Окраска. Технология. Виды окраски и лакокрасочных материалов. Способы окраски и сушки. Преимущества, недостатки

Общие сведения о лакокрасочных материалах и покрытиях. Окраска лакокрасочными материалами (ЛКМ) необходима для защиты металлических поверхностей от коррозии, а также для улучшения внешнего вида и придания конкурентоспособности машинам.

Лакокрасочные материалы — это многокомпонентные системы, в состав которых обязательно входят пленкообразующие вещества, растворители, пигменты, а также могут входить пластификаторы, наполнители, разбавители, катализаторы. Пленкообразующее вещество при высыхании сцепляется с поверхностью изделия и связывает все компоненты смеси.

К основным видам готовых лакокрасочных материалов (ГОСТ 9825) относят: лак, краску, порошковую краску, эмаль, грунтовку, шпатлевку.

Лак — раствор пленкообразующих веществ в органических растворителях или в воде, образующий после высыхания твердую прозрачную однородную пленку.

Краска — суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителями в олифе, масле, эмульсии, латексе, образующая после высыхания непрозрачную однородную пленку.

Порошковая краска — сухая композиция пленкообразующего вещества с пигментами и наполнителями, образующая после сплавления, охлаждения и отверждения твердую непрозрачную пленку.

Эмаль — суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителями в лаке, образующая после высыхания непрозрачную твердую пленку с различным блеском и фактурой поверхности.

Грунтовка — суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителями в связующем веществе, образующая после высыхания непрозрачную однородную пленку с хорошей адгезией к подложке и покрывным слоям.

Шпатлевка - густая, вязкая масса, состоящая из смеси пигментов с наполнителями в связующем веществе, предназначенная для заполнения неровностей и сглаживания окрашиваемой поверхности.

Технологический процесс окраски машин. Технологический процесс нанесения ЛКМ состоит из приготовления лакокрасочных материалов, подготовки поверхности к окраске, нанесения лакокрасочного материала, сушки окрашенной поверхности, выполняемой на всех стадиях процесса нанесения покрытия, контроля качества покрытия.

Приготавливают лакокрасочные материалы непосредственно перед нанесением их на окрашиваемые поверхности, тщательно перемешивая, процеживая и разбавляя соответствующими растворителями до необходимой рабочей вязкости.

Подготовка поверхности детали к окраске включает удаление различного рода жировых загрязнений, влаги, коррозии и старой краски. При неподготовленной поверхности слой краски плохо прилипает к металлу, а образовавшаяся лакокрасочная пленка преждевременно разрушается.

Способы подготовки поверхности выбирают в зависимости от размера и конфигурации детали, ее загрязненности, а также на основании технико-экономических расчетов. Окрашиваемые поверхности в зависимости от применяемого способа очистки могут иметь различную шероховатость. Для качественной защиты металла от коррозии необходимо, чтобы толщина слоя покрытия в 2...3 раза превышала имеющиеся на металле выступы.

Подготовка поверхностей включает очистку деталей, обезжиривание и сушку. Стандартом на подготовку металлических поверхностей перед окраской установлены технические требования к их качеству, способам и технологии выполнения работ. Наиболее распространенные способы подготовки

—механический и химический.

К механическим способам очистки относят пескоструйную, дробеструйную очистку и обработку механизированным инструментом. Обработку поверхностей в песко- и дробеструйных установках выполняют сухим абразивным материалом. Черные металлы, медь и их сплавы обрабатывают металлической крошкой, которая представляет собой рубленую стальную проволоку (HRC3 38...55), или чугунной крошкой (HRC3 58...62) с диаметром зерен 0,6...0,8 мм. Для алюминия и его сплавов применяют силуминовую дробь. Гидроабразивную обработку поверхностей деталей выполняют струей суспензии, состоящей из воды и кварцевого песка. Этим способом можно обрабатывать черные и цветные металлы. Подготовку поверхностей к окраске механизированным инструментом осуществляют пневматическими или электрическими машинками, оборудованными в качестве рабочих органов шлифовальным кругом, металлической щеткой или шарошкой.

Химическим способом удаляют загрязнения и оксиды в процессах обезжиривания, одновременного обезжиривания и травления, фосфатирования. Способ обезжиривания выбирают в зависимости вида и степени загрязнения. При слабой и средней загрязненности наибольшее распространение получило обезжиривание щелочными растворами. Толстый слой жира удаляют органическими астворителями. Одновременное обезжиривание и травление поверхностей состоит в том, что в травильные растворы вводят ПВА. Наиболее эффективно этот процесс протекает при струйной образе деталей в результате разбрызгивания форсунками моющих растворов при температуре 50...70 °С под давлением 0,15...0,25 МПа в специальных моечных камерах.

Нанесение лакокрасочных материалов на детали выполняют в такой последовательности: грунтование, шпатлевание, шлифование, окраска.

Грунтование — нанесение первого слоя лакокрасочного покрытия на очищенную и обезжиренную поверхность металла. Слой грунта — основа покрытия, поэтому должен обладать наилучшей сцепляемостью с металлом и с последующим слоем краски. Грунтовку наносят на поверхность детали пневматическим распылением или электроосаждением.

Дня сокращения трудоемкости подготовки металлических поверхностей, подверженных коррозии, в качестве первого слоя для грунтования рекомендуют использовать преобразователи ржавчины. Эти преобразователи, попадая на ржавую поверхность, вступают в химическое взаимодействие с соединениями железа, которые преобразуют ржавчину, и переводят их в химические вещества, нерастворимые в воде.

Шпатлевание предназначено для выравнивания поверхности. Из-за того, что оно снижает механическую прочность покрытия, наносить слой толщиной более 0,5 мм не рекомендуют. Для лучшего выравнивания поверхностей кроме местного шпатлевания густой шпатлевкой наносят еще и сплошное покрытие грунт-шпатлевкой.

Шлифование выполняют для сглаживания неровностей на зашпатлеванной поверхности детали. Шлифование бывает сухое и мокрое. При мокром шлифовании обрабатываемую поверхность обильно смачивают водой, чем достигают хорошего результата обработки. В качестве шлифующего материала применяют водостойкую шкурку с тонким абразивом. Шлифование проводят с помощью шлифовальных машинок. После шлифования обрабатываемую поверхность промывают водой и просушивают, обдувая сжатым воздухом.

Сушка может быть естественной при температуре 18...23°С и относительной влажности не более 70 % и искусственной при температуре 60...175°С. Естественная сушка длится примерно 2...48

ч, и выполняют ее в отдельных хорошо отапливаемых и вентилируемых помещениях. Сушку считают законченной, если при прикосновении к окрашенной поверхности в течение 5...6 с на ней не остается следов.

Искусственная сушка, применяемая для синтетических эмалей, обеспечивает законченный процесс пленкообразования, лучшую твердость, водостойкость, маслостойкость, паро- и газонепроницаемость. Искусственная сушка позволяет производить окрасочные работы непрерывно в потоке и значительно сокращает время, затрачиваемое на весь процесс. При окраске используют конвекционный и терморадиационный способы сушки.

Конвекционный способ сушки — нагревание окрашеннных поверхностей деталей горячим циркулирующим воздухом. Недостаток этого способа — высыхание краски на поверхности покрытия. При этом образуется поверхностная пленка, препятствующая высыханию нижних слоев и испарению из эмали растворителей. Пары, испаряющиеся в процессе сушки растворителя, приводят к разрушению покрытия и образованию пор.

Терморадиационный способ сушки основан на поглощении инфракрасных лучей лакокрасочной пленкой и окрашенной поверхностью детали. Металлическая поверхность нагревается в результате перехода лучистой энергии в тепловую.

Качество лакокрасочных покрытий контролируют по цвету, чистоте, глянцу, твердости пленки, прочности при ударе и изгибе, толщине пленки, стойкости ее к воздействию различных веществ (вода, масло, растворители, соли, кислоты, щелочи), адгезии и др. При ремонте машин лакокрасочные покрытия контролируют по толщине нанесенного слоя пленки и адгезионным свойствам подготовленной к окраске поверхности

Методы обнаружения скрытых дефектов деталей, основанные на физических явлениях (магнитный, ультразвуковой, капилярный)

Магнитный метод применяют для обнаружения дефектов в деталях, изготовленных из ферромагнитных материалов. Так выявляют поверхностные трещины или подповерхностные включения с иной, чем у основного материала, магнитной проницаемостью. Метод получил широкое распространение из-за высокой чувствительности, простоты технологических операций и надежности. Он основан на явлении возникновения в месте расположения дефекта магнитного поля рассеивания. Магнитный поток, встречая на своем пути дефект с низкой магнитной проницаемостью по сравнению с ферромагнитным материалом детали, огибает его. Часть магнитных силовых линий выходит за пределы детали (рис. 1), образуя поле рассеивания. Наличие последнего, а следовательно, и дефекта обнаруживают различными способами (магнитопорошковый, магнитографический и феррозондовый). При магнитопорошковом способе для обнаружения магнитного потока рассеивания используют магнитные порошки (сухой способ) или их суспензии (мокрый способ). Проявляющийся материал наносят на поверхность изделия. Под действием магнитного поля рассеивания частицы порошка концентрируются около дефекта. Форма его скоплений соответствует очертанию дефекта.

Ультразвуковой метод— разновидность акустических методов контроля дефектов. Метод основан на свойстве ультразвуковых колебаний (волн) прямолинейно распространяться в однородном твердом теле и отражаться от границ раздела сред с различными акустическими сопротивлениями, в том числе нарушенной сплошности материала (трещин, раковин, расслоений и др.).

В практике чаще всего применяют теневой и импульсный эхо-методы дефектоскопии.

Теневой метод основан на сквозном прозвучивании. Ультразвуковые колебания (УЗК) вводят в деталь с одной стороны, для чего служат пьезоизлучатель 2 (рис. 2) и генератор 1. Колебания принимаются пьезоприемником 5, расположенным с противоположной стороны детали.

Рис. 2. Схема установки ультразвуковой дефектоскопии теневым методом:

1 — генератор; 2— пьезоизлучатель; 3 — изделие; 4 — дефекты;5— пьезоприемник; 6 — усилитель; 7— индикатор

При отсутствии в детали дефектов колебания, прошедшие через нее, будут восприняты и преобразованы в электрический сигнал пьезоприемником, усилены усилителем б и поданы на индикатор (электронно-лучевую трубку осциллографа) почти без изменений амплитуды. Если на пути пучка УЗК встречается дефект, то амплитуда на экране прибора будет меньше исходного значения. Мощность воспринятого сигнала зависит от площади сечения пучка колебаний, площади сечения дефекта и глубины его залегания. В случае, если дефект полностью перекроет пучок, показания прибора будут равны нулю. Недостаток этого метода заключается в необходимости доступа к изделию с двух сторон, что не всегда возможно, а также в необходимости синхронного перемещения пьезоизлучателя и пьезоприемника по поверхности детали. Импульсный эхо-метод в отличие от теневого основан на посылке в деталь излучения в виде коротких импульсов, регистрации интенсивности и времени отраженных от дефектов и границ детали сигналов (эхо-сигналов).

Капиллярный метод предназначен для выявления нарушений сплошности поверхности слоев детали (трещин), изготовленной из различных материалов (ферромагнитных и неферромагнитных сталей, жаропрочных, титановых, алюминиевых, магниевых сплавов, изделий из стекла, керамики и металлокерамики). Он служит также для определения производственных дефектов (шлифовочных и термических трещин, волосовин, пор и др.). Этот метод обладает высокой чувствительностью (табл. 2.4) и простотой технологии контроля. Его сущность состоит в следующем. На очищенную поверхность детали наносят специальную жидкость (пенетрант) и в течение некоторого времени выдерживают, с тем чтобы она успела проникнуть в полости дефекта (рис. 3, а). Затем с детали удаляют излишки жидкости и просушивают. Жидкость остается только в полости дефекта (рис. 3, б). Для его выявления на поверхность изделия наносят проявляющий материал (рис. 3, в), который способствует выходу жидкости из полости (трещины) в результате адсорбции проявляющим веществом либо диффузии в него.

Рис. 3. Приемы контроля деталей капиллярным методом с применением проявителя:

а — трещина, заполненная проникающей жидкостью; б— жидкость с поверхности детали удалена; в —нанесен проявитель, трещина выявлена; 1 —деталь; 2—полость трещины; 3 — проникающая жидкость; 4 — проявитель; 5 — след трещины

Дата добавления: 2015-04-30