В низковольтном аппаратостроении применяют два вида защитных и декоративных неметаллических покрытий — неметаллические органические и неорганические покрытия.
Технология лакокрасочных покрытий.
Процесс окраски изделий состоит из работ, совершаемых в такой последовательности:
1) подготовка поверхности; 2) нанесение покрытия; 3) сушка покрытия; 4) отделка поверхности покрытия.
Подготовка поверхности.
В цикл подготовки поверхности под окраску входят работы: устранение неровностей поверхности; удаление продуктов коррозии; удаление масляно-жировых и других загрязнений; специальная обработка поверхности. На поверхности металлических заготовок, деталей, подлежащих окраске могут быть облом, заусенцы, вмятины, неровности швов, грат и др.
Выравнивание неровностей поверхности может требовать нанесения нескольких слоев шпатлевки, что приводит к снижению долговечности покрытия. Поэтому к качеству поверхности изделий, подлежащих окраске, предъявляются повышенные требования: перед последующими операциями все неровности поверхности изделий должны быть устранены.
Удаление продуктов коррозии в виде окалины и ржавчины производят различными способами — механическим, термическим и химическим. К механическим способам очистки поверхности относятся: песко-дробеструйная, гидроабразивная и дробеметная обработки; крацевание; шлифование и очистка ручным инструментом. Очистка поверхности металлическим песком является высокопроизводительным методом, обеспечивающим микрошероховатость поверхности с увеличенной адгезионной способностью. Но вследствие повышенной химической активности после дробе- и пескоструйной обработки поверхность легко окисляется, а поэтому ее рекомендуется сразу после очистки грунтовать или фосфатировать.
Эффективным способом очистки является гидроабразивная дробеструйная очистка. Применяют и комбинированную очистку поверхности, совмещая в один агрегат дробеструйный и дробеметный аппараты, что обеспечивает очистку деталей любой сложности.
При крацевании поверхность деталей обрабатывают быстровращающимися дисковыми проволочными щетками. Стальные поверхности обрабатываются щетками из стальной проволоки диаметром 0,2—0,4 мм, а поверхности цветных металлов— щетками из латунной и медной проволоки. Обычно производят мокрое крацевание с мыльной водой 2—5%-ным раствором соды со взмученной в воде венской известью, пемзой и др. Этот способ позволяет удалять заусенцы, окалину, ржавчину, жировые загрязнения.
Шлифованием (на станках, ручным инструментом) получают ровные, гладкие поверхности, снимают окисные пленки. Из ручных способов очистки применяют электрические и пневматические машинки, снабженные стальными щетками, абразивными кругами, шайбами с шлифовальной шкуркой, иглофрезами.
Удаление загрязнений с поверхности металла (окалины, ржавчины, масляно-жировых пленок, старой краски) производят и огневым способом с применением кислородно-ацетиленовых и кислородно-керосиновых горелок. При этом из-за различных коэффициентов теплового расширения у стали и окалины последняя растрескивается и отслаивается. Ржавчина же разрыхляется настолько, что легко удаляется стальными щетками, скребками. Но этот метод очистки поверхностей пригоден только для материала толщиной не менее 5 мм, при меньших толщинах наблюдается коробление изделий.
Снятие окисных пленок с металлических поверхностей производят и химическим способом — травлением. Перед травлением поверхности должны быть очищены от жировых загрязнений; обработку стальных изделий производят в водных растворах серной, соляной и фосфорной кислот. Раствором азотной кислоты обрабатывают высоколегированные стали, а в смеси с соляной кислотой — цветные металлы. С целью ускорения процесса травления и сокращения расхода кислоты применяют электрохимическое травление.
При наличии на поверхности жировых и масляных загрязнений изделия подвергают обезжириванию. Из органических растворителей при обезжиривании используют бензин, уайт-спирит, дихлорэтан, трихлорэтан и др. Щелочные растворы с минеральными маслами образуют эмульсии, а жиры — омыливают; те и другие после обработки легко смываются водой.
В целях ускорения процессов травления и обезжиривания растворы «озвучивают» путем возбуждения в жидкости колебаний с ультразвуковой частотой.
Способы нанесения лакокрасочных материалов.
Применяемые в промышленности способы нанесения покрытий следующие: кистевой, распылением, погружением, обливанием и накаткой.
Кистевой способ не требует специального оборудования и сложных установок, применяется для нанесения медленно высыхающих красок (масляных, битумных и др.) на поверхности практически любых размеров и конфигураций; производительность относительно низкая: при грунтовке сложной конфигурации составляет 6—10 чел. в минуту на 1 м2 и при окончательной окраске 7—12 чел. в минуту на 1 м2.
Окрашивание промышленных изделий распылением — процесс высокопроизводительный, пригодный для нанесения равномерных и тонких слоев медленно и быстро высыхающих лакокрасочных материалов на изделия любых конфигураций и размеров. Способы распыления: пневматический (сжатым воздухом), механический, смешанный (пневмомеханическим распылением), безвоздушный и в электростатическом поле.
Распыление красок пневматическим способом имеет преимущественное распространение, так как обеспечивает покрытие высокого качества при производительности, в 4—5 раз превышающей окраску кистью. Этот способ связан с неизбежными потерями распыленного пульверизацией материала в окружающую среду и весьма интенсивным испарением растворителей. Окраску воздушным распылением производят в специальных изолированных помещениях — камерах с вытяжной вентиляцией, оборудованных гидрофильтрами с целью очистки отсасываемого воздуха от взвешенных в нем частиц краски. В промышленности применяют краскораспылители на давление воздуха до 5,5 · 105 Па (5,5 ати), так как распылители на давление до 2,5· 105 Па (2,5 ати) не обеспечивают качественного покрытия.
При окраске распылением жестко соблюдают требование к поддержанию рабочей вязкости краски с обязательным фильтрованием состава через сито с 3200—3600 отверстиями на 1 см2. С целью снижения расхода растворителей в ряде случаев окрасочный материал подвергают нагреву, что снижает расход растворителей на 30—40%.
Для окраски крупногабаритных изделий находит применение метод безвоздушного распыления, снижающий потери краски па туманообразование в 2—4 раза по сравнению с обычным воздушным распылением. Принцип основан на использовании максимального перепада давления на пороге выхода краски из сопла краскораспылителя с 40—60· 105 Па и 90—160* 105 Па (90—160 ати) до 105 Па, что приводит к мгновенному испарению легколетучей части раствора, сопровождающемуся интенсивным распылением более тяжелой фракции раствора на мельчайшие частицы.
При распылении материала с подогревом покрытие получается беспористым и лучшим разливом и глянцем, чем без подогрева.
Способ окраски распылением в электростатическом поле высокого напряжения (до 100 кВ и выше) сводит туманообразование на нет, что позволяет экономить 30—70% лакокрасочного материала. Процесс окраски может быть автоматизирован. Однако при этом методе возникают трудности при окрашивании внутренних поверхностей, глубоких впадин, острых кромок. В ряде случаев прибегают к частичной подкраске слабо окрашенных мест обычным пневматическим распылителем.
Предпочтительное применение при этом методе находят лакокрасочные материалы на основе таких растворителей, как ацетон, сложные эфиры — метилацетат, бутилацетат и некоторые другие, которые хорошо распыляются в электростатическом поле, Аэрозоль краски в виде тумана вносится в электрическое поле высокого напряжения и, приобретая отрицательный заряд, силами электрического поля переносится на поверхность заземленных деталей. Равномерному распределению по поверхности частиц аэрозоля краски способствуют их одноименные заряды с наличием сил отталкивания между частицами.
Механический и пневмомеханический способы окраски распылением в аппаратостроении применения почти не находят.
Способ окраски погружением является наиболее простым и производительным, пригоден для окраски деталей обтекаемой формы, допускающих полное и равномерное стекание с их поверхности излишков краски. При наличии в изделиях внутренних полостей и глухих отверстий последние должны иметь технические дренажи, обеспечивающие стекание излишков краски.
Быстросохнущие лакокрасочные материалы для окраски погружением непригодны.
Толщину покрытия регулируют воздействием на вязкость материала за счет добавления растворителей и разбавителей. Необходимую вязкость краски определяют опытным путем. Оптимальная толщина пленки примерно 34—40 мкм. Получить одинаковую толщину пленки в верхних и нижних частях изделий и исключить подтеки при этом способе невозможно. Поэтому а особ окраски погружением применим для изделий, к поверхности которых не предъявляют высоких декоративных требований, например для катушек аппаратов.
Погружение изделий в ванну с лакокрасочным материалом, стенание и последующая сушка осуществляется либо вручную серийное производство), либо механизированным путем (серийное производство), либо конвейерным способом (массовое производство).
Окраска обливанием и накатка валиком в аппаратостроении не используется.
