Рубрика: Покрытия и защита металла
Порошковая покраска стала стандартом для металлических изделий, где важны одновременно защита от коррозии, механическая прочность покрытия и внешний вид. Корпуса шкафов и щитов, станины, ограждения, стеллажи, кронштейны, мебельные каркасы, детали оборудования — всё это чаще красят порошком, чем жидкими эмалями. Покрытие получается плотным, ровным, стойким к ударам и истиранию, а сам процесс почти не даёт отходов и не требует растворителей. Разберём, как работает технология, на что влиять заказчику и какие ограничения нужно учитывать при проектировании изделия.
Порошковая краска — сухая смесь мелкодисперсных частиц полимерного связующего, отвердителя, пигментов, наполнителей и функциональных добавок. Размер частиц — в основном 10–80 мкм. В отличие от жидких красок, в составе нет растворителя: при нагреве порошок плавится, растекается по поверхности, а затем необратимо отверждается, образуя сплошную плёнку.
| Тип связующего | Стойкость к УФ | Химстойкость | Область применения |
|---|---|---|---|
| Эпоксидные | Низкая, желтеют и мелят на солнце | Высокая | Внутренние детали, грунт, химическое оборудование |
| Эпоксидно-полиэфирные (гибридные) | Средняя | Хорошая | Мебель, приборы, изделия для помещений |
| Полиэфирные | Высокая | Средняя | Уличные конструкции, фасады, ограждения, техника |
| Полиуретановые | Высокая | Хорошая | Тонкие гладкие покрытия, транспорт, оборудование |
| Термопластичные (полиэтилен, полиамид) | Средняя | Высокая | Толстые защитные и антифрикционные слои, корзины, трубы |
Помимо цвета по каталогу RAL, порошок выбирают по степени блеска — от матового до глянцевого — и фактуре. Популярны «шагрень», «муар», «антик», «молотковые» эффекты, металлики. Фактурные покрытия хорошо скрывают неровности поверхности, сварные швы и мелкие дефекты заготовки, поэтому их часто выбирают для станин и корпусов из листового металла.
Долговечность порошкового покрытия на восемьдесят процентов определяется подготовкой. Даже самая дорогая краска отслоится через сезон, если её нанесли на масляную или ржавую поверхность.
Окалину, ржавчину, старую краску удаляют абразивоструйной обработкой — дробью, колотой дробью, корундом. Она не только очищает металл, но и создаёт шероховатость, улучшающую сцепление. Для горячекатаного проката и сварных конструкций это обязательная операция. Острые кромки желательно скруглить: на них слой краски получается тоньше, и именно с кромок обычно начинается коррозия.
Технологический цикл окраски складывается из нескольких последовательных этапов.
Детали подвешивают на крюки конвейера или стационарные рамы. Место контакта — точка заземления, она должна быть чистой от старой краски.
Резьбы, посадочные и контактные поверхности закрывают термостойкими лентами, колпачками и заглушками.
Порошок распыляется электростатическим пистолетом: частицы получают заряд и притягиваются к заземлённой детали, равномерно облегая её.
Изделие помещают в печь на 160–200 °C. Порошок плавится, растекается и отверждается; время выдержки — обычно 10–25 минут при температуре металла.
После остывания проверяют толщину, внешний вид, адгезию, при необходимости — блеск и твёрдость.
Режим полимеризации задаётся температурой не воздуха в печи, а самой детали. Массивная стальная плита прогревается намного дольше, чем тонкий лист. Если не учесть массу изделия, краска на толстостенных участках недополимеризуется: покрытие будет выглядеть нормально, но окажется мягким, с плохой адгезией и низкой химической стойкостью.
Во внутренние углы, глубокие ниши и узкие пазы электростатическое поле проникает плохо, и порошок туда почти не попадает. Опытный маляр компенсирует это настройкой напряжения, направлением факела и порядком прокраски, но для очень глубоких полостей стоит предусмотреть иной вид защиты или конструктивно сделать их более открытыми.
Типовая толщина порошкового покрытия — 60–120 мкм за один слой. Для повышенной коррозионной защиты наносят двухслойную систему: цинкнаполненный или эпоксидный грунт и полиэфирный финиш, суммарно 120–200 мкм.
Слой 80–100 мкм заметно меняет посадочные размеры. Отверстия под болты становятся меньше, резьба перестаёт завинчиваться, плоскости прилегания приобретают «подушку». Поэтому сопрягаемые и резьбовые поверхности обязательно маскируют, а отверстия под крепёж выполняют с запасом.
Чтобы окраска прошла без проблем, при проектировании и изготовлении изделия стоит учесть несколько моментов.
| Дефект | Причина | Как предотвратить |
|---|---|---|
| Отслаивание | Плохое обезжиривание, отсутствие конверсионного слоя | Контроль подготовки, фосфатирование |
| Кратеры | Силикон, масло, газы из литья | Чистота, отжиг литья |
| Шагрень на гладком покрытии | Избыточная толщина, недостаточный нагрев | Настройка нанесения и печи |
| Пожелтение | Перегрев, эпоксидная краска на солнце | Правильный режим, выбор полиэфира для улицы |
| Непрокрас углов | Клетка Фарадея | Настройка пистолета, предварительная прокраска углов |
Технология нанесения одинакова, но подготовка поверхности и выбор системы покрытия сильно зависят от материала основы.
Холоднокатаный лист после штамповки и гибки достаточно обезжирить и фосфатировать. Горячекатаный прокат, трубы и сварные рамы покрыты окалиной, которая со временем отслаивается вместе с краской, поэтому для них абразивоструйная очистка обязательна. Для уличных изделий из чёрной стали оптимальна система с цинкнаполненным эпоксидным грунтом: он обеспечивает протекторную защиту на случай сколов.
Окраска по цинку даёт очень долговечную систему, но требует особой подготовки. Свежий горячий цинк выделяет газы при нагреве, что приводит к точечным кратерам, поэтому изделия предварительно прогревают. Поверхность цинка слегка шлифуют или подвергают лёгкой абразивной обработке и наносят конверсионный слой; без этого адгезия краски к гладкому цинку слабая.
Алюминий обезжиривают, протравливают и обрабатывают хромсодержащими или бесхромовыми конверсионными составами на основе циркония и титана. Порошковое покрытие на алюминиевых профилях и корпусах служит десятилетиями без потери вида при условии качественной конверсионной обработки. Необходимо учитывать, что для термоупрочнённых сплавов длительный нагрев выше 180–200 °C может снизить механические свойства.
Окрашивают её реже, обычно ради цвета. Гладкая пассивная поверхность плохо удерживает краску, поэтому нужна абразивная обработка мелким неметаллическим абразивом, чтобы не внести в поверхность частицы железа.
Поры отливок содержат воздух и остатки формовочных смесей, которые при полимеризации выходят наружу и образуют проколы и пузыри. Отливки перед окраской прогревают при температуре на 20–30 °C выше режима полимеризации, а также применяют специальные дегазирующие порошки.
Приёмочный контроль порошкового покрытия включает несколько обязательных проверок:
Порошковая покраска — надёжный и экономичный способ защитить и украсить металлические изделия, если они выдерживают нагрев и правильно подготовлены. Основу долговечности закладывает подготовка поверхности: абразивная очистка и фосфатирование для стали, конверсионная обработка для алюминия и цинка. Для улицы выбирайте полиэфирные порошки, для помещений подойдут гибридные, для химически агрессивных сред — эпоксидные с защитным финишем. Мы изготавливаем металлические детали и узлы по чертежам и можем передать их на окраску в составе единого заказа — подробнее в разделе нанесения покрытий.
