Краткие сведения из теории

Схемы технологических про­цессов окраски

Кузов после ремонта нуждается в пол­ной окраске или частичной подкраске от­дельных его поверхностей. Могут быть ре­ализованы 3 схемы покраски кузова, отли­чающиеся как числом операций, так и их содержанием и исполнением: полная окра­ска кузова со снятием старой краски, ок­раска кузова по старой краске и подкраска отдельных поврежденных участков повер­хностей кузова или замененных деталей. Во всех трех схемах технологических процессов окраски обя­зателен этап подготовки поверхности под окраску.

Для снятия старой краски используют различ­ные способы — механический или хими­ческий. Механический способ подготовки по­верхности. При наличии на поверхности кузова коррозии и окислов и необходимо­сти создания определенной шероховато­сти используют различные скребки, про­волочные и капроновые щетки, шлифо­вальные машинки (рис.1) и шли­фовальные шкурки.

Для удаления ржавчины, зачистки за­усенцев, снятия старой и дефектной кра­ски используются дисковые щетки с ради­альным расположением ворса из гофриро­ванной или сплетенной в жгут проволоки. Дисковые щетки с неметаллическим вор­сом применяют для удаления тонкого слоя окалины, цветов побежалости, незначи­тельных заусенцев. Торцевые (чашечные) щетки используют для удаления ржавчины, старой или дефектной краски, загряз­нений с больших поверхностей при подготовке под окраску.

Рисунок 1 - Ручные пневматические машины для сухого шлифования и полирования: а — МШ-1М; б — МШ-2М; в — МШ-3; 1 — шланг для подачи сжатого воздуха; 2 — рукоятка; 3- пневмодвигатель; 4 — рабочий диск

Рабочим органом шлифовальных ма­шинок, служат абразивные круги и ленты различной твердости и зернистости.

Химические способы подготовки по­верхности. К химическим наиболее рас­пространенным способам подготовки от­носят: травление, обезжиривание, фосфатирование и пассивирование. Для удале­ния оксидов или остатков покрытий с поверхности кузова применяют химиче­ски активные вещества. В основном это водные растворы кислот и щелочей.

Травление. Химическое или электрохимическое растворение или раз­рушение поверхностных слоев металла проводят с целью удаления загрязнения или активации поверхности металла. Вы­бор травильных веществ определяется ха­рактером их химического взаимодействия с очищаемой поверхностью. Одним из распространенных раство­ров является раствор, содержащий фос­форную кислоту. После нанесения раствора кистью на поверхность дают выдержку 3 5 мин, а затем смывают водяной струей и нейтрализуют поверхность слабым щелочным раствором.

Обезжиривание. При обезжи­ривании органическими растворителями (бензин, уайт-спирит и др.) образуется однородная смесь или раствор с загрязнени­ем, которое они растворяют. Для обезжи­ривания поверхностей перед окраской отдают предпочтение щелочным растворам, а не растворителям. После обезжиривания щелочными растворами поверхность кузова должна быть промыта водой в пассивирующем растворе нитрита натрия или хромпика с концентрацией 5 г/л. Чтобы избежать появления налета коррозии на обезжиренной поверхности металла, ее обдувают горячим воздухом.

Фосфатирование. Процесс состоит в обработке хорошо обезжиренной поверхности разбавленными растворами (первичных фосфорнокислых солей цинка, марганца и железа) при наличии свободной фосфорной кислоты. Образующаяся при этом фосфатная пленка в сочетании с лакокрасочным покрытием обеспечивает надёжную и долговременную защиту кузова от коррозии Лучший результат подготовки поверхности кузова и его деталей под ок­рашивание дает процесс, представленный в табл.1.

Таблица 1 - Подготовка поверхностей ку­зова и его деталей под окраску

Операция	Температура раствора, ° С	Время обработки, мин	Давление струи, кПа
Двойное обезжиривание в щелочном растворе	50 — 70	2 — 3	100—200
Двойная промывка проточной водой	20 — 50	1,0 — 2,0	100—200
Фосфатирование	45 — 55	1,5 — 3,0	80— 100
Промывка проточной водой	20 — 40	0,5 — 1,0	100—150
Пассивирование хромпиком или хромовым ангидридом	40 — 60	0,5 — 1,0	100—200
Промывка деминерализованной водой	20 — 40	0,5	100—120
Обдувка сухим сжатым воздухом	80 — 100	5,0	—

Окраска кузова. Основные свойства эмалей и лакокрасочного покрытия. Ка­чество окраски кузовов зависит от качест­ва и стойкости лакокрасочных материа­лов, используемых для этой цели. Они представляют собой многокомпонентные жидкие составы, которые после нанесения их на поверхность тонким слоем и высы­хания образуют пленки, прочно сцеплен­ные с поверхностью. Образование пленок (покрытий) обусловлено наличием в соста­ве лакокрасочных материалов пленкооб­разующих веществ: синтетических смол, эфиров целлюлозы и некоторых растительных масел. В состав лакокрасочных материалов могут входить пластификаторы, сиккативы, отвердители, пигменты и некоторые другие добавки.

Качество лакокрасочных материалов оценивается показателями, основными из которых являются:

условная вязкость — это время исте­чения в секундах определенного объема лакокрасочного материала через калибро­ванное сопло вискозиметра при 18 — 20 °С. От вязкости зависит пригодность матери­ала к нанесению на поверхность, образо­вание потеков и другие свойства. Для оп­ределения условной вязкости используют вискозиметры;

время и степень высыхания определя­ют при естественной сушке, используя стеклянные или стальные пластинки, пла­стинки из черной жести со слоем нанесен­ного лакокрасочного материала. Их выдерживают в горизонтальном положении до момента, когда пальцы при легком при­косновении не прилипают к слою лакокрасочного материала;

укрывистость — это способность кра­ски или эмали, равномерно нанесенной на поверхность, делать невидимым ее цвет или в случае нанесения на черно-белую подложку уменьшать контрастность меж­ду черной и белой поверхностями до исчезновения разницы между ними. Чем вы­ше укрывистость, тем меньше расход кра­ски или эмали;

определение розлива — это способ­ность лакокрасочного материала после нанесения на подложку растекаться с об­разованием ровного поверхностного слоя. Розлив оценивают величиной шагрени и наличием потеков.

Перед нанесением лакокрасочных ма­териалов на загрунтованную поверхность их размешивают, доводят разбавителями до рабочей вязкости и фильтруют. С по­мощью краскораспылителя, окунанием или наливом лакокрасочный материал на­носят на пластину, а затем сушат. Толщи­ну покрытия измеряют несколькими спосо­бами приборами ТПН- IV, ТЛКП, ИТП-1, микрометром.

Важными характеристиками качества покрытий являются устойчивость покры­тия к удару и прочность покрытия при изгибе. Прочность покрытия на удар проверяют прибором У-1А методом, основанным на определении максимальной высоты, с которой груз массой 1 кг, падая на специальный боек прибора, не вызывает разрушения покры­тия. Испытание покрытий на изгиб дает возможность оценить способность нане­сенных покрытий следовать за деформа­цией подложки без растрескивания и от­слаивания.

Устойчивость к абразивному изнаши­ванию является показателем качества по­крытий, подвергающихся истиранию при эксплуатации. Для этого покрытие нано­сят на образец и подвергают истиранию просеянным и высушенным песком, пада­ющим с высоты 1800 мм. Масса песка в граммах, израсходованного на истирание покрытия, характеризует его абразивостойкость.

Для измерения твердости покрытия, характеризующей способность покрытия оказывать сопротивление проникновению или вдавливанию в него твердого тела, чаще всего используют метод определе­ния твердости с помощью маятникового прибора М-3.

Сплошность покрытий (поры, трещи­ны, проколы) определяют с помощью де­фектоскопа ЛКД-1. При необходимости проводят испытания лакокрасочных по­крытий на масло и бензостойкость, блеск и цвет по соответствующим методикам и с использованием приборов.

Способы и оборудование для нанесе­ния лакокрасочных материалов. Лакокрасочные материалы наносят различными способами, отдавая предпочтение одним при изготовлении кузовов, а другим при их техническом обслуживании и ремонте. Наилучшие результаты по качеству по­крытия получаются при пневматическом распылении в электрическом поле.

Окраска в электрическом поле высокого напряжения - окраска этим способом достаточно широко применяется для деталей простой и средней сложности конфигурации.

Сущность этого процесса окрашива­ния состоит в том, что между двумя электродами, находящимися под напряжением и расположенными на определенном расстоянии друг от друга, создается электри­ческое поле. Один из электродов имеет острые кромки. При повышении напряжения до определенной величины воздух возле этих кромок ионизируется и начи­нает двигаться по направлению силовых линий поля к противоположному электро­ду. Одним из электродов является окра­шиваемая деталь (положительный зазем­ленный электрод), а другим — коронирующий электрод (отрицательный). В со­здавшееся между ними постоянное электрическое поле высокого напряжения вводят распыленный лакокрасочный ма­териал, частицы которого, заряжаясь от ионизированного воздуха или кромки электрода, двигаются по силовым линиям электрического поля и осаждаются на за­земленном кузове, образуя на его поверх­ности равномерное покрытие. В электри­ческом поле хорошо распыляются только те лакокрасочные материалы, которые об­ладают определенными свойствами (удельное объемное сопротивление и диэлектрическая проницаемость).

Качество окрашивания в электриче­ском поле зависит не только от электри­ческих свойств лакокрасочного материа­ла, но и от других факторов, например от напряжения на коронирующих электро­дах; расстояния от коронирующих электродов до окрашиваемой поверхности при определенном напряжении на электродах; от вязкости лакокрасочных материалов, влажности и температуры воздуха в окра­сочной установке. Оптимальное значение напряжения электрического поля при электроокрашивании 60 — 140 кВ, опти­мальное расстояние от распылителя до ок­рашиваемой поверхности 250 — 300 мм.

Для электроокрашивания применяют различного типа распылители. В зависи­мости от способа распыления их разде­ляют на 3 группы: электростатические (рис.2.), электромеханические (рис. 3.) и пневмоэлектрические. Для защиты обслуживающего персонала от соприкосновения с оборудованием, на­ходящимся под высоким напряжением, электрораспылители, дозаторы размеща­ют внутри камеры, которая также препят­ствует распространению паров раствори­телей и красочного тумана в окружающее воздушное пространство.

Рисунок 2 - Электромеханический краскораспылитель: 1-стойка станины; 2-электромеханический привод; 3-головка; 4-насадка; 5-стойка; 6- зажимное устройство; 7-стяжка станины

Рисунок 3 - Электростатический распылитель: 1-изделие; 2- лоток; 3-изоляционная штанга; 4-емкость для ЛКМ;5-электропривод; 6-насос

Окраска способом пневма­тического воздушного распы­ления. Этот способ среди прочих изве­стных способов является основным. Примерно 70 % производимых лакокрасоч­ных материалов наносят на поверхности именно этим способом. Он позволяет на­носить на больших поверхностях равно­мерные слои грунтовки, лака, эмали, в том числе очень жидких или быстросохнущих, производить окрашивание по недосушенным грунтовкам или по слою краски, имеющей отлип.

Рисунок 4 - Схема краскораспылительной установки: 1 - краскораспылитель; 2, 5 и 6 шланги; 3 — влагомаслоотделитель; 4 -- бак красконагнетательный

Рисунок 5 - Схема устройства аэрозольного балло­на: 1 — смесь лакокрасочного материала с пропеллентом; 2 — баллон; 3 — сифонная трубка; 4 - распыляющее устройство с клапаном

К недостаткам способа пневматиче­ского распыления следует отнести обра­зование красочного тумана, что ухудшает санитарно-гигиенические условия труда; необходимость интенсивного отсасывания загрязненного воздуха; высокий удельный расход лакокрасочных материалов вследствие потерь краски (30 — 60 %) в зависимости от размеров и конфигурации дета­лей; большой расход растворителей для доведения лакокрасочных материалов до рабочей вязкости; необходимость наличия в производственных помещениях специ­альных окрасочных камер с приточной и вытяжной вентиляцией.

Воздушное распыление лакокрасоч­ных материалов проводят краскораспылительными устройствами. Сжатый воздух давлением 0,4 — 0,7 МПа используется от заводской сети или от автономно работа­ющего компрессора. Схема краскораспылительной установки показана на рис. 4. В маслоотделитель 3 подается сжатый воздуx для очистки его от воды и масла. Очи­щенный сжатый воздух по шлангу 2 посту­пает в краскораспылитель 1 и одновре­менно по шлангу 6 через редуктор давле­ния в красконагнетательный бак 4. Под давлением сжатого воздуха лакокрасоч­ный материал по шлангу 5 поступает к краскораспылителю.