0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Нанесение лакокрасочных покрытий на металл

Технология нанесения лакокрасочного покрытия

Лакокрасочные материалы применяются, как правило, комплектно. При создании лакокрасочных покрытий на изделие последовательно наносят грунт, шпатлевку, эмаль и лак. Общая толщина покрытия составляет 60—100 мкм, а иногда и больше. Все слои наносятся тонким слоем для создания оптимальных условий для испарения растворителей и отверждения материалов. Поэтому лакокрасочные покрытия формируют в несколько слоев, каждый последующий слой наносят после высыхания предыдущего. Технологические операции процесса окраски называют в соответствии с названием наносимого материала: грунтованием, шпатлеванием, окраской, лакированием.

При нанесении лакокрасочных материалов большое влияние на качество покрытия оказывает подготовка окрашиваемой поверхности.

Для увеличения адгезионной связи покрытия с поверхностью окрашиваемого изделия ее тщательно очищают от загрязнений и придают ей необходимую шероховатость.

Очистку поверхности производят механическими и химическими способами. При механических способах используют механизированный абразивный инструмент, пескоструйную и гидроабразивную обработку, а также галтовку, применяемую для очистки поверхности мелких металлических деталей. Галтовка осуществляется во вращающемся барабане, в который загружают очищаемые детали и очищающие чугунные мелкие изделия с острыми гранями.

Химическая очистка предназначена для удаления грязи и масла с поверхности окрашиваемых изделий. Для этого используют щелочные растворы, в которые добавляют эмульгаторы и поверхностно-активные вещества, легкокипящие жидкости (растворители) или эмульсию растворителя в воде. У каждого из этих способов есть свои преимущества и недостатки, поэтому при выборе материала для обезжиривания поверхности руководствуются технологической целесообразностью и возможностями производства.

Иногда для очистки металлических изделий используют травление поверхности с помощью кислот и щелочей.

Для улучшения адгезии лакокрасочных покрытий к металлу производят его фосфатирование и оксидирование. Фосфатирование заключается в образовании на металлической поверхности пористой пленки солей ортофосфорной кислоты — Zn3(P04)2Fe3(P04)2. Фосфатная пленка имеет мелкокристаллическую структуру и обладает высокой прочностью при ударе и изгибе.

Для подготовки к окраске алюминиевых изделий их поверхность оксидируют, т. е. на ней создают тончайшую (5—25 мкм) прочную оксидную пленку. Чаще всего применяют анодное оксидирование, при котором оксидная пленка создается с использованием в качестве электролита 20%-ного раствора серной кислоты. При химическом оксидировании используют сложные растворы окислителей.

При окрашивании металлов на подготовленную поверхность сначала наносят грунтовку, которая служит подслоем для нанесения лакокрасочного покрытия. Иногда грунтовка применяется в качестве самостоятельного защитного покрытия. Грунтовка должна обеспечивать высокую адгезию покрытия к металлу и обладать защитными свойствами. Это достигается сочетанием соответствующих пленкообразующих полимеров со специальными пигментами — ингибиторами коррозии металла, введением в композицию различных поверхностно-активных веществ и других добавок.

Грунтовки для металлов подразделяют на несколько типов.

Пассивирующие грунтовки содержат в своем составе наряду с пигментами хроматы и фосфаты.

Фосфатирующие грунтовки помимо пассивирующего действия, обеспечиваемого хроматными пигментами, фосфатируют металл вследствие присутствия в них фосфорной кислоты.

Протекторные грунтовки содержат большое количество цинковой пыли, что обеспечивает катодную защиту металлов, особенно эффективную в морской воде.

Изолирующие грунтовки содержат в качестве пигментов железный сурик и цинковые белила и защищают металл от проникновения влаги.

Преобразователи ржавчины содержат фосфорную кислоту, вступающую в химическое взаимодействие с продуктами коррозии на поверхности металла и преобразующую их в подслой под лакокрасочные покрытия.

Для выравнивания и исправления микро- и макродефектов поверхности применяют полимерные шпатлевки, которые производят на лаковой, масляной или клеевой основе. Шпатлевки содержат большое количество пигментов и наполнителей. Сухой остаток в шпатлевках достигает 80 %. Толщина слоя шпатлевки в отдельных случаях может доходить до 1 мм, а иногда и больше. Во избежание растрескивания на таких участках шпатлевка наносится в несколько слоев. Каждый последующий слой наносится после отверждения предыдущего.

Шпатлевки представляют собой пастообразную массу, которую наносят на поверхность шпателем. Некоторые жидкие шпатлевки наносят пневмораспылителем или кистью. После сушки зашпатлеван- ные участки подвергаются шлифованию ручным или механизированным способом.

Нанесение лакокрасочных материалов производится следующими способами:

  • • пневматическим распылением с помощью сжатого воздуха;
  • • безвоздушным распылением под высоким давлением;
  • • распылением в электрическом поле высокого напряжения;
  • • аэрозольным распылением с использованием в составе лакокрасочного материала сжиженных газов;
  • • окунанием;
  • • обливанием;
  • • электроосаждением в ванне с водоразбавляемым лакокрасочным материалом;
  • • валиками и кистями с использованием трафарета и без него.

Электроосаждение на катоде или аноде из водоразбавляемых лакокрасочных материалов, называемое электрофорезом, является наиболее экономичным способом нанесения лакокрасочных покрытий, особенно на изделия со сложной геометрией, например, кузов автомобиля.

Благодаря высокой проникающей способности водоразбавляемых лакокрасочных материалов метод электрофореза позволяет наносить их тонким равномерным слоем и на наружные, и на скрытые внутренние поверхности окрашиваемого изделия.

Порошковые краски, не содержащие растворители, наносят напылением в электрическом поле. При этом окрашиваемому изделию и порошкообразной полимерной краске сообщают заряды противоположного знака, в результате чего частицы дисперсной краски осаждаются на поверхности противоположно заряженного изделия, а затем сплавляются в печи.

Отверждение лакокрасочных материалов производится следующими способами:

  • • сушкой при температуре окружающего воздуха. Ее применение ограничено, так как многие лакокрасочные материалы, пленко- образование которых осуществляется в результате химического взаимодействия компонентов, не позволяют получать покрытия с высоким качеством без нагрева;
  • • конвективным нагревом горячим воздухом в специальных камерах;
  • • радиационным нагревом под действием инфракрасного излучения;
  • • индукционным нагревом в переменном электромагнитном поле;
  • • под воздействием ультрафиолетовых лучей. Этот способ применяется для сушки лакокрасочных материалов на основе растворов олигомеров в мономерах, способных к совместной полимеризации, например, для полиакрилатных эмалей.

Выбор технологии отверждения определяется химической природой лакокрасочного материала, необходимой для его отверждения температурой и возможностями нагрева окрашиваемого изделия. В тех случаях, когда производят окраску изделий из полимеров или других материалов с низкой теплостойкостью, температура отверждения лакокрасочного материала должна быть существенно ниже допустимой температуры их нагрева. Например, для изделий из аморфных полимеров температура отверждения должна быть на 30—40 °С ниже их температуры стеклования.

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

Лакокрасочные покрытия получают путем нанесения на детали лакокрасочных материалов; их широко применяют для предохранения летательных аппаратов и двигателей от коррозии, для улучшения аэродинамических свойств поверхности, а также в Целях маскировки.

После нанесения на покрываемую поверхность лакокрасочные материалы высыхают и образуют плотную пленку, хорошо сцепляющуюся с покрытой поверхностью, достаточно прочную и эластичную, сохраняющую связь с деталью практически при всех изменениях внешних условий в процессе хранения, транспортировки и эксплуатации.

Лакокрасочные материалы классифицируются по характеру процесса пленкообразования и по виду.

По характеру процесса пленкообразования, или высыхания, все лакокрасочные материалы подразделяются на две группы-материалы на основе растительных масел и материалы на основе нитроцеллюлозы и смол.

1. Материалы на основе растительных масел

Образование пленки у этих материалов происходит в результате длительного процесса физико-химического изменения растительного масла под действием воздуха, света и температуры. Происходящее при этом присоединение кислорода воздуха к молекулам масла сообщает лакокрасочной пленке высокую вязкость и достаточную прочность.

2. Материалы на основе нитроцеллюлозы и смол

Быстровысыхающие лакокрасочные материалы изготовляются на основе нитроцеллюлозы, глифталевой, перхлорвиниловой и других смол. Образование пленок у этих материалов происходит за счет испарения растворителей из жидкого слоя лака или краски. Оставшаяся при этом нитроцеллюлоза или смола образует пленку с необходимыми защитными свойствами.

По виду лакокрасочные материалы подразделяются на четыре группы:

1. Грунт, предназначающийся для непосредственной защиты изделия от коррозии и обеспечения прочной связи основной лакокрасочной пленки с поверхностью изделия.

2. Шпаклевка, служащая для выравнивания покрываемой поверхности.

3. Краска, применяемая для получения основного слоя покрытия, защищающего деталь от внешней среды.

4. Лак, используемый для получения последнего, отделочного слоя покрытия, придающего поверхности детали гладкость и хорошую обтекаемость.

На рис. 2 представлен разрез полного лакокрасочного покрытия, включающего все описанные слои.

Пленкообразователи служат основой лакокрасочных материалов, из них образуются защитные пленки лакокрасочного подпития’. В качестве пленкообразователей применяются растительные масла, эфиры целлюлозы и смолы.

Из растительных масел применяются древесное (тунговое), льняное, конопляное, подсолнечное и другие. Основным качеством этих масел является способность их высыхать, характеризуемая йодным числом, показывающим ненасыщенность масла и, следовательно, способность его окисляться и высыхать. Йодным числом называется число граммов иода, присоединяющегося к 100 г масла. У высыхающего льняного масла оно равно 190, а у невысыхающего касторового —всего лишь 85.

Для лакокрасочных материалов применяют не сами масла, а олифы, представляющие собой масла, уплотненные (частично окисленные) выдержкой при повышенной температуре и, следовательно, более густые. Кроме того, в олифу вводят ускорители сушки.

Ускорители сушки (сиккативы) представляют собой вещества, каталитически ускоряющие процесс высыхания масел. Они выполняют роль передатчиков кислорода. В качестве сиккативов используются высшие окислы кобальта, марганца и свинца.

Льняное масло без сиккатива высыхает через 70 час, то же масло со свинцовым сиккативом высыхает через 21 час, с марганцевым — через 4 час, а с кобальтовым — через 2,5 час.

Нитроцеллюлоза, а также глифталевая, перхлорвиниловая, эпоксидная и кремнийорганическая смолы также являются плен-кообразователями. Они образуют прочные и стойкие в различных средах защитные пленки. Высыхание и отвердевание их происходит вследствие испарения растворителя. Поэтому введение в них ускорителей сушки — сиккативов не требуется.

Пигменты и красители вводятся в лакокрасочные материалы для увеличения прочности и защитной способности пленки, а также для придания ей определенной окраски. Красящие вещества, не растворяющиеся в связующем, называются пигментами, растворяющиеся — красителями.

Пигменты представляют собой тонко размолотые минеральные вещества.

По цвету пигменты можно разделить на две группы:
1. Ахроматические пигменты: белые, представляющие собой в основном различные белила — цинковые, свинцовые, титановые; серые — алюминиевая пудра, цинкоЬая пыль; черные — сажа, жженая кость.
2. Хроматические пигменты: желтые — охра, цинковый и свинцовый крон; красные — свинцовый и железный сурик, киноварь и мумия; зеленые — окись хрома, медянка; синие — уль рамарин, берлинская лазурь.

Пластификаторы представляют собой вещества, вводимые нитроцеллюлозные лаки для сохранения эластичности пленки q течением времени, предупреждения отслаивания ее от поверхно сти металла, растрескивания, морщения и для понижения во пламеняемости пленки. Предполагается, что пластификатор внедряясь между макромолекулами нитроцеллюлозы, облегчает скольжение их друг относительно друга. В качестве пластифика торов применяются фталаты (эфиры фталевой кислоты), фос фаты (эфиры фосфорной кислоты) и касторовое масло.

Наполнители представляют собой тонко размолотые мел, тальк, каолин и другие порошки, вводимые в грунты и шпаклев ки для придания им соответствующих химических и физико-ме ханических свойств.

Растворители представляют собой органические летучие жид кости, применяемые для растворения пленкообразователей, улетучивающиеся в процессе образования пленки.

До недавнего времени не было общепринятой классификации и системы обозначения лакокрасочных материалов; по этой причине их названия носят случайный характер. В настоящее время ГОСТ 9825—61 предусмотрена единая классификация и маркировка лакокрасочных материалов. Обозначения лакокрасочных материалов определяются основной смолой или эфиром целлюлозы, введенными в состав пленкообразующего вещества и группой, к которой отнесен данный лакокрасочный материал.

Для смол, эфиров целлюлозы и масел приняты обозначения, главные из которых приведены ниже: битумы — БТ; глифтали — ГФ; пентафтали — ПФ; фенольные — ФЛ; меламинные — МЛ; кремнийорганические — КО; эпоксидные — ЭП; перхлорвинило-вые — ХВ; нитроцеллюлоза — НЦ; ацетилцеллюлоза — АЦ; масла растительные — МА.

По назначению лакокрасочные материалы делятся на восемь групп, обозначенных в таблице 38.

Обозначение (марка) лаков, грунтовок и шпаклевок состоит из пяти групп знаков, следующих одна за другой слева направо.

Первая группа определяет вид лакокрасочного материала, например: «лак», «эмаль», «грунтовка», «шпаклевка».

Вторая группа определяет основную смолу, входящую в состав пленкообразующего вещества. Между второй и третьей группой знаков ставится тире; третья группа определяет преимущественное значение материала и обозначается цифрой согласно таблице 38.

Четвертая группа определяет порядковый номер, присвоенный данному лакокрасочному материалу в группе, к которой он отнесен.

Пятая группа — относится в основном к эмалям и определяет их цвет — «красная», «синяя» и т. п.

Ниже приведены примеры обозначения лаков, эмалей и грунтовок.

Грунтовка коричневая на основе фенолформальдегидной смолы: грунтовка ФЛ—013 коричневая.

Эмаль голубая нитроцеллюлозная для внутренних работ: эмаль НЦ—25 голубая.

Лак глифталевый электроизоляционный: лак ГФ—95.

Обозначения масляных красок также состоят из пяти групп знаков, например: краска МА—11 коричневая, что означает — краска масляная для наружных (1) работ; (для внутренних работ первая цифра правее тире — 2). Для красок часто вместо слова «краска» указывается пигмент, например «белила цинковые», «охра» и т. п.

Основными лакокрасочными материалами, применяемыми для покрытия летательных аппаратов и двигателей, наземных транспортных средств, наземного оборудования и конструкций, являются грунты, шпаклевки, краски, эмали и лаки.

Грунты предназначаются для нанесения первого слоя лакокрасочного покрытия и могут изготавливаться на основе растительных масел, смол или нитроцеллюлозы.

Наряду с этим в качестве грунта под лакокрасочное покры тие в ряде случаев используются неметаллические неорганиче ские покрытия, например фосфатные на стали и окисные на алю минии.

Грунты для металлов делятся на пять групп: изолирующие; с пигментами основного характера; пассивирующие; протекторные и фосфатирующие.

Изолирующие грунты изготовляются на основе инертных пигментов. К ним относятся, например, грунты с железным суриком. Для покрытия дюралюминиевых и магниевых деталей применяется лаковый желтый грунт АЛГ -1 ‘) на основе масляного лака и цинкового крона.

Для стальных деталей применяется глифталеЕый коричневый грунт № 138 на основе глифталевого лака и железного сурика или свинцового крона. Покрытия этим грунтом отличаются хорошими антикоррозионными свойствами, хорошей адгезией, эластичностью и механической прочностью.

Для деталей из легких сплавов и дерева применяются нитро-грунты, состоящие из нитроцеллюлозы, смолы, пластификаторов, пигментов и растворителей. Для легких сплавов используются грунты АГ-10с и АГ-ЗА, для деталей из дерева — желтый грунт дд-пз.

Грунт с пигментами основного характера (свинцовый сурик, цинковые белила) отличается повышенной водостойкостью в результате образования сложных комплексных соединений при взаимодействии пигмента с пленкообразователем.

Пассивирующие грунты отличаются пассивирующими свойствами и содержат хроматы металлов: цинковый крон, хромат свинца и другие.

Протекторные грунты включают порошкообразный металлический пигмент, имеющий более низкий электродный потенциал по сравнению с покрываемым металлом. Примером таких грунтов могут служить цинковые протекторные грунты ПС.

Фосфатирующие грунты ( ФХЛ ) содержат хромовый ангидрид и фосфорную кислоту, способные фосфатировать поверхность стальных деталей, улучшать адгезию и защиту от коррозии.

Шпаклевка наносится на слой грунта до полного выравнивания поверхности. По составу шпаклевки могут быть масляные (лаковые) и нитрошпаклевки.

Шпаклевка представляет собой густую пасту, состоящую примерно из 80% пигментов и наполнителей (железный сурик, цинковые белила, охра, мел и другие), затертых на различных пленкообразующих веществах.

Для покрытия по грунту № 138 наружных поверхностей применяется шпаклевка ЛШ-1.

Выравнивание и сплошное покрытие поверхностей деталей из легких сплавов по грунту АЛГ -1 осуществляется коричневой шпаклевкой № 175 на глифталевом лаке.

Деревянные детали покрываются желто-зеленой нитрошпак-левкой АШ-30, содержащей 7% нитроцеллюлозы, 5% смолы, 45о/0 пигмента, небольшое количество амилацетата в качестве растворителя и остальное наполнитель. Расход ее до 300 г/м2.

Эмали и краски предназначаются для нанесения основного слоя лакокрасочного покрытия. Краски представляют собой суспензии мелкорастертых пигментов в пленкообразователе. Эмали или эмалевые краски в отличие от обычных красок при высыхании образуют твердую блестящую пленку с хорошим лаковым глянцем, напоминающим эмали ‘).

По эксплуатационной стойкости краски и эмали подразделяются на атмосферостойкие, химически стойкие, термостойкие и жаростойкие.

Атмосферостойкими являются масляные краски 4БО ( ГОСТ 5786—51) защитного цвета, приготовленная на олифе, а также зеленая масляная эмаль А24г, светло-коричневая А21 и другие. Высокой атмосферостойкостью отличаются также эмали на основе перхлорвиниловых материалов, например защитная эмаль ПХВ -715Т серая, голубая, коричневая и другие.

Химически стойкие предназначаются для эксплуатации в кислотах, щелочах и других агрессивных средах. К ним относятся материалы на основе перхлорвиниловой смолы. Так, например, для защиты от серной, азотной, фосфорной и других кислот, а также от щелочей и растворов солей предназначаются грунты ХСГ , эмали ХСЭ и лаки ХСЛ .

Термостойкие лакокрасочные покрытия под действием высоких температур не изменяют внешнего вида, защитных и физи-ко-химических свойств. Они получаются преимущественно на алкидно-масляной или кремнийорганической основе в сочетании с пигментами: железным суриком, графитом, алюминиевой пудрой и другими. Термостойкая эмаль черная 4-1 стойка при температурах 200—250° в течение 200 часов; срок службы в атмосферных условиях — около года. Эмаль жаростойкая АЛ-70 отличается стойкостью при температурах до 350° в течение 350 — 400 часов, срок службы в атмосферных условиях около 18 месяцев.

Жаростойкие покрытия получаются при использовании лакокрасочных материалов на основе кремнийорганических и перхлорвиниловых смол. Примером может служить композиция, состоящая из жаростойкого лака ФГ-9, представляющего собой смесь кремнийорганической смолы Ф-9 и полуфабриката ФХ-02, растворенных в толуоле и смешанных с алюминиевой пудрой. Эта эмаль применяется для деталей, работающих при температуре до 500° в течение 300 часов.

Для окраски трубопроводов и агрегатов систем летательных аппаратов и двигателей применяются глифталевые эмали различных цветов. Для нанесения опознавательных знаков и окраски противопожарной аппаратуры применяется красная пентаф-талевая эмаль марки А67.

Нитроэмали представляют собой растворы нитроцеллюлозы в летучих органических растворителях, смешанные с наполнителями, пигментами, смолами и пластификаторами.

Для окраски изделий, не подвергающихся непосредственному действию атмосферы, широкое применение находят нитроэмали марки ДМ различных цветов.

Окраска шкал и стрелок приборов, указателей и надписей осуществляется композициями, содержащими наряду с обычными составляющими светящиеся вещества — люминофоры. При изготовлении светящейся краски на один литр лака добавляется 400 г цинкового, цинково-кадмиевого или щелочно-земельного светосостава.

Лаки служат главным образом для защиты лакокрасочных покрытий, а также для окончательной отделки окрашенной поверхности. Применяются масляные, смоляные и эфироцеллюлоз-ные лаки.

Масляные лаки представляют собой сплавы смол с олифами, растворенные в скипидаре. В зависимости от соотношения количества масла и смолы эти лаки подразделяются на жирные, полужирные и тощие. Жирные лаки по сравнению с тощими образуют более плотную и эластичную пленку.

Жирный масляный лак марки 17А применяется для сталей и алюминиевых сплавов. Для декоративной отделки приборов применяется лак марки ЛМ-33, так называемый лак-кристалл «Мороз».

Смоляные лаки представляют собой растворы смол в растворителях. Примером их могут служить бакелитовые лаки, представляющие собой растворы резольных смол в этиловом спирте.

Эфироцеллюлозные лаки являются растворами нитроцеллюлозы, ацетилцеллюлозы и других эфиров целлюлозы. Главное применение получили нитролаки.

Защитные покрытия металлов: как и для чего они создаются?

Смотрите также

В противокоррозионной практике для изоляции металла от воздействия агрессивных сред используются специальные защитные покрытия. Все они подразделяются на металлические и неметаллические.

Металлические – анодные и катодные – покрытия наносятся на поверхности методами газотермического напыления, окунания, гальванизации, плакирования или диффузии.

К неметаллическим защитным покрытиям относятся лакокрасочные составы, полимерные пленки, силикатные эмали, резины, оксиды металлов, соединения фосфора, хрома и др.

Рассмотрим эти виды покрытий подробнее.

Металлические защитные покрытия

В качестве анодных металлических покрытий выступают металлы, электрохимический потенциал которых меньше, чем у обрабатываемых материалов. У катодных он, наоборот, выше.

Анодные покрытия обеспечивают электрохимическую защиту металлических поверхностей и выполняют свои функции даже при нарушении целостности слоя.

Катодные препятствуют попаданию агрессивных сред к основному металлу благодаря образованию механического барьера. Они лучше защищают поверхности от агрессивных воздействий, но только в случае неповрежденности.

В зависимости от способа нанесения металлические покрытия подразделяются на следующие виды.

Гальванические покрытия

Гальванизация – это электрохимический метод нанесения металлического защитного покрытия для защиты поверхностей от коррозии и окисления, улучшения их прочности и износостойкости, придания эстетичного внешнего вида.

Гальванические покрытия применяются в авиа- и машиностроении, радиотехнике, электронике, строительстве.

В зависимости от назначения конкретных деталей выделяют защитные, защитно-декоративные и специальные гальванические покрытия.

Защитные служат для изоляции металлических деталей от воздействия агрессивных сред и предотвращения механических повреждений. Защитно-декоративные предназначены для придания деталям эстетичного внешнего вида и их защиты от разрушительных внешних воздействий.

Специальные покрытия улучшают характеристики обрабатываемых поверхностей, обеспечивая их более высокой износостойкостью, электроизоляционными свойствами, повышенной прочностью и т.д.

Разновидностями гальванических покрытий являются меднение, хромирование, цинкование, железнение, никелирование, латунирование, родирование, золочение, серебрение и пр.

Газотермическое напыление

Представляет собой перенос расплавленных частиц материала на обрабатываемую поверхность газового или плазменным потоком. Покрытия, образованные таким методом, отличаются термо- и износостойкостью, хорошими антикоррозионными, антифрикционными и противозадирными свойствами, электроизоляционной или электропроводной способностью. В качестве напыляемого материала выступают проволоки, шнуры, порошки из металлов, керамики и металлокерамики.

Выделяют следующие методы газотермическогого напыления:

  • Газопламенное напыление: самый простой и недорогой метод, применяемый для защиты крупных площадей поверхности от коррозии и восстановления геометрии деталей
  • Высокоскоростное газопламенное напыление: используется для образования плотных металлокерамических и металлических покрытий
  • Детонационное напыление: применяется для нанесения защитных покрытий, восстановления небольших поврежденных участков поверхности
  • Плазменное напыление: используется для создания тугоплавких керамических покрытий
  • Электродуговая металлизация: для нанесения антикоррозионных металлических покрытий на большие площади поверхности
  • Напыление с оплавлением: применяется тогда, когда риск деформации деталей отсутствует или он оправдан

Погружение в расплав

При использовании этого метода обрабатываемые детали окунаются в расплавленный металл (олово, цинк, алюминий, свинец). Перед погружением поверхности обрабатываются смесью хлорида аммония (52-56 %), глицерина (5-6 %) и хлорида покрываемого металла. Это позволяет защитить расплав от окисления, а также удалить оксидные и солевые пленки.

Данный метод нельзя назвать экономичным, так как наносимый металл расходуется в больших количествах. При этом толщина покрытия неравномерна, а наносить расплав в узкие зазоры и отверстия, например, на резьбу, не представляется возможным.

Термодиффузионное покрытие

Данное покрытие, материалом для которого выступает цинк, обеспечивает высокую электрохимическую защиту стали и черных металлов. Оно обладает высокой адгезией, стойкостью к коррозии, механическим нагрузкам и деформации.

Слой термодиффузионного покрытия имеет одинаковую толщину даже на деталях сложных форм и не отслаивается в процессе эксплуатации.

Плакирование

Метод представляет собой нанесение металла термомеханическим способом: путем пластичной деформации и сильного сжатия. Чаще всего таким образом создаются защитные, контактные или декоративные покрытия на деталях из стали, алюминия, меди и их сплавов.

Плакирование осуществляется в процессе горячей прокатки, прессования, экструзии, штамповки или сваривания взрывом.

Виды и особенности неметаллических покрытий

Неметаллические покрытия подразделяются на органические и неорганические. Они создают на обрабатываемых поверхностях тонкую, инертную по отношению к агрессивным веществам пленку, которая предохраняет детали от негативных воздействий окружающей среды.

Лакокрасочные защитные покрытия

В состав таких покрытий входят пленкообразующие вещества, наполнители, пигменты, пластификаторы, растворители и катализаторы. Варьирование состава позволяет получать материалы со специфическими свойствами (токопроводящие, декоративные, особопрочные, жаростойкие и т.п.). Покрытия такого рода не только защищают изделия в различных условиях, но и придают им эстетичный внешний вид.

В группу лакокрасочных покрытий входят лаки, краски, грунтовки, олифы, шпаклевки.

Силикатные эмали

Применяются для изделий, работающих при высоких температурах, в химически агрессивных средах.

Эмалевое защитное покрытие формируется с помощью порошка или пасты. Процесс проходит в несколько этапов. Сначала на изделие наносится грунтовая эмаль – она улучшает адгезию, уменьшает термические и механические напряжения.

Затем, после спекания первого слоя при температуре +880… + 920 °С, накладывается покровная эмаль, после чего изделие снова подвергается нагреванию до +840… +860 °С.

Если требуется нанести несколько слоев силикатной эмали, вышеописанные операции проводят поочередно несколько раз. Изделия из чугуна, к примеру, обрабатывают в 2-3 подхода.

Застывшая эмаль представляет собой тонкое, похожее на стекло, покрытие. Его основным недостатком является сравнительно низкая прочность – под воздействием ударных нагрузок эмаль может растрескиваться или скалываться.

Полимерные защитные покрытия

В число наиболее распространенных полимеров, применяющихся для защиты металлов от коррозии, входят полистирол, полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен, фторопласты, эпоксидные смолы и др.

Полимерное покрытие осуществляется методами окунания, газотермического или вихревого напыления, обычной кистью. Остывая, оно образует на поверхности сплошную защитную пленку толщиной несколько миллиметров.

Разновидностью полимерных являются антифрикционные покрытия (АФП). Внешне эти материалы похожи на краски, однако вместо пигментов они содержат высокодисперсные частицы твердых смазочных веществ, которые равномерно распределены в смеси связующих компонентов и растворителей.

Основу АФП могут составлять дисульфид молибдена, графит, политетрафторэтилен (ПТФЭ) и прочие твердые смазки, в качестве связующих применяются акриловые, фенольные, полиамид-имидные, эпоксидные смолы, титанат, полиуретан и некоторые другие специальные компоненты.

Антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП), а также специальные растворители и очистители для предварительной подготовки поверхностей разрабатывает российская компания «Моделирование и инжиниринг».

АТСП MODENGY применяются в средне- и тяжелонагруженных узлах трения скольжения (направляющих, зубчатых передачах, подшипниках и т.д.), на деталях двигателей внутреннего сгорания (юбках поршней, подшипниках скольжения, дроссельной заслонке), в резьбовых соединениях и крепеже, трубопроводной арматуре, пластиковых и металлических элементах автомобилей (замках, петлях, пружинах, скобах, механизмах регулировки и т.д.), а также в других парах трения металл-металл, металл-резина, полимер-полимер, металл-полимер.

Материалы MODENGY наносятся однократно на весь срок службы деталей, позволяя создавать узлы трения, не требующие дальнейшего обслуживания и применения традиционных смазочных материалов.

Антифрикционные покрытия MODENGY отличаются:

  • Высокой несущей способностью
  • Работоспособностью в запыленной среде
  • Низким коэффициентом трения
  • Широким диапазоном рабочих температур
  • Высокой износостойкостью
  • Противозадирными и антикоррозионными свойствами
  • Стойкостью к воздействию кислот, щелочей, растворителей и других химикатов
  • Работоспособность в условиях радиации и вакуума

Покрытия ложатся тонким слоем, поэтому практически не меняют исходные размеры деталей, зато обеспечивают им необходимый комплекс триботехнических и защитных свойств.

Применение АТСП MODENGY позволяет эффективно управлять трением, повышать ресурс и энергоэффективность оборудования.

Оксидные защитные пленки

Оксидирование – это окислительно-восстановительная реакция металлов, которая возникает благодаря их взаимодействию с кислородом, электролитом или специальными кислотно-щелочными составами. В результате этого процесса на металлических поверхностях образуется защитная пленка, которая увеличивает их твердость, снижает риск образования задиров, улучшает приработку деталей и повышает срок их службы.

Оксидирование используется для получения защитных и декоративных покрытий, а также для формирования диэлектрических слоев. Различают химические, анодные (электрохимические), термические, плазменные и лазерные методы этой обработки.

Резиновые защитные покрытия

Гуммирование, или создание защитных покрытий резины или эбонита, осуществляется для защиты различных емкостей, трубопроводов, цистерн, химических аппаратов, резервуаров для перевозки и хранения химических веществ от воздействия внешней среды.

Защитное покрытие может быть сформировано из мягкой или твердой резины. Консистенция контролируется добавками серы: мягкая содержит от 2 до 4 % этого вещества, твердая – от 30 до 50 %.

Покрытие наносится на предварительно очищенные и обезжиренные поверхности. Скопившийся после обработки воздух выдавливается валиком. В качестве заключительного этапа гуммирования проводится вулканизация изделий.

Резиновые покрытия являются хорошими диэлектриками, обладают стойкостью ко многим кислотам и щелочам (но не к сильным окислителям). Из существенных недостатков резиновых покрытий можно выделить их старение со временем.

Смазки и пасты

При длительном хранении и перевозке металлоизделий в качестве защитных покрытий могут использоваться специальные смазки и пасты – они препятствуют попаданию на поверхности влаги, пыли и различных газообразных веществ, наносятся кистью или методом распыления.

Консервационные материалы изготавливаются на основе минеральных масел (вазелинового, машинного) и воскообразных веществ (воска, парафина, мыла). Очень популярны смазки, в состав которых входит 5 % парафина и 95 % петролатума (смеси парафинов, масел и минеральных восков – церезинов).

Главный недостаток паст и смазок, применяющихся в качестве защитных покрытий, состоит в том, что целостность образовавшейся пленки легко нарушить. Именно поэтому лучшей альтернативой пластичных составов являются антифрикционные покрытия.

Присоединяйтесь

© 2004 – 2019 ООО «АТФ». Все авторские права защищены. ООО «АТФ» является зарегистрированной торговой маркой.

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 дм 2 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.

Окраска металлоконструкций: применяемые материалы, этапы проведения работ

Конструкции из металла в нашей жизни встречаются повсеместно. Для того, чтобы придать им привлекательный внешний вид, и, самое главное — защитить от коррозии, которая со временем приведет к разрушению сооружения, применяется окраска металлоконструкций.

Наша статья поможет разобраться, какие виды покрытий используются, и как правильно организовать рабочий процесс.

Для чего необходимо обрабатывать металлическую поверхность

Основная напасть, с которой можно столкнуться при эксплуатации металлических конструкций ̶ это коррозия.

Она может развиваться по всей поверхности материала или на определенных ее участках:

Видов коррозии существует множество. Основными являются химическая, электрохимическая и газовая.

В качестве агрессивных сред выступают: воздух атмосферы, воды, газы, химические вещества.

Все металлы и сплавы в той или иной степени подвержены коррозии (для примера, ее скорость у низкоуглеродистой стали составляет 0,05. 0,1 мм/год, тогда как у оцинкованной стали этот показатель в 10 раз меньше).

Защитить металл от коррозии можно с помощью электрохимических методов, путем изменения свойств коррозионной среды, легирования металлов. Также изолировать металл от контакта с внешней средой можно, нанеся на его поверхность лакокрасочное, металлическое, полимерное и другие виды покрытий.

Описание лакокрасочных материалов для обработки металла

По своему назначению ЛКМ подразделяются на краски (эмали), лаки и грунтовки.

Использование этих средств удобно тем, что, в большинстве случаев, наносить их на металлическую конструкцию можно по месту ее нахождения. После обработки на поверхности образуется пленка, которая защищает материал от вредных воздействий.

Обратите внимание! В СП 28.13330.2012 «Защита строительных конструкций от коррозии», ГОСТ 9.402-2004 «Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей к окрашиванию», устанавливаются виды и условия применения различных покрытий, а также требования к подготовке поверхности к окрашиванию.

Рассмотрим наиболее часто используемые средства для окрашивания и защиты металлических поверхностей своими руками.

Нанесение грунтовки позволяет создать на металлической поверхности тонкую пленку, которая предохраняет материал от внешних воздействий, улучшить адгезию поверхности и нанесенного впоследствии основного слоя ЛКМ, обеспечить хорошее качество нанесения покрытия, а также его экономию.

Грунт должен подбираться в зависимости от вида металла, условий его эксплуатации, а также от типа наносимого потом покрытия (см. Грунтовка для стальных труб: как применять).

Виды грунтовок для металла в зависимости от типа пленкообразователя:

Алкидная. Популярное покрытие. Изготавливается на основе алкидных пленкообразователей. Этот грунт повышает стойкость металла к коррозии, обеспечивает хорошее сцепление с краской. Грунтовка обладает термостойкостью и защищает от действия агрессивных веществ. Применяется для наружных и внутренних работ. Состав совместим со многими типами ЛКМ. Средний расход ̶ около 0,1 кг/кв.м (на 1 слой).

Акриловая. Такой грунт подходит для применения в домашних условиях, так как быстро сохнет и не имеет неприятного запаха. Создает прочный защитный слой, выравнивает поверхность, обеспечивает хорошую адгезию. Норма расхода ̶ 0,2 кг/ кв.м.

Важно! Кислотный акриловый грунт не предназначен для нанесения на него краски.

Эпоксидная. Хорошо защищает металл от воздействия атмосферы, нефтепродуктов. Рекомендуется для нанесения на конструкции, эксплуатирующиеся в условиях высокой влажности. На 1 м2 требуется 0,15 кг грунта.

Полиуретановая. Обладает хорошими показателями по износостойкости, стойкости к атмосферным воздействиям и химическим реагентам. Подходит для нанесения на сталь, чугун, алюминий, медь. Совместима с полиуретановыми эмалями. Расход грунта составляет около 0,1 кг/ кв.м.

Фосфатирующая. Она содержит ортофосфорную кислоту и разбавитель. Такой грунт применяют для стальных поверхностей, иногда и для алюминия. Универсальный грунт, совместимый со всеми видами красок. Содержит преобразователь ржавчины, обладает хорошей адгезией. У данного покрытия достаточно хорошая стойкость к высоким температурам: до 200 градусов. На 1 м2 расходуется до 0,15 кг грунтовки.

Лучшими по влагостойкости являются эпоксидная грунтовка и грунт, содержащий фтор.

В зависимости от типа воздействия, различают следующие виды грунтовок:

Протекторная. В составе грунтовок присутствуют алюминиевые и цинковые порошки, обеспечивающие надежную защиту от коррозии. В качестве пленкообразователя могут использоваться полиуретановые, полистирольные, эпоксидные составы.

Изолирующая. Грунтовка образует защитную пленку. К таким грунтам относятся некоторые виды алкидных и эпоксидных материалы. Грунтовка обладает не слишком непродолжительным действием.

Пассивирующая. Она не дает возникнуть и распространиться коррозии. Защитные свойства напрямую зависят от концентрации солей хромовых кислот.

Ингибирующая. Ингибиторы коррозии значительно усиливают защитные свойства грунта. Благодаря им на поверхности металла образуется покрытие «грунт-эмаль».

Преобразователь ржавчины. Эти составы допускают присутствие ржавчины при нанесении, которую они сами способны разрушить. Однако такой грунт не служит для защиты конструкции. Его следует использовать вместе с другими грунтовками, лучше всего, с пассивирующими.

Обратите внимание! Если рассматривать одну и ту же конструкцию, окрашенную одинаковой краской, но грунтованную разными составами, то наилучшие показатели по атмосферостойкости получены при использовании протекторной грунтовки, немного хуже данные у пассивирующего грунта, а самым слабым по этому показателю оказался изолирующий состав.

Грунтовка обычно наносится в 2-3 слоя. Чтобы правильно определиться с выбором материала, перед покупкой рекомендуем ознакомиться с информацией, которую содержит инструкция на упаковке.

Видов красок для нанесения на металлические поверхности выпускается пара десятков. Рассмотрим наиболее популярные.

По составу различают следующие покрытия:

Эпоксидные. Составы надежно защищают большинство видов металлов, стойки к механическим повреждениям, воздействиям воды, ГСМ, щелочей, кислот, растворителей. Краски не рекомендуется применять в домашних условиях из-за токсичности. Для окрашивания 1м2 металлической поверхности в один слой требуется 0,15-0,2 кг.

Акриловые. Используются для наружных и внутренних работ (см. Акриловые краски и как ими пользоваться: советы, характеристики и рекомендации). Хорошо защищают металл от коррозии, эластичны, имеют большой срок службы. Их можно использовать для окраски отопительных радиаторов.

Полиуретановые краски. Применяются снаружи и внутри помещений. Могут быть одно- и двухкомпонентными. Защищают от коррозии сталь, чугун, алюминий, медь. Не образуют потеков при окрашивании вертикальных поверхностей. Составы можно наносить и при отрицательных температурах. Стойко выдерживают температурный диапазон -60..+80 градусов. Обладают хорошей прочностью на разрыв, стойкостью к химии. Расход такого покрытия на 1 м2 составляет всего 0,1-0,15 кг.

Алкидные краски. Долговечное покрытие с большим разнообразием оттенков. Минусами считаются долгое время сушки, плохая стойкость к ультрафиолету. Расход краски: 0,15-0,2 кг/м2.

Кремнийорганические. Краски долговечны, отличаются большим выбором цветов. Они хорошо защищают металл от коррозии, стойки к морозам, перепадам температур, осадкам, ультрафиолету. Для использования при покраске внутри помещения преградой служит едкий запах. Термостойкие разновидности могут выдерживать постоянное воздействие высоких температур (до 350 градусов). На 1 кв.м расходуется до 0,15 кг.

Резиновые. Эти покрытия можно наносить на любую поверхность, на все виды грунтов. Они хорошо переносят механические воздействия, обеспечивают отличную защиту металлу, однако цена красок довольно высокая. Расход состава: 0,25 кг/ 1 кв.м.

Нитрокраска. Это покрытие применяется редко за счет большого количества недостатков: у краски небольшой срок службы, плохая адгезия, неприятный запах, плохая устойчивость к солнечному свету. Однако, она быстро высыхает и наносить ее можно даже при минусовых температурах.

Молотковая краска. Это покрытие производится на основе алкидных, акриловых или эпоксидных смол. Блеск и шероховатость ей обеспечивают добавление стекла и алюминиевой пудры. Краска создает стойкое антикоррозионное покрытие черных и цветных металлов, очень привлекательное внешне. Такой быстросохнущий состав можно наносить непосредственно на поверхность, подверженную коррозии. Краска отличается долговечностью, стойкостью ко всем видам атмосферных воздействий.

Структура покрытия отлично скрывает дефекты поверхности.

Однако недостатки есть и у такого, казалось бы, идеального покрытия. Это: цена и приличный расход.

Порошковая краска. Основу этой краски составляют полимерные смолы, она представляет собой мелкодисперсионный порошок. Использование состава и технология окрашивания позволяют получить прочное, долговечное покрытие.

Состав наносится одним тонким слоем на обработанную поверхность. Чаще всего используется электростатический метод напыления заземленной металлической конструкции.

Затем в камере полимеризации происходит оплавление при температурах 160-200 градусов. В результате образуется равномерное, монолитное, герметичное покрытие, качество которого заметно превышает полученное в процессе окрашивания.

Важно! Перед окрашиванием изделие следует очистить от ржавчины и грязи, загрунтовать (рекомендуется использовать фосфатирование) и высушить.

Окрашивание по данной технологии требует наличия специального оборудования: пневматического распылителя, камеры для распыления, камеры-печи. Порошковая краска имеет большую палитру расцветок и текстур (под камень, различные виды металла, перламутр, хамелеон и т.д.)

Базовая стоимость работ по окраске металлоконструкций с использованием порошка, у специализирующихся на данной услуге компаний находится в пределах 170-180 руб./кв.м. Стоимость обработки не самая низкая, однако долговечность покрытия компенсирует затраты.

Полиуретановый. Лак обладает большим сроком службы, устойчив к износам и температурам (до 70-80 градусов), прочен. В прозрачный состав допускается добавление пигментов.

Битумный. Это покрытие обладает хорошей прочностью, стойкостью к температурным перепадам, воздействию химии. Обладает хорошими эксплуатационными характеристиками. Образует защитную пленку черного цвета.

Акриловый. Быстросохнущий, влагостойкий лак. Отлично защищает от коррозии.

Алкидный. Покрытие устойчиво к химии, влаге, температурам, механическим повреждениям.

Термостойкий лак «печной». Лак черного цвета. Обладает стойкостью к температурам до +250 градусов. У лака хорошая атмосферостойкость.

Порядок проведения работ

При выборе технологического процесса подготовки поверхности и непосредственно окрашивания, учитываются тип металла и условия, в которых конструкция эксплуатируется.

Окрашивание металлических поверхностей наглядно демонстрирует видео:

  • Предварительный. Проводится осмотр объекта, определяется площадь окраски металлоконструкций, выбирается вариант покрытия, в зависимости от выбранной технологической схемы составляется смета на покраску металлоконструкций.

Определить площадь, подлежащую окраске, не всегда бывает просто. В бытовых ситуациях можно воспользоваться онлайн-калькуляторами.

Решить проблему, как посчитать площадь покраски металлоконструкций и правильно составить смету, помогут ГЭСН 81-02-13-2017 «Защита строительных конструкций и оборудования от коррозии».

Пример расчета расходов на покраску (см. фото):

Проводится очистка конструкции от грязи. Производство данной операции выполняется с помощью механических, химических или термических (реже) методов.

Механическую обработку поверхности удобнее производить при помощи использования пескоструйного оборудования. Такая обработка под давлением просеянным песком, позволяет за короткий промежуток времени очистить большие площади.

Грунтование поверхности. При необходимости, поверхность следует предварительно обезжирить. После обработки покрытие должно высохнуть.

  • Окрашивание конструкции. В зависимости от формы и площади изделия и используемого состава используют нанесение кистью, валиком, напыление или окунание (для мелких деталей). В случае необходимости, после высыхания краски наносится лаковое покрытие.

Покраска изделий и сооружений из металла, является ключевым средством для обеспечения долговечности конструкций. При выборе технологии процесса следует проанализировать условия эксплуатации, рассчитать, сколько стоит покраска металлоконструкций с использованием различных вариантов составов, выбрать материалы, подходящие в конкретном случае.

При условии использования верно подобранных и качественных покрытий, металлоконструкция будет долгие годы радовать прекрасным внешним видом.

Защитные покрытия металлов: как и для чего они создаются?

Смотрите также

В противокоррозионной практике для изоляции металла от воздействия агрессивных сред используются специальные защитные покрытия. Все они подразделяются на металлические и неметаллические.

Металлические – анодные и катодные – покрытия наносятся на поверхности методами газотермического напыления, окунания, гальванизации, плакирования или диффузии.

К неметаллическим защитным покрытиям относятся лакокрасочные составы, полимерные пленки, силикатные эмали, резины, оксиды металлов, соединения фосфора, хрома и др.

Рассмотрим эти виды покрытий подробнее.

Металлические защитные покрытия

В качестве анодных металлических покрытий выступают металлы, электрохимический потенциал которых меньше, чем у обрабатываемых материалов. У катодных он, наоборот, выше.

Анодные покрытия обеспечивают электрохимическую защиту металлических поверхностей и выполняют свои функции даже при нарушении целостности слоя.

Катодные препятствуют попаданию агрессивных сред к основному металлу благодаря образованию механического барьера. Они лучше защищают поверхности от агрессивных воздействий, но только в случае неповрежденности.

В зависимости от способа нанесения металлические покрытия подразделяются на следующие виды.

Гальванические покрытия

Гальванизация – это электрохимический метод нанесения металлического защитного покрытия для защиты поверхностей от коррозии и окисления, улучшения их прочности и износостойкости, придания эстетичного внешнего вида.

Гальванические покрытия применяются в авиа- и машиностроении, радиотехнике, электронике, строительстве.

В зависимости от назначения конкретных деталей выделяют защитные, защитно-декоративные и специальные гальванические покрытия.

Защитные служат для изоляции металлических деталей от воздействия агрессивных сред и предотвращения механических повреждений. Защитно-декоративные предназначены для придания деталям эстетичного внешнего вида и их защиты от разрушительных внешних воздействий.

Специальные покрытия улучшают характеристики обрабатываемых поверхностей, обеспечивая их более высокой износостойкостью, электроизоляционными свойствами, повышенной прочностью и т.д.

Разновидностями гальванических покрытий являются меднение, хромирование, цинкование, железнение, никелирование, латунирование, родирование, золочение, серебрение и пр.

Газотермическое напыление

Представляет собой перенос расплавленных частиц материала на обрабатываемую поверхность газового или плазменным потоком. Покрытия, образованные таким методом, отличаются термо- и износостойкостью, хорошими антикоррозионными, антифрикционными и противозадирными свойствами, электроизоляционной или электропроводной способностью. В качестве напыляемого материала выступают проволоки, шнуры, порошки из металлов, керамики и металлокерамики.

Выделяют следующие методы газотермическогого напыления:

  • Газопламенное напыление: самый простой и недорогой метод, применяемый для защиты крупных площадей поверхности от коррозии и восстановления геометрии деталей
  • Высокоскоростное газопламенное напыление: используется для образования плотных металлокерамических и металлических покрытий
  • Детонационное напыление: применяется для нанесения защитных покрытий, восстановления небольших поврежденных участков поверхности
  • Плазменное напыление: используется для создания тугоплавких керамических покрытий
  • Электродуговая металлизация: для нанесения антикоррозионных металлических покрытий на большие площади поверхности
  • Напыление с оплавлением: применяется тогда, когда риск деформации деталей отсутствует или он оправдан

Погружение в расплав

При использовании этого метода обрабатываемые детали окунаются в расплавленный металл (олово, цинк, алюминий, свинец). Перед погружением поверхности обрабатываются смесью хлорида аммония (52-56 %), глицерина (5-6 %) и хлорида покрываемого металла. Это позволяет защитить расплав от окисления, а также удалить оксидные и солевые пленки.

Данный метод нельзя назвать экономичным, так как наносимый металл расходуется в больших количествах. При этом толщина покрытия неравномерна, а наносить расплав в узкие зазоры и отверстия, например, на резьбу, не представляется возможным.

Термодиффузионное покрытие

Данное покрытие, материалом для которого выступает цинк, обеспечивает высокую электрохимическую защиту стали и черных металлов. Оно обладает высокой адгезией, стойкостью к коррозии, механическим нагрузкам и деформации.

Слой термодиффузионного покрытия имеет одинаковую толщину даже на деталях сложных форм и не отслаивается в процессе эксплуатации.

Плакирование

Метод представляет собой нанесение металла термомеханическим способом: путем пластичной деформации и сильного сжатия. Чаще всего таким образом создаются защитные, контактные или декоративные покрытия на деталях из стали, алюминия, меди и их сплавов.

Плакирование осуществляется в процессе горячей прокатки, прессования, экструзии, штамповки или сваривания взрывом.

Виды и особенности неметаллических покрытий

Неметаллические покрытия подразделяются на органические и неорганические. Они создают на обрабатываемых поверхностях тонкую, инертную по отношению к агрессивным веществам пленку, которая предохраняет детали от негативных воздействий окружающей среды.

Лакокрасочные защитные покрытия

В состав таких покрытий входят пленкообразующие вещества, наполнители, пигменты, пластификаторы, растворители и катализаторы. Варьирование состава позволяет получать материалы со специфическими свойствами (токопроводящие, декоративные, особопрочные, жаростойкие и т.п.). Покрытия такого рода не только защищают изделия в различных условиях, но и придают им эстетичный внешний вид.

В группу лакокрасочных покрытий входят лаки, краски, грунтовки, олифы, шпаклевки.

Силикатные эмали

Применяются для изделий, работающих при высоких температурах, в химически агрессивных средах.

Эмалевое защитное покрытие формируется с помощью порошка или пасты. Процесс проходит в несколько этапов. Сначала на изделие наносится грунтовая эмаль – она улучшает адгезию, уменьшает термические и механические напряжения.

Затем, после спекания первого слоя при температуре +880… + 920 °С, накладывается покровная эмаль, после чего изделие снова подвергается нагреванию до +840… +860 °С.

Если требуется нанести несколько слоев силикатной эмали, вышеописанные операции проводят поочередно несколько раз. Изделия из чугуна, к примеру, обрабатывают в 2-3 подхода.

Застывшая эмаль представляет собой тонкое, похожее на стекло, покрытие. Его основным недостатком является сравнительно низкая прочность – под воздействием ударных нагрузок эмаль может растрескиваться или скалываться.

Полимерные защитные покрытия

В число наиболее распространенных полимеров, применяющихся для защиты металлов от коррозии, входят полистирол, полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен, фторопласты, эпоксидные смолы и др.

Полимерное покрытие осуществляется методами окунания, газотермического или вихревого напыления, обычной кистью. Остывая, оно образует на поверхности сплошную защитную пленку толщиной несколько миллиметров.

Разновидностью полимерных являются антифрикционные покрытия (АФП). Внешне эти материалы похожи на краски, однако вместо пигментов они содержат высокодисперсные частицы твердых смазочных веществ, которые равномерно распределены в смеси связующих компонентов и растворителей.

Основу АФП могут составлять дисульфид молибдена, графит, политетрафторэтилен (ПТФЭ) и прочие твердые смазки, в качестве связующих применяются акриловые, фенольные, полиамид-имидные, эпоксидные смолы, титанат, полиуретан и некоторые другие специальные компоненты.

Антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП), а также специальные растворители и очистители для предварительной подготовки поверхностей разрабатывает российская компания «Моделирование и инжиниринг».

АТСП MODENGY применяются в средне- и тяжелонагруженных узлах трения скольжения (направляющих, зубчатых передачах, подшипниках и т.д.), на деталях двигателей внутреннего сгорания (юбках поршней, подшипниках скольжения, дроссельной заслонке), в резьбовых соединениях и крепеже, трубопроводной арматуре, пластиковых и металлических элементах автомобилей (замках, петлях, пружинах, скобах, механизмах регулировки и т.д.), а также в других парах трения металл-металл, металл-резина, полимер-полимер, металл-полимер.

Материалы MODENGY наносятся однократно на весь срок службы деталей, позволяя создавать узлы трения, не требующие дальнейшего обслуживания и применения традиционных смазочных материалов.

Антифрикционные покрытия MODENGY отличаются:

  • Высокой несущей способностью
  • Работоспособностью в запыленной среде
  • Низким коэффициентом трения
  • Широким диапазоном рабочих температур
  • Высокой износостойкостью
  • Противозадирными и антикоррозионными свойствами
  • Стойкостью к воздействию кислот, щелочей, растворителей и других химикатов
  • Работоспособность в условиях радиации и вакуума

Покрытия ложатся тонким слоем, поэтому практически не меняют исходные размеры деталей, зато обеспечивают им необходимый комплекс триботехнических и защитных свойств.

Применение АТСП MODENGY позволяет эффективно управлять трением, повышать ресурс и энергоэффективность оборудования.

Оксидные защитные пленки

Оксидирование – это окислительно-восстановительная реакция металлов, которая возникает благодаря их взаимодействию с кислородом, электролитом или специальными кислотно-щелочными составами. В результате этого процесса на металлических поверхностях образуется защитная пленка, которая увеличивает их твердость, снижает риск образования задиров, улучшает приработку деталей и повышает срок их службы.

Оксидирование используется для получения защитных и декоративных покрытий, а также для формирования диэлектрических слоев. Различают химические, анодные (электрохимические), термические, плазменные и лазерные методы этой обработки.

Резиновые защитные покрытия

Гуммирование, или создание защитных покрытий резины или эбонита, осуществляется для защиты различных емкостей, трубопроводов, цистерн, химических аппаратов, резервуаров для перевозки и хранения химических веществ от воздействия внешней среды.

Защитное покрытие может быть сформировано из мягкой или твердой резины. Консистенция контролируется добавками серы: мягкая содержит от 2 до 4 % этого вещества, твердая – от 30 до 50 %.

Покрытие наносится на предварительно очищенные и обезжиренные поверхности. Скопившийся после обработки воздух выдавливается валиком. В качестве заключительного этапа гуммирования проводится вулканизация изделий.

Резиновые покрытия являются хорошими диэлектриками, обладают стойкостью ко многим кислотам и щелочам (но не к сильным окислителям). Из существенных недостатков резиновых покрытий можно выделить их старение со временем.

Смазки и пасты

При длительном хранении и перевозке металлоизделий в качестве защитных покрытий могут использоваться специальные смазки и пасты – они препятствуют попаданию на поверхности влаги, пыли и различных газообразных веществ, наносятся кистью или методом распыления.

Консервационные материалы изготавливаются на основе минеральных масел (вазелинового, машинного) и воскообразных веществ (воска, парафина, мыла). Очень популярны смазки, в состав которых входит 5 % парафина и 95 % петролатума (смеси парафинов, масел и минеральных восков – церезинов).

Главный недостаток паст и смазок, применяющихся в качестве защитных покрытий, состоит в том, что целостность образовавшейся пленки легко нарушить. Именно поэтому лучшей альтернативой пластичных составов являются антифрикционные покрытия.

Присоединяйтесь

© 2004 – 2019 ООО «АТФ». Все авторские права защищены. ООО «АТФ» является зарегистрированной торговой маркой.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector