок при устранении на поверхности  изделия небольших вмятин и глубоких царапин. Они представляют собой тонкие упругие пластинки из стали, пластмассы и различных пород дерева, а на криволинейные поверхности — куском листовой резины. Рабочая кромка шпателя должна быть чистой, ровной и гладкой, без щербин и царапин.

Оборудование для нанесения  покрытий пневматическим распылением.

Однако основным промышленным методом нанесения покрытий является пневматическое (воздушное) распыление. Он позволяет наносить на поверхность  равномерные слои грунтовки и  эмали, этим способом можно получить высококачественные покрытия на больших поверхностях. Недостаток метода — образование красочного тумана, что ухудшает санитарно- гигиенические условия труда; необходимость интенсивного отсасывания загрязненного воздуха; большие потери лакокрасочного материала (от 30 до 60 %) в зависимости от размеров и конфигурации деталей; повышенный расход растворителей для доведения лакокрасочных материалов до рабочей вязкости. Воздушное распыление лакокрасочных материалов осуществляют краскораспылительными устройствами. Сжатый воздух с давлением 0,4...0,7 МПа подводится к ним от общей сети или компрессора.

автомобиль покрытие пневматический распыление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 .-.Схема установки  пневматического распыления: 1—  шланг; 2 — краскораспылитель; 3,4 —  шланги; 5 — маслоотделитель; 6 — бак

 

Основными деталями краскораспылителя  являются корпус, сопло выхода лакокрасочного материала, распылительная головка, игла, курок, механизмы для регулирования  лакокрасочного материала и воздуха. В авторемонтном производстве используются краскораспылители с внешним смешением (КРУ-1, КР-10, КР-10-1, КР-20, КР-30, С-765 ЗИЛ).

Правила нанесения покрытий краскораспылителем: его необходимо перемещать параллельно окрашиваемой поверхности на расстоянии 25...30 см от нее. Если это расстояние будет превышать указанные значения, то часть лакокрасочного материала не будет попадать на окрашиваемую поверхность, что приведет к увеличению его потерь и снижению производительности труда, а покрытие будет получаться матовым. Если же краскораспылитель держать слишком близко, то лакокрасочный материал будет сбиваться наносимой струей, а на окрашиваемой поверхности будут образовываться морщины и подтеки.

Скорость перемещения краскораспылителя 30...40 см/с; угол колебания краскораспылителя в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно перпендикуляра к окрашиваемой поверхности не должен превышать 5...10 °; покрытие наносят параллельными полосами, перекрывая их края на 40...60 мм для компенсации слабоокрашенных мест. Первый слой лакокрасочного материала наносят горизонтальными полосами, а второй — вертикальными; необходимо следить за правильным соотношением расхода воздуха и краски, потому что при недостатке воздуха из краскораспылителя выбрасываются крупные брызги, а при недостатке краски получается пульсирующая прерывающаяся струя; уменьшать число слоев эмали за счет увеличения их толщины недопустимо, так как это ведет к снижению механических показателей пленки, образованию на ней морщин и подтеков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.-Краскораспылитель КРУ-1

 

1 — воздушная головка; 2 — распределители воздуха; 3,18 —  штуцера; 4 — бачок для краски; 5 — корпус; 6 — седло клапана; 7 — пружина; 8 — винт для регулирования  расхода лакокрасочного материала; 9 — шарик; 10 — штуцер для подачи  воздуха; 11,16 — уплотнения; 12— шток; 13—курок пусковой; 14 — шток; 15 —глазапорная; 17 — заглушка; 19 — краскопровод; 20 — гайка накидная; 21 — сопло

Установки для безвоздушного  распыления.

Распыление осуществляется под действием высокого давления (до 250 *10⁵ Па) на краску, которая, вытекая из сопла с большой скоростью, дробится на мелкие капли в результате резкого увеличения испарения растворителей (снижения давления), сопровождающегося значительным увеличением объема. Факел краски четко очерчен и защищен от окружающей среды оболочкой паров растворителей и тем самым предотвращает рассеивание ее частиц.

Преимущества способа  перед окрашиванием краскораспылителями  обычного типа: сокращается расход лакокрасочного материала на 20 % из-за уменьшения расхода на туманообразование; экономятся растворители на разбавление материалов за счет применения более вязких лакокрасочных материалов; улучшаются условия труда (меньшее туманообразование).

Безвоздушное распыление наиболее эффективно при окрашивании  средних и особенно крупных изделий, имеющих сплошную плоскую или объемную обтекаемую форму с плавной кривизной. Этим способом можно наносить лакокрасочные материалы на основе различных пленкообразующих и получать покрытия толщиной до 25...30 мкм за одну технологическую операцию. При нанесении методом безвоздушного распыления подогретых красок, образующиеся покрытия имеют лучший внешний вид, чем без подогрева, однако использование таких установок более сложно.

В установке «Виза-1 »  на крышке бака закреплен двигатель 4, соединенный с поршневым насосом 1 высокого давления. На выходе в поршневой насос установлен фильтр грубой очистки. На крышке бака закреплен ротационный двигатель 5, связанный с мешалкой и обеспечивающий ее вращение. Сжатый воздух подается к двигателю по шлангу через воздухораспределитель с краном. Насос снабжен мультипликатором двойного действия, преобразующим давление поступающего воздуха 0,4...0,7 МПа в высокое давление на лакокрасочный материал 9...16 МПа. При нажатии на пусковой крючок краскораспылителя сжатый воздух из магистрали через регулятор давления, трехходовой воздушный кран 3 поступает в пневмопривод 2 цилиндра двигателя и с помощью механизма переключения перепускных и выхлопных клапанов вызывает движение штока поршня и насоса; насос засасывает из бака лакокрасочный материал и под высоким давлением подает его по шлангу к краскораспылителю. При освобождении пускового крючка поршень останавливается и распыление прекращается.

 

Рисунок З.-Установка  «Виза-1 »: 1 — поршневой насос; 2 —  пневмопривод; 3 — трехходовый кран; 4 —- двигатель; 5 — ротационный двигатель; 6 — клапан; 7 —шланг; 8 — сосуд для материала

 

Установки для окрашивания  в электростатическом поле.

Для электротроокрашивания  применяют несколько типов распылителей. От способа распыления их делят на электростатические,

электромеханические, пневматические и безвоздушные. Окраска в электрическом  поле совершенствуется путем комбинирования этого способа с пневмо и безвоздушным распылением. Установка ручного  электроокрашивания состоит из пистолета-распылителя, дозирующего устройства (например, красконагнетательного бака), источника высокого напряжения, кабеля для подвода высокого напряжения к пистолету-распылителю, шлангов для лакокрасочного материала и воздуха. Чтобы получить почти 100%-ное осаждение лакокрасочного материала на окрашиваемой поверхности кузова, высокое напряжение подводится непосредственно к краске, и она распыляется без помощи сжатого воздуха.