ОКРАСКА МАШИН

Общие сведения о лакокрасочных материалах и покрытиях.

Окраска лакокрасочными материалами (ЛКМ) необходима для защиты металлических поверхностей от коррозии, а также для улучшения внешнего вида и придания конкурентоспособности машин.

Лакокрасочные материалы — это многокомпонентные системы, в состав которых обязательно входят пленкообразующее вещества, растворители, пигменты. Кроме того, в их состав могут входить пластификаторы, наполнители, разбавители, катализаторы. Пленкообразующее вещество при высыхании сцепляется с поверхностью изделия и связывает все компоненты смеси.

Различают жидкие и твердые пленкообразующие вещества. Жидкие получают химической и термической обработкой растительных масел. Лучшее из них — льняная олифа. Твердыми пленкообразователями являются естественные смолы (канифоль, битум, шеллак, янтарь и др.), а также нитроцеллюлоза и многие синтетические полимеры. Твердые пленкообразователи наносят на поверхность в расплавленном или растворенном состоянии. Растворенные пленкообразователи распространены в виде лака, и их проще использовать. Если в пленкообразователь добавить пигменты, то получится краска. Пигмент и олифа образуют масляную краску, а пигмент и лак — эмалевую (эмаль).

К основным видам готовых лакокрасочных материалов (ГОСТ 9825) относятся: лак, краска, порошковая краска, эмаль, грунтовка, шпатлевка.

Лак — раствор пленкообразующих веществ в органических растворителях или в воде, образующий после высыхания твердую прозрачную однородную пленку.

Краска — суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителями в олифе, масле, эмульсии, латексе, образующая после высыхания непрозрачную однородную пленку.

Порошковая краска — сухая композиция пленкообразующего вещества с пигментами и наполнителями, образующая после сплавления, охлаждения и отверждения твердую непрозрачную пленку.

Эмаль — суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителями в лаке, образующая после высыхания непрозрачную твердую пленку с различным блеском и фактурой поверхности.

Грунтовка — суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителями в связующем веществе, образующая после высыхания непрозрачную однородную пленку с хорошей адгезией к подложке и покрывным слоям.

Шпатлевка — густая, вязкая масса, состоящая из смеси пигментов с наполнителями в связующем веществе, предназначенная для заполнения неровностей и сглаживания окрашиваемой поверхности.

Лакокрасочные материалы, выпускаемые промышленностью, классифицируют и обозначают согласно ГОСТ 9825.

В зависимости от входящих в состав пленкообразователей лакокрасочные материалы делят на группы: глифталевые (ГФ), пенф- талевые (ПФ), меламиновые (МЛ), мочевинные (МЧ), фенольные (ФЛ), полиуретановые (УР), нитроцеллюлозные (НЦ), сополи- мерно-акриловые (АС), перхлорвиниловые (ХВ), кремнийоргани- ческие (КО), битумные (БТ), эпоксидные (ЭП), алкидно- и масляностирольные (МС) и др.

Внутри групп лакокрасочные материалы располагают по признаку преимущественного назначения материала и условно обозначают: атмосферостойкие — 1, ограниченно атмосферостойкие (используются только внутри помещения) — 2, консерваци- онные — 3, водостойкие — 4, специальные (обладающие специфическими свойствами) — 5, маслобензостойкие — 6, химически стойкие — 7, термостойкие — 8, электроизоляционные — 9, грунтовки — 0, шпатлевки — 00.

Марка лакокрасочного материала слагается из буквенных обозначений группы, вида пленкообразователя и нескольких цифр, из которых первая указывает назначение материала (преимущественно применение), а остальные составляют порядковый номер регистрации материала. Например, эмаль ПФ-133 — эмаль пента- фталевая (ПФ), атмосферостойкая (1), регистрационный номер 33.

Технологический процесс окраски машин. Технологический процесс нанесения Л КМ включает в себя следующие операции: приготовление лакокрасочных материалов, подготовку поверхности к окраске, нанесение лакокрасочного материала, сушку окрашенной поверхности, выполняемую на всех стадиях процесса нанесения покрытия, контроль качества покрытия.

Приготовление лакокрасочных материалов выполняется непосредственно перед нанесением их на окрашиваемые поверхности и заключается в тщательном их перемешивании, процеживании и разбавлении соответствующими растворителями до необходимой рабочей вязкости.

Цвет эмали классифицируется по трем признакам: цветовому тону, яркости и насыщенности. Основными цветами являются синий, красный и желтый; их нельзя получить смешиванием.

Если все цвета расположить так, чтобы наиболее близкие стояли рядом, то образуется цветовой круг. Смешивая краски основных цветов, расположенных в круге рядом, и прибавляя к ним при необходимости белый или черный цвет, можно получить краски всех остальных цветов. Для получения ярких цветов при смешивании красок необходимо, чтобы в них не присутствовали оттенки третьего основного цветового тона, который приводит к появлению серого оттенка.

В современных условиях для тщательного подбора цвета, особенно для легковых машин, используется специальная лаборатория для смешивания красок. Лаборатория имеет специальное освещение и вентиляцию для колориста, а также бокс для хранения красок.

Подготовка поверхности детали к окраске заключается в удалении различного рода жировых загрязнений, влаги, коррозии и старой краски. При неподготовленной поверхности слой краски плохо прилипает к металлу, а образовавшаяся лакокрасочная пленка преждевременно разрушается.

Способы подготовки поверхности выбирают в зависимости от размера и конфигурации детали, ее загрязненности, а также на основании технико-экономических расчетов. Окрашиваемые поверхности в зависимости от применяемого способа очистки могут иметь различную шероховатость. Для качественной защиты металла от коррозии необходимо, чтобы толщина слоя покрытия превышала имеющиеся на металле выступы в 2—3 раза.

Согласно ГОСТ 9.402—2004 подготовка поверхностей включает в себя очистку деталей, обезжиривание и сушку. Стандартом на подготовку металлических поверхностей перед окраской установлены технические требования к качеству поверхностей, способы и технология выполнения работ. Наиболее распространенными способами подготовки являются механический и химический.

К механическим способам очистки относятся пескоструйная, дробеструйная очистка и обработка механизированным инструментом. Обработка поверхностей в песко- и дробеструйных установках выполняется сухим абразивным материалом. Черные металлы, медь и их сплавы обрабатываются металлическим песком, который представляет собой рубленую стальную проволоку (НИ.СЭ 38—55), или чугунным «песком» (НЯСЭ 58—62) с диаметром зерен 0,6—0,8 мм. Для алюминия и его сплавов применяется силуми- новая дробь. Гидроабразивную обработку поверхностей деталей выполняют струей суспензии, состоящей из воды и кварцевого песка. Этим способом можно обрабатывать черные и цветные металлы. Подготовку поверхностей к окраске механизированным инструментом осуществляют пневматическими или электрическими машинками, оборудованными в качестве рабочих органов шлифовальным кругом, металлической щеткой или шарошкой.

Химическим способом удаляются загрязнения и окислы в процессах обезжиривания, одновременного обезжиривания и травления, фосфатирования. Способ обезжиривания выбирают в зависимости от вида и степени загрязнения. При слабой и средней загрязненности наибольшее распространение получило обезжиривание щелочными растворами. Толстый слой жира удаляется органическими растворителями. Одновременное обезжиривание и травление поверхностей состоит в том, что в травильные растворы вводят ПВА. Наиболее эффективно этот процесс протекает при струйной обработке деталей в результате разбрызгивания форсунками моющих растворов при температуре 50—70°С под давлением 0,15—0,25 МПа в специальных моечных камерах.

Хорошее качество подготовки поверхности под окраску обеспечивается фосфатированием. В результате этой операции на поверхности металла образуется неорганическая защитная пленка, обладающая повышенными противокоррозионными свойствами. Фосфатный слой является превосходным грунтом под лакокрасочное покрытие. При повреждении фосфатно-красочного слоя коррозия происходит лишь на дефектном участке и не распространяется под покрытием.

После химической обработки детали следует промыть и тщательно просушить. Промывка осуществляется в проходных струйных камерах в течение 2—3 мин холодной (при температуре 8—15°С) или горячей (при температуре 80—90°С) водой. Детали сушат воздухом, нагретым до температуры 115—125°С в течение 1—3 мин до удаления видимых следов влаги.

Нанесение лакокрасочных материалов на детали выполняется в такой последовательности: грунтование, шпатлевание, шлифование, окраска.

Грунтование заключается в нанесении первого слоя лакокрасочного покрытия на очищенную и обезжиренную поверхность металла. Слой грунта является основой покрытия, поэтому должен обладать наилучшей сцепляемостью с металлом и с последующим слоем краски. Грунтовка наносится на поверхности деталей пневматическим распылением или электроосаждением. Слой грунтовки должен быть матовым, так как глянцевая поверхность ухудшает сцепление грунта с последующими слоями краски.

Наибольшее распространение получили преобразователи ржавчины, которые наносят на металлическую поверхность детали, поврежденной коррозией, в качестве первого слоя. Эти преобразователи, попадая на ржавую поверхность, вступают в химическое взаимодействие с соединениями железа, которые образуют ржавчину, и переводят их в химические вещества, нерастворимые в воде.

Шпатлевание предназначено для выравнивания поверхности. Из-за того, что оно снижает механическую прочность покрытия, наносить слой толщиной более 0,5 мм не рекомендуется. Для лучшего выравнивания поверхностей, кроме местного шпатлевания густой шпатлевкой, наносится еще и сплошное покрытие грунт- шпатлевкой.

Шлифование выполняется для сглаживания неровностей на за- шпатлеванной поверхности детали. Шлифование бывает сухое и мокрое. При мокром шлифовании обрабатываемая поверхность обильно смачивается водой, чем достигается хорошее качество обработки. В качестве шлифующего материала применяется водо- стойкая шкурка с тонким абразивом. Шлифование производится с помощью шлифовальных машинок. После шлифования обрабатываемую поверхность промывают водой и просушивают, обдувая сжатым воздухом.

Детали, сборочные единицы и машины можно окрашивать с помощью кистей и накатных валиков, а также окунанием, струйным обливом, воздушным и безвоздушным распылением, распылением в электростатическом поле.

Сушка может быть естественной при температуре 18—23°С и относительной влажности не более 70% и искусственной при температуре 60—175°С. Естественная сушка длится примерно 2—48 ч и выполняется в отдельных хорошо отапливаемых и вентилируемых помещениях. Сушка считается законченной, если при прикосновении к окрашенной поверхности в течение 5—6 с на ней не остается следов.

Искусственная сушка, применяемая для синтетических эмалей, обеспечивает законченный процесс пленкообразования, лучшую твердость, водостойкость, маслостойкость, паро- и газонепроницаемость. Искусственная сушка позволяет производить окрасочные работы непрерывно в потоке и значительно сокращает время, затрачиваемое на весь процесс.

При окраске используются конвекционный и терморадиационный способы сушки.

Конвекционный способ сушки (рис. 2.18) заключается в нагревании окрашенных поверхностей деталей горячим циркулирующим воздухом. Недостатком этого способа является то, что высыхание краски происходит на поверхности покрытия. При этом образуется поверхностная пленка, препятствующая высыханию нижних слоев и испарению из эмали растворителей. Пары, испаряющиеся в процессе сушки растворителя, приводят к разрушению покрытия и образованию пор.

Рис. 2.18. Схема конвекционной сушки:

7 — отвод паров растворителей; 2 — подвод теплоты; 3 — твердая пленка; 4 — слой

краски; 5 — изделие

Терморадиационный способ сушки (рис. 2.19) основан на поглощении инфракрасных лучей лакокрасочной пленкой и окрашенной поверхностью детали. Нагревание металлической поверхности происходит в результате перехода лучистой энергии в тепловую.

Рис. 2.19. Схема терморадиационной сушки:

7 — подвод теплоты; 2 — твердая пленка; 3 — слой краски; 4 — отвод паров растворителей; 5 — изделие

Контроль качества лакокрасочных покрытий осуществляют по цвету, чистоте, глянцу, твердости пленки, прочности при ударе и изгибе, толщине пленки, стойкости ее к воздействию различных веществ (вода, масло, растворители, соли, кислоты, щелочи), адгезии и др. При ремонте машин лакокрасочные покрытия контролируют по толщине нанесенного слоя пленки и адгезионным свойствам поверхности, подготовленной к окраске.

Контроль толщины лакокрасочной пленки без нарушения ее целостности выполняется магнитным толщиномером (рис. 2.20). Действие прибора основано на изменении силы притяжения магнита к ферромагнитной подложке в зависимости от толщины контролируемой немагнитной пленки.

Магнитный измеритель толщины покрытий МТ-201М предназначен для измерения толщины немагнитных покрытий (лаки, краски, пластик, цинк, хром и т.п.), нанесенных на металлическое магнитное основание (например, углеродистые стали марок Ст. 3, Ст. 10, Ст. 20, Ст. 30, Ст. 45). В толщиномере используется микропроцессор, с помощью которого осуществляется управление работой всех элементов схемы и измерение. Диапазон измеряемых толщин покрытий от 5 до 2100 мкм с относительной погрешностью измерений 3%.

Рис. 2.20. Магнитный толщиномер покрытий МТ-201М

Измерение осуществляется путем установки преобразователя (датчика) на контролируемую поверхность без дополнительных зазоров. Способ сканирования поверхности контролируемого изделия — ручной, путем перестановки датчика без скольжения его на контролируемой поверхности.

Контроль адгезии (прилипаемости) покрытий к металлу выполняется методом решетчатого надреза (рис. 2.21).

Рис. 2.21. Проверка адгезии лакокрасочного покрытия методом решетчатого

надреза

Предварительно замеряется толщина покрытия. Надрез выполняется ножом с несколькими лезвиями. Должно быть шесть надрезов. Расстояние между надрезами зависит от толщины пленки: от 60 до 120 мкм — 2 мм, при 121—250 мкм — 3 мм. Опыт повторяется три раза на различных местах образца. Надрезы выполняются со скоростью 20—50 мм/с, причем разрезы должны выполняться до подложки.

В результате образуется решетка из квадратов (см. рис. 2.21). Затем поверхность очищают кистью и внимательно исследуют поверхность испытуемого покрытия и классифицируют в соответствии с результатами, приведенными в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Классификация адгезии лакокрасочного покрытия

Классификация

Описание

Внешний вид поверхности

Края надрезов полностью гладкие; ни один из квадратов решетки не отслоился

—

Окончание табл. 2.4

Классификация

Описание

Внешний вид поверхности

Отслоение мелких чешуек покрытия на пересечении надрезов; площадь отслоений немного превышает 5% площади решетки

Покрытие отслоилось у краев и (или) на пересечении надрезов; площадь отслоения значительно превышает 5%, но не более 15% площади решетки

Щ 1U-

Покрытие отслоилось вдоль краев надрезов частично или полностью широкими полосами и (или) на различных частях квадратов; площадь отслоения значительно превышает 15%, но не более 35% площади решетки

Покрытие отслоилось вдоль краев надрезов широкими полосами и (или) некоторые квадраты отделились частично или полностью; площадь отслоения значительно превышает 35%, но не более 65% площади решетки

Любая степень отслаивания, которую нельзя классифицировать баллом 4 шкалы

—

Полное или частичное (более 35% площади) отслаивание покрытия соответствует баллу 5; балл 0 присваивается покрытию, когда отслаиваний его кусочков нет.

Оборудование для окраски. Нанесение лакокрасочных материалов осуществляется специальным оборудованием, выпускаемым промышленностью, конструкция которого зависит от метода распыления материала.

Для воздушного распыления материалов (рис. 2.22) применяют ручные краскораспылители различных марок: Bosch (PFS 55; PFS 65; PFS 105 Е), Walmec (Genesi S HVLP; Genesi S GEO; Slim SP HVLP; Slim S), Wagner (Projectpro 117; W665 WalIPerfect; W550), Gav (Record 220 Eco; Record 2000 Eco), Sata (SA TAjet 4000 B HVLP; SA TAjet 100 B HVLP), «Калибр» (КРП-1,5/0,6 ВБ ПРОФИ) и др. Они обеспечивают производительность при окрашивании в ручном режиме 100-200 м2/ч.

Рис. 2.22. Схема пневматической краскораспылительной установки:

7 — бак с краской; 2, б — шланги; 3 — краскораспылитель; 4 — мешалка; 5 — регулятор давления; 7 — масловлагоотделитель

Качество получаемого покрытия при использовании краскораспылителей зависит от правильного и равномерного его перемещения с определенной скоростью вдоль обрабатываемой поверхности (рис. 2.23). Линия перемещения краскораспылителя должна быть на расстоянии 25—30 см и параллельна поверхности (он должен оставаться на неизменном расстоянии от поверхности), а рука, удерживающая распылитель, не должна совершать виляющих движений.

Рис. 2.23. Положение краскораспылителя при нанесении лакокрасочных

материалов

Срок службы лакокрасочного покрытия во многом зависит не только от качества подготовки поверхности изделия к покраске, но и от соблюдения технологии нанесения ЛКМ и процесса сушки. Достичь высокого качества покраски, особенно легковых автомобилей, можно только при использовании окрасочно-сушильных камер, которые осуществляют фильтрацию проточного воздуха и удаление пыли и частиц аэрозолей при окраске, а также равномерность нагрева поверхностей детали при сушке.

Особенности окраски поврежденного лакокрасочного покрытия поверхности машины. Большая часть обращений на предприятия технического сервиса связана с незначительными повреждениями лакокрасочного покрытия. Особенно это касается дорогостоящих легковых автомобилей. Небольшие вмятины, царапины, сколы портят внешний вид автомобиля и способствуют коррозии кузова. Современные системы лакокрасочных материалов позволяют отремонтировать поврежденный участок кузова автомобиля, не прибегая при этом к перекраске всей детали в целом. Существующие технологии можно использовать для ремонта лакокрасочного покрытия как на металлических, так и на пластиковых деталях в следующей последовательности.

Механическим путем удаляется до основного металла отслоившаяся краска и шпаклевка на месте повреждения покрытия. При необходимости применяются химические удаления. Чтобы исключить образование дефектов при окраске, поверхность тщательно обезжиривается специальным составом, который бесследно удаляет воски, масла и другие загрязнения, а также придает поверхности свойства, способствующие дополнительной адгезии при нанесении лакокраски. При этом обрабатывается только повреждение и небольшая область вокруг. В отличие от традиционных методов ремонта не производится матирование (шлифовка) покрытия на всей детали. Все это позволяет максимально сохранить неповрежденное фирменное (заводское) лакокрасочное покрытие.

Определяется код фирменного цвета ЛКМ. Для этого используется специальный каталог, который содержит цветовые образцы декоративных покрытий автомобилей, выпускаемых более чем 40 мировыми производителями. Информация в каталоге сгруппирована в соответствии с годами выпуска и моделями автомобилей, благодаря чему специалисту легко можно сориентироваться в мире автомобильных цветов, определить фирменное название или код покрытия.

Для более точного определения кода и рецептуры ЛКМ рекомендуется использовать также электронную базу, например Color

Explorer, в которой содержится вся информация, необходимая для приготовления эмали требуемого оттенка в нужных количествах. Присоединив компьютер к электронным весам, при помощи этой базы можно автоматически контролировать процесс взвешивания компонентов, внося в него необходимые коррективы, так как обычно для устранения дефектов с нарушенным лакокрасочным покрытием требуется не более 30 г краски. Поэтому взвешивание производится на электронных весах с точностью до 0,01 г.

Приготовление Л КМ осуществляется на специальном краскосмесительном стенде, который позволяет обеспечить однородность состава каждого компонента Л КМ. Полученным лакокрасочным материалом делается пробная окраска. Если заметна разница цвета, то производится колеровка.

Перед окраской поверхность вокруг места с нарушенным лакокрасочным покрытием маскируется во избежание попадания ЛКМ на неповрежденные части автомобиля. Нанесение подобранного лакокрасочного материала в область ремонта осуществляется с помощью специального приспособления — аэрографа (рис. 2.24), который предназначен для выполнения декоративнооформительских и художественных окрасочных работ. Он оснащен механизмом двойного действия для независимой регулировки подачи воздуха и лакокрасочного материала через сопло диаметром 0,12—0,65 мм.

Рис. 2.24. Внешний вид аэрографа

Лакокрасочный материал наносят на ремонтную область, немного превышающую область окраски. Каждый слой нанесенного лакокрасочного материала сушится феном или инфракрасной лампой. После окончания сушки производится полировка ремонтного лакокрасочного покрытия неабразивной полиролью особого состава. Цель полировки — получить на ремонтном лакокрасочном покрытии текстуру, аналогичную имеющейся на заводском покрытии. Полировка, как правило, занимает 10—20 мин. В результате отремонтированное лакокрасочное покрытие не отличается от фирменного по цвету, блеску и текстуре.

Контрольные вопросы и задания

1. Что называется производственным процессом? Опишите основные виды работ и приведите общую схему технологического процесса ремонта машин.
2. Дайте характеристику загрязнений сельскохозяйственной техники и условий их образования. В чем сущность очистки деталей и агрегатов машин? Приведите требования, предъявляемые к выполнению очистки. Какова роль очистки в повышении качества ремонта машин?
3. Дайте характеристику способов и современных средств очистки деталей от загрязнений. Сформулируйте основные требования, предъявляемые к моющим растворам.
4. Назовите способы контроля качества очистки.
5. Назовите наиболее распространенные методы разборки машин и их агрегатов при ремонте. В чем их сущность и содержание? Какими способами обеспечивают сохранность деталей при разборке и повышают производительность разборочных работ?
6. Перечислите виды дефектов деталей, способы их выявления. Какова роль дефектации в ремонтном производстве? Назовите способы обнаружения дефектов, их сущность, области применения, преимущества и недостатки.
7. Назовите и охарактеризуйте основные методы и средства дефектоскопии деталей машин. Укажите области применения этих методов.
8. Каково назначение и сущность комплектования деталей и сборочных единиц при ремонте машин? Перечислите методы подбора сопрягаемых деталей и дайте их краткую характеристику.
9. Что понимают под неуравновешенностью вращающихся масс? В чем сущность и содержание статической и динамической балансировки деталей и сборочных единиц? В каких случаях необходима динамическая балансировка, а когда достаточно статической?
10. Какие основные задачи решаются в процессе обкатки и испытания машин?
11. Дайте определение таких лакокрасочных материалов, как лак, краска, порошковая краска, эмаль, грунтовка, шпатлевка. Назовите основные достоинства лакокрасочных материалов на водной основе, порошковых, с высоким сухим остатком над лаками и эмалями с высоким содержанием летучих органических соединений.
12. Какие операции включает в себя технологический процесс нанесения лакокрасочных материалов на поверхности? Сформулируйте требования, предъявляемые к выполнению отдельных операций, материалам, применяемому оборудованию и инструменту.
13. Какие преимущества и недостатки имеют различные способы распыления лакокрасочного материала и сушки лакокрасочных покрытий?
14. В чем заключается контроль качества окраски и сушки?

Авторы: Кравченко И.Н., Корнеев В.М., Новиков В.С., Очковский Н.А., Петровский Д.И.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎