Технология порошковой покраски металла
Порошковая покраска металла – действенный метод, который позволяет получить прочный, стойкий к внешним воздействиям (экстремальным температурам, агрессивным средам и ультрафиолету) и долговечный слой защитно-декоративного слоя.
Промышленный процесс порошковой покраски: основные сведения
В качестве красящего материала используются полимерные порошки. Для их использования всегда требуется промышленное оборудование для нанесения слоя, полимеризации, транспортировки и других технологических операций.
Основные технологические этапы порошковой покраски:
- начальная подготовка поверхности;
- грунтовка;
- непосредственно нанесение порошка;
- полимеризация;
- рекуперация;
- финальный контроль качества.
Обработка поверхности
Начальная подготовка поверхности – чрезвычайно важная для обеспечения комплекса эксплуатационных характеристик операция. Главная задача – удалить любые дефекты и загрязнения, которые могут ухудшить сцепление слоев и, как следствие, снизить антикоррозионные и другие качества изделия. В современном производстве применяют:
- обезжиривание;
- удаление окисных пленок ;
- нанесение конверсионного слоя.
Первый этап обязателен всегда, остальные выбираются (или игнорируются) в зависимости от состояния поверхности.
Обезжиривание с параллельной очисткой производится механическим или химическим путем. Инструмент для первого – щетки или диски. Для тонких и ответственных изделий применяют притирка тканью с растворителем.
При химическом методе используют щелочные, кислотные или нейтральные вещества, предназначенные для конкретных загрязнений. В зависимости от размеров заготовки под покраску и состава оборудования применяют погружение в емкость или струйную подачу жидкости. Преимущество последнего варианта – в быстроте и лучшем качестве растворения «грязи», недостаток – необходимость для сбора жидких веществ и их несколько больший расход.
Для удаления различных окислов применяют абразивную или химическую очистку. В первом случае часто используют дробеструйные установки. Они под давлением подают техническую дробь, песок, другие металлические гранулы, скорлупу ореха и т.п., которые ударяются о поверхность с большой скоростью и откалывают окалину.
Абразивная очистка отличается высоким качеством, но имеет ограничения: при большом диаметре дроби или толщине изделия менее 3 мм высок риск образования шероховатостей. Рациональнее применять травление растворами на основе серной, фосфорной, соляной, азотной кислот или едкого натра. Составы не только растворяют окислы, но благодаря наличию ингибиторов в дальнейшем замедляют окислительные процессы на уже обработанных участках. Нужно помнить, что после очистки химическими средами обязательно промывание изделия, а также оборудование системы травления эффективными очистными сооружениями.
Нанесение специального конверсионного слоя применяется тогда, когда важно полностью исключить попадание влаги и посторонних загрязнителей в зону сцепления – исключить отслаивание покрытия при эксплуатации. Задача фосфатирования и хроматирования сходна: тонкий слой неорганической краски защищает металл от коррозионного воздействия и, параллельно, улучшает взаимную адгезию слоев. Для стали применяют фосфаты железа, для алюминия — фосфаты хрома или хроматирование. Наиболее эффективным (но и самым сложным и дорогим) считается использование фосфата цинка, который улучшает качество сцепления в несколько раз.
Важной стадией подготовки поверхности является пассивирование – обработка соединениями хрома и нитрата натрия, которые замедляют образование вторичных окислов. Операция может производиться после обезжиривания или фосфатирования (хроматирования).
Нанесение грунтового покрытия
По окончании начальной подготовки поверхности на нее незамедлительно наносят сой грунта. Его задача – увеличить защитные характеристики и обеспечить хорошее сцепление порошковой краски с изделием. Различают пассивную и активную антикоррозионную защиту. Для стальных и алюминиевых изделий, используемых в относительно «мягких» условиях (например, внутри помещений) традиционно применяется эпоксидный грунт, прочная пленка которого имеет хорошую химическую и механическую стойкость.
Активная защита нужна для стальных конструкций, расположенных на открытом воздухе. Эпоксидный цинкосодержащий грунт интересен тем, что, если даже возникнет (вследствие повреждений) локальный очаг коррозии, состав не даст ему распространиться на примыкающие зоны.
Нанесение порошковой краски
Подготовка поверхности и ее грунтовка проводятся на участке предварительной обработки. Затем (после сушки в камерах и охлаждения) направляется непосредственно на участок порошковой покраски. Существует несколько различных технологий, которые отлаются способом подачи порошка на металл и обеспечение его окончательной полимеризации.
По классической схеме применяют проходные или тупиковые камеры напыления. В первых подача и выдача происходит с разных сторон, во вторых – с загрузкой и выгрузкой с одного края (что уменьшает производительность). Ключевая задача камер заключается в том, чтобы не просто обеспечить нанесение порошка, но и уловить те частицы, которые оказались «лишними» (не сцепились с металлом) для их повторного применения.
Современные производства оснащены автоматическими камерами покраски, в которых операция занимает считанные секунды и не требует активного участия человека. Самый простой и распространенный способ – путем электростатического напыления. Его суть в том, что частица порошка придают заряд. Происходит это с помощью специальных пульверизаторов или аппликаторов:
- порошок засыпается в емкость-питатель;
- подаваемый под давлением воздух переводит твердые фракции во взвесь – так называемый «кипящий слой»;
- с помощью эжектора (воздушного насоса) происходит отбор из питателя и разбавление воздухом до нужной концентрации;
- при подаче в напылитель порошок получает заряд.
Частицы могут заряжаться электростатическим полем (от внешнего источника питания через коронирующий электрод) или трибостатически – за счет трения о стенки турбины напылителя. Независимо от метода дальнейший ход процесса одинаков. При попадании в камеру с заземленной (нейтральной заготовкой) порошок электростатическим полем притягивается к обрабатываемой поверхности.
Достоинством классического электростатического метода является более высокая скорость, недостаток – сложности с получением равномерного слоя на изделиях сложной конфигурации: за счет большого заряда частицы будут стремиться массово оседать на «выпуклых» зонах.
Трибостатический метод предполагает нанесение порошка с помощью сжатого воздуха. Мало того, что он дешевле (не требует высоковольтного оборудования), так еще и, за счет меньшей электризации и «обтекания» добиться сплошной равномерной покраски металлических изделий с конфигурациями любой сложности. Плата за гарантию качества – меньшая в 1,5-2 раза скорость.
Система рекуперации
Все камеры для нанесения порошковой краски обязательно оснащаются системами рекуперации, которые выполняют две важные функции: улавливают избыточный порошок для его повторного использования и не допускает проникновения мелких твердых фракций в зону присутствия персонала.
Наиболее часто применяют двухступенчатые системы рекуперации. Вначале располагается пылеотделитель, затем – фильтры. Такой подход позволяет подать обратно в питатель до 98% не осевшего на поверхность детали порошка. При этом прошедший через фильтры грубой и тонкой очистки воздух подается обратно в камеру, что позволяет снизить затраты на нагрев.
Этап полимеризации
Нанесение порошка на поверхность еще не гарантирует надежность защитного слоя. Окончательное формирование покрытия производится в специальных печах. Существует большое множество различных конструкций (электрических, газовых, мазутных и т.д.), однако по принципу действия они одинаковы: представляют собой агрегат с внутренней камерой (наподобие сушильного шкафа) с электронными системами регулировки. В зависимости от состава применяемого порошка и особенностей металла выбираются температура и время нагрева для качественного оплавления краски в пленку (полимеризации), ее дальнейшего отвержения и финального охлаждения с нужной скоростью.
Все печи для полимеризации делятся на горизонтальные и вертикальные, тупиковые и проходные. Традиционно плавление порошка происходит при 150-220 градусах, полимеризация длится порядка 15-30 минут. При этом важно обеспечить равномерность прогрева всей плоскости для недопущения «критических зон».
Не вдаваясь в технические сложности, процесс можно представить так:
- изделие помещается в печь;
- при росте температуры начинается переход порошка в вязкое состояние;
- некогда твердые частицы сплавляются между собой в сплошную пленку (воздух при этом вытесняется);
- при дальнейшем повышении температуры жидкая краска проникает в поверхность металла (сцепляется с грунтом) – происходит адгезия;
- при снижении температуры происходит затвердевание и формирование окончательного комплекса эксплуатационных характеристик: структуры, внешнего вида, стойкости и механической прочности.
Особенности процесса полимеризации напрямую зависят от вида детали. Массивные изделия прогреваются медленней, чем тонкостенные, поэтому степень нагрева и скорость обработки повышают до окончательного формирования защитного слоя. Отвердение (остывание тоже более медленное) проводят при пониженных температурах достаточно длительное время. Окончательное остывание производят на воздухе.
Комплексный контроль качества полимерной покраски
Современные производители жестко контролируют качество процесса порошковой покраски на всех этапах. С этой целью применяются различные современные датчики, приборы и контрольно измерительные системы, которые обеспечивают контроль и регулировку:
- параметров электростатического или воздушного нанесения;
- степени нагрева для полимеризации (термографы);
- степени адгезии к металлу (адгезиметры);
- толщины слоя краски (различными видами толщиномеров);
- механических и других параметров (различными неразрушающими методами).
Подобный подход позволяет оперативно реагировать на возможные изменения технологического процесса и полностью исключить брак. Это особенно важно по причине, что исправить локальный дефект при порошковой покраске невозможно – потребуется полная перекраска изделия.
Ключевые преимущества порошковой покраски
В сравнении с использование обычной краски (с использованием растворителей) порошковая покраска имеет ряд существенных преимуществ:
- формирование высокого класса покрытия «в один слой»;
- полная безопасность для человека и экологичность;
- отличный комплекс прочностных и других эксплуатационных качеств;
- широкий выбор глянцевых и матовых цветов и оттенков (согласно шкале RAL) с возможностью получения различных декоративных эффектов;
- долговечность в несколько десятилетий;
- быстрота покраски (2-3 часа);
- высокая пожарная безопасность.
Подводя итоги
Классическая полимерная покраска состоит из трех этапов:
- подготовки поверхности;
- нанесения порошка;
- окончательной полимеризации.
Необходимость в специализированном оборудовании огранивает область применения технологии только промышленными условиями. Габариты печей и других механизмов и агрегатов также определяют возможности того или иного предприятия по весу, размерам и конфигурации обрабатываемых изделий.
Жесткий контроль на каждом этапе позволяет обеспечить высочайший комплекс важных для потребителя прочностных, защитных и декоративных свойств. Возможность повторного использования материалов делает порошковую окраску практически безотходной и, как следствие, предельно доступной по цене.
Чуть ли не единственный недостаток – при повреждении (чаще всего механическом) определенного участка восстановить его «до начального вида» можно только путем полной перекраски изделия.
Порошковая покраска металлоконструкций
Сегодняшняя обработка металла сочетает новейшие технологии, оборудование и специальные навыки. Грамотный подход к процессу позволяет добиться необходимого качества, придать желаемую форму и размеры заготовкам, и, что не менее важно, обеспечить долгую службу и эстетичный вид металлических изделий.
- Изделия из металла надёжно защищаются от коррозии.
- Они приобретают привлекательный внешний вид. Заслуживает внимания то, что при порошковой покраске металлоконструкций можно выбирать любой цвет из числа тех, что представлены в каталоге RAL.
- Металлические изделия остаются безопасными в экологическом отношении. Этим технология порошковой покраски выгодно отличается от других способов нанесения лакокрасочного покрытия, применяемых в промышленности.
- Данная технология приводит к минимальному удорожанию изделий из металла.
Недостатки порошкового окрашивания
- Невозможно добиться уникального оттенка — необходимо выбирать из представленной цветовой гаммы.
- Технологии ручного нанесения не существует — покраска металла порошком возможна только в заводских условиях и с применением специализированного оборудования.
- Дефект окрашивания не корректируется локально — можно лишь полностью перекрасить элемент.
- Покраске поддаются только те материалы, которые выдерживают температурное воздействие до 200 градусов, а это не всегда допустимо.
- Есть ограничения по габаритам деталей, они должны помещаться в камеру полимеризации.
Виды порошковых красок по составу смол
В зависимости от состава смол порошковые краски классифицируются на три основные категории:
- Эпоксидные. Эти составы отличаются высокой прочностью, устойчивостью к воздействию химикатов, масел и топлива. Они не требуют предварительного грунтования и при этом сами могут использоваться в качестве грунтовочного слоя перед окраской металлоконструкций жидкими порошковыми составами.
Так как эпоксидные краски не являются проводниками электричества, они нашли широкое применение в электро- и радиотехнических отраслях для повышения коррозийной устойчивости деталей. - Эпоксидно-полиэфирные. Ценятся за свои декоративные свойства и способны создавать необычные визуальные эффекты, например, тисненой кожи или патины. Однако по устойчивости к окислению и влиянию окружающей среды этот вид проигрывает другим.
- Полиэфирные. Отличаются стойкостью перед механическими, атмосферными воздействиями, истиранию. Характеризуются высокой адгезией, что делает их универсальными для покраски металлоконструкций из любых видов металлов, в том числе легких сплавов. Отличные изоляторы. Уязвимы к действию щелочи.
Этапы порошковой покраски металлоконструкций
При покраске металла порошковой краской последовательно выполняется несколько этапов:
- Подготовка поверхности, на которую будет наноситься краска. При реализации этого этапа с поверхности изделия удаляются загрязнения и окислы, она тщательно обезжиривается и подвергается фосфатированию. Предварительная подготовка значительно улучшает адгезию, обеспечивает долговечность лакокрасочного покрытия и надёжность защиты окрашенных изделий от коррозии.
- Распыление порошковой краски. Выполняется в специальных окрасочных камерах. Краска наносится на поверхность металлических изделий с помощью окрасочных пистолетов. Она представляет собой смесь частиц красящего пигмента и каучука. Пистолеты придают частицам электрический заряд, благодаря которому они притягиваются к поверхности окрашиваемого изделия и удерживаются на ней до следующего этапа.
- Полимеризация нанесенной краски. Выполняется в камере полимеризации, где изделие нагревается, вследствие чего частицы краски плавятся и растекаются по поверхности, прочно соединяясь с ней. После того как изделие остынет, порошковая покраска металла считается законченной.
Оборудование для порошковой покраски металлоконструкций
Технология окрашивания изделий из металла порошковой краской реализуется с применением современного оборудования:
Покрасочная камера. В ней на поверхность металлического изделия наносится порошковая краска (для этого используются окрасочные пистолеты). Покрасочная камера имеет два проёма (входной и выходной), она оснащена вентилятором, коллектором, пультом управления и рядом других приспособлений. Печь полимеризации. Используется для термического закрепления краски на поверхности окрашиваемого металлического изделия. Эта печь оснащена нагревательными элементами, которые за время, не превышающее получаса, нагревают воздух в печи (а вместе с ним и изделие) до температуры 130-220°С. Краска, которая в виде порошка находится на поверхности изделия, плавится и образует тонкую плёнку, прочно сцепляющуюся с металлическим основанием. Время полимеризации, как правило, варьируется от 10 до 30 минут. Транспортная система. В её состав входят устройства, предназначенные для перемещения тележек с металлическими изделиями, их загрузки в камеры и выгрузки.
Виды изделий, обрабатываемых методом порошковой окраски металла
- Профиль и другие металлические конструкции.В данном случае, однако, существует ограничение — размеры покрасочной камеры. При порошковой покраске профиля габариты металлического изделия не должны превышать 6,9х0,85х2,4 м.
- Всевозможные мелкие изделия из металла.Технология порошковой покраски может применяться для декоративной обработки заклёпок и саморезов, дверей и решёток, панелей и козырьков, а также многих других металлических предметов.
- Металлическая мебель. Покраска в данном случае может выполняться с декоративной или реставрационной целью. При грамотном выборе цвета мебель из металла после окрашивания становится чрезвычайно привлекательной. Заслуживает внимания и то, что покрытие, которое на неё наносится, устойчиво к механическим воздействиям, атмосферным осадкам, солнечному свету и многим другим негативным внешним факторам. После покраски металлическая мебель может эксплуатироваться как внутри помещений, так и за их пределами.
- Детали автомобилей, мото- и квадроциклов, велосипедов и мопедов, катеров, яхт и лодок. Речь может идти о бамперах и глушителях, обвесах и суппортах, рамах велосипедов и множестве других деталей. Высокая устойчивость лакокрасочного покрытия, обеспечиваемая при покраске деталей автомобилей и других транспортных средств, в данном случае крайне актуальна. Известно, что такие детали очень часто эксплуатируются при неблагоприятных условиях. Даже в этом случае порошковое покрытие, благодаря высокой прочности его сцепления с металлом, в течение долгих лет будет сохранять свой первоначальный внешний вид. Большое значение имеет и то, что цвет краски может быть любым.
Порошковая покраска профиля и других металлоконструкций
Желаете выполнить порошковую покраску металла на высоком уровне? Обратитесь к специалистам, входящим в штат Nayada. В настоящее время компания имеет все возможности для качественной, быстрой и недорогой порошковой покраски профиля и других металлоизделий. Использование современного оборудования и лучших расходных материалов, глубокие познания специалистов и богатый опыт работы — вот что заставляет обращаться именно к мастерам Nayada.
Как наносить порошковую краску
Без специального антикоррозийного покрытия металлические поверхности быстро теряют свой первоначальный вид, покрываются ржавчиной, металл расслаивается, вступая в реакцию с окружающей средой, выделяет вредные вещества. Для сохранения визуальной привлекательности и защиты от порчи на поверхности наносят гальванические покрытия, эмали, порошковые краски. В этой статье мы рассмотрим, как наносить порошковую краску. Ведь, в отличие от той же гальванизации, процедура эта хоть и сложна для выполнения в домашних условиях, но все же возможна.
Суть порошкового окрашивания
Рассматриваемая технология существенно отличается от окрашивания жидкими ЛКМ. Здесь не применяются кисти, валики. Основным инструментом нанесения краски служит краскопульт , подключенный к специальному источнику напряжения. После нанесения ЛКМ обрабатываемая деталь помещается в специализированную полимеризационную печь – краска затвердевает, полимеризуется, получается прочнейшее покрытие.
Порошковое окрашивание довольно распространено в промышленном производстве различных деталей, корпусов оборудования, бытовой техники, мебели. Именно порошковой краской обрабатывают кованые элементы, входные металлические двери, входные группы, коньки и козырьки, прочие элементы кровли, ограждающие конструкции и многое другое .
На выходе получается покрытие, устойчивое к различного рода механическим воздействиям, низким и высоким температурам, перепадам температур, прямым солнечным лучам.
Требования к рабочему месту
Чтобы окрашивание было выполнено качественно, необходимо правильно подобрать место. Оно должно быть чистым, не пыльным. По сути, если речь идет об окрашивании в домашних условиях. Можно подготовить место и в гараже. Главное – убрать все лишние и ненужные предметы, обеспечить достаточный уровень освещения.
На заметку! Порошковая краска налипает на лампы накаливания. Поэтому, если таковые имеются в помещении, их потребуется заменить лампами дневного света.
Еще одно обязательное требование – хорошая вентиляция. Работать в невентилируемом помещении опасно для здоровья. Также не лишним будет позаботиться о наличии средств индивидуальной защиты органов дыхания, работать в защитных перчатках, очках и одежде с рукавами.
Оборудование для нанесения порошковой краски
Порошковое окрашивание – достаточно сложный технологический процесс, требующий наличия специализированного оборудования . Это и усложняет возможность применения ЛКМ рассматриваемого вида в домашних условиях.
Для полимеризации краски (заключительный этап, после нанесения ЛКМ) потребуется специальная полимеризационная камера, достаточно дорогостоящее оборудование, которое при желании можно приобрести в магазине. Но подобная покупка будет оправдана, если вы планируете постоянно что-то окрашивать. Подобную камеру можно изготовить и самостоятельно.
Еще один предмет, без которого никак не обойтись, электростатический пистолет-распылитель для порошковой покраски . Подобное оборудование существенно отличается от классических краскопультов для нанесения жидких ЛКМ. Его цена также высока. Но распылитель для порошковой краски можно сконструировать самостоятельно из пластиковой бутылки, блока питания и преобразователя от электрошокера.
И, конечно же, нужны сами ЛКМ для работы. Купить качественные порошковые краски вы можете в компании «Порошковая краска СПб».
Перед окрашиванием
Идеальная порошковая покраска невозможна без удаления следов ржавчины, пыли, грязи, налипших загрязнений, а также старых ЛКМ . При наличии даже незначительных загрязнений краска не будет удерживаться на поверхности.
Для зачистки поверхности используют угловую шлифовальную машину или наждачную бумагу. Если необходимо удалить большой участок ржавчины, можно использовать HCl или H₂SO₄. Детали сложной конфигурации обычно погружают полностью в кислоту на несколько часов. Для удаления старого слоя краски или чернения можно применить смывки для ЛКМ.
После того, как поверхность полностью зачищена, ее нужно обезжирить растворителем и нанести грунтовку (для лучшей адгезии).
Нанесение краски
Сам процесс нанесения ЛКМ предполагает помещение детали в камеру для напыления и нанесение на нее сухого порошка , используя для этого пистолет-распылитель, который необходимо удерживать на расстоянии 15–20 см от обрабатываемой поверхности. Сухие частицы краски под действием электрического поля притягиваются.
На заметку! Подбирайте подходящий оттенок краски, используя каталог или таблицу RAL. Не рекомендуется смешивать несколько цветов для получения нужного оттенка. В случае с порошковыми красками, даже если получится добиться желаемого цвета, он все равно будет неравномерным.
Во время работы часть порошка будет осыпаться на пол. В промышленных условиях его собирают рекуператором и используют повторно. В бытовых условиях собрать порошок с пола поможет старый пылесос. Но учтите, что после сбора порошка пылесос может выйти из строя.
Покрытые краской изделия помещают в полимеризационную печь. Время воздействия и температура зависят от вида лакокрасочного покрытия. Как правило, производитель указывает эту информацию на упаковке.
Особенности окраска металла
Порошковая покраска металла позволяет придать ему превосходный внешний вид и защитить от агрессивного действия окружающей среды. Тем самым продлевается срок эксплуатации изделия. Это прекрасная альтернатива покрытию обычными жидкими лакокрасочными материалами.
Особенности порошковой покраски
Технология порошковой покраски отлична от обычной. Краска — мелкодисперсный порошок, в составе которого присутствуют различные вещества неорганического и органического происхождения. Покрытие, получаемое в результате, отличается красотой и долговечностью. Причины востребованности порошковой краски:
- Металл не подвержен коррозии, его привлекательный внешний вид сохраняется очень долго.
- Покрытия отличаются твердостью, эластичностью и жаростойкостью.
- Краска химически нейтральна к агрессивным средам.
- Способ покраски не меняет механических свойств металла.
- Краска экологически чиста, не токсична. В ее составе отсутствуют растворители.
- Продлевается срок эксплуатации изделия.
К тому же порошковая краска после завершения обработки очень быстро высыхает. Среди минусов подобной окраски — сложность технологического процесса, необходимость в специальном оборудовании. Поэтому желательно, чтобы этим занимались профессионалы, среди которых компания ООО «ПСК «Зелматик».
Особенности процедуры окрашивания
Сегодня порошковая покраска становится все более популярной, ее нанесение происходит в такой последовательности:
- Снимается старая краска, металл очищается от ржавчины.
- Производится обезжиривание, после чего материал просушивается.
- Иногда осуществляется фосфатирование поверхности.
- При помощи распыления наносится слой краски, но держится он непрочно.
- Для закрепления краски металл помещается в камеру полимеризации.
- После извлечения из печи металл остужается.
Порошковая окраска дает возможность получить прекрасное качество покрытия, причем наносится оно очень быстро.
Еще статьи про порошковую покраску с фото и видео материалами
- Технология порошковой покраски
- Автоматическая порошковая покраска
- Какие изделия можно окрасить
- Окраска металлоконструкций порошком
- Порошковая покраска изделий из металла
- Покраска алюминия порошковой краской
- Покраска алюминиевого профиля
- Порошковая покраска профнастила
- Порошковая окраска автомобильных суппортов
- Покраска колесных дисков поэтапно
- Порошковая покраска автомобильных дисков
Оставить заявку и проконсультироваться по интересующим вопросам вы можете:
- Позвонив по телефону: 8 (495) 763 44 09
- написав на почту: zakaz@zelmatik.ru
- Через форму: обратной связи
- Как получить скидку?
- Ответы на вопросы (FAQ)
- Калькулятор
- Вакансии
- Новости