Современное оборудование для покраски автомобилей

Ручное покрасочное оборудование

 

Даже на крупнейших предприятиях автосервиса с полным набором тяжелого оборудования иногда не обойтись без ручной техники. Некоторые операции удобнее и быстрее выполнять ручным способом. Например, окрашивание небольшого элемента: дверцы, крышки багажника. В компаниях, обслуживающих легковые автомобили, оптимальный набор ручной техники примерно таков:

· Малярная тележка

· Мобильный инструментальный столик

· Пистолет-распылитель

· Ручная мойка для краскопультов

Столик может быть универсальным или приспособленным под конкретный набор инструментов и габариты тележки. Пистолеты-распылители ручного типа сегодня представлены на рынке широко. Разнообразные модификации отличаются параметрами сопел и методом образования смеси.

Автоматическая покрасочная техника

На предприятиях автосервиса практически все окрасочные операции выполняются автоматически. Для этого применяются высокотехнологичные агрегаты, установки, боксы, кабины и приспособления:

· Посты подготовки автомобиля

· Окрасочные и окрасочно-сушильные камеры

· Кабины колеровки

· Инфракрасные сушки

· Автоматические мойки для краскопультов

Помимо основных единиц оборудования, для работы с красками нужны дополнительные приспособления. К ним можно отнести красконагнетательные баки, компрессоры, стапельные рамы, подъемники для машин, экстракторы. Первое автоматизированное место, куда попадает автомобиль, это пост подготовки. На нем проводятся рихтовочные и окрасочные работы, а также подготовительные процедуры к этим процессам.

Пост подготовки автомобиля

 

Существует много модификаций постов подготовки. В зависимости от конкретных задач, в автосервисах используют модели разных габаритов с бетонным или металлическим основанием, различными по размеру пленумами, поддонами и системами очистки.

Пленум – система дополнительной вентиляции. Устройство представляет собой специальный диффузор, расположенный над постом горизонтально. Оптимальный вариант размера пленума – такой же, как и у поста. Диффузор улавливает витающие в воздухе мельчайшие частицы краски и препятствует их оседанию на поверхности. Таким образом, пленум служит для защиты поверхности автомобиля от дефектов, оборудования покрасочного бокса — от загрязнения брызгами краски. Главная его функция – повышение производительности процесса окраски и улучшение качества покрытия.

Основание поста – металлическая или бетонная площадка, на которую загоняют автомобили. Чтобы в процессе работы краска не стекала на пол, используют специальные поддоны. Предусмотренная во многих моделях система жидкостной очистки позволяет удалять краску из поддона с помощью фильтрации. Краска, стекая в поддон, смешивается с водой и быстро удаляется из жидкости через фильтры. Такая конструкция позволяет поддерживать чистоту на покрасочном участке.

Портативная инфракрасная сушка используется на покрасочных участках для ускорения периода высыхания нанесенного лакокрасочного покрытия. Конструкция сушки – вертикальные стойки с закрепленными на них лампами. От количества ламп зависит скорость сушки поверхности автомобиля. Стойка позволяет регулировать высоту расположения лампы над окрашенной поверхностью. Специальный регулятор на стойке служит для направления излучения под требуемым углом.

 

Покрасочная камера

Полностью автоматизированная покраска производится в покрасочных камерах. Это – специальные герметичные боксы, оборудованные автоматическими устройствами температурного контроля, освещения, вентиляции. Покрасочные камеры работают на различных энергоносителях: антифризе, электричестве, горячей воде, паре, дизельном топливе, сжиженном и природном газе.

Нагревательные элементы и теплообменники дают возможность поддерживать в камере постоянную температуру, оптимальную для процесса покраски. Вентиляционные агрегаты приточного или приточно-вытяжного типа обеспечивают требуемые условия воздухообмена в кабине. В разных конструкциях покрасочных камер могут присутствовать моноблоки (вытяжная и приточная система в одном корпусе) или раздельные агрегаты.

Покрасочные камеры позволяют выполнять множество задач на сервисных предприятиях, где нет возможности оборудовать отдельное помещение для покраски. Поскольку у этого оборудования разборная конструкция, перевозить и монтировать его легко. Удобно то, что покрасочные камеры можно устанавливать в любом удобном месте цеха.

Работу обслуживающего персонала облегчают такие автоматические устройства, как таймеры сушки, автоматические рециркуляционные заслонки, счетчики рабочего времени, панели и пульты управления, держатели краскопультов. Высокое качество покраски в камерах достигается за счет автоматизации процессов очистки воздуха, подачи краски, сушки, вентиляции. Для различных типов краски можно подобрать идеально соответствующий температурный режим.

В линейке покрасочных камер есть множество модификаций, отличающихся размерами и набором дополнительных функций. Есть также модели, ориентированные на работу с ЛКМ определенного типа. К таким относятся, например, камеры для окраски водоразбавляемыми материалами. Это оборудование сегодня стало пользоваться активным спросом из-за жестких экологических требований. Окрасочные материалы на водной основе позволяют ограничить количество органических быстроиспаряющихся смесей в атмосферу.

Кабина колеровки

Для получения идеального оттенка цвета, необходимой структуры ЛКМ в автосервисах используют специальное оборудование – комнаты смешивания красок (или кабины колеровки). Самая распространенная область применения таких кабин – ремонтные и восстановительные кузовные работы.

Комнаты смешивания красок нуждаются в мощном освещении для точности работ по сравнению оттенков, поиску идеального цвета. Поэтому, в зависимости от размера кабины, в ней может быть установлено от трех до десяти мощных ламп.

Стенки кабины – сэндвич-панели, покрытые с внутренней стороны антибликовым составом. В боксе предусмотрена термоакустическая изоляция, вытяжная система вентиляции. Это обеспечивает безопасные и комфортные условия для колориста, исключает попадание в атмосферу окрасочных аэрозолей и образование окрасочного тумана. Температурные датчики и системы подогрева устанавливаются в некоторые модели кабин колеровки для предотвращения замерзания автоэмалей на водной основе.

После окрашивания авто необходимо правильно высушить. В технологии обновления внешнего вида изделий методом нанесения лакокрасочного слоя этот этап непосредственным образом влияет на качество покрытия. Поэтому сушка вашего автомобиля после промежуточной или окончательной покраски должна быть выполнена не менее тщательно, чем само окрашивание. Есть несколько способов выполнения этой операции. Также имеется не один вид оборудования для сушки. Применение их в конкретной ситуации зависит от использования тех или иных лакокрасочных материалов и оснащения сушилки или индивидуального гаража.

Заводы и мощные предприятия автосервиса имеют современные сушильные камеры, в которых сушка окрашенного автомобиля проходит в определённом режиме, выбираемом для конкретных ЛКМ. Такие камеры способны обеспечить три вида сушки, отличающиеся друг от друга способом проникновения тепла в состав покрытия. Первый метод – конвекционный. При нём на авто, помещённое в камеру, подаётся тёплый воздух или другой сушильный агент. Это позволяет верхнему слою эмали передать тепло на нижние слои до самого основания.

 

Существенный недостаток такого метода, если сушка производится в интенсивном режиме, заключается в том, что вначале образуется отвердевшая корка на верхнем слое покрытия автомобиля. Летучие фракции ЛКМ нижних слоёв, испаряясь, эту корку разрушают. После этого на ней появляются микротрещины. Снижается прочность верхнего слоя и его защитные качества.

Второй метод – терморадиационный – такого недостатка лишён. Суть его состоит в том, что инфракрасные лучи, установленных в камере ламповых, трубчатых или панельных ик-излучателей, свободно проходят через всё покрытие и нагревают основание. Процесс сушки в этом случае начинается с нижних слоёв, что способствует равномерному испарению летучих фракций ЛКМ. Трещины на краске авто не образуются. Надо отметить, что сушилки инфракрасные для сушки эмали после покраски, оснащены сложным и дорогостоящим оборудованием, что затрудняет их широкое использование.

Третий метод – комбинированный. Кузов автомобиля, находящегося в сушильной камере, оборудованной ик-приборами, вдобавок ещё и обдувается горячим воздухом. Именно таким способом сушка авто позволяет после покраски достичь равномерности этого процесса для всех слоёв покрытия. Сушилки многих автосервисов, специализирующихся на покраске авто, имеют и мощные промышленные инфракрасные устройства, и тепловые генераторы, и оборудование для комбинированной сушки.

 

 

1. Назначение лакокрасочных покрытий.

2.Лакокрасочные материалы и их характеристика, оборудование и инструмент.

3. Технологический процесс нанесения лакокрасочных покрытий

4. Производственная санитария и техника безопасности.

1. Назначение лакокрасочных покрытий

Для защиты деталей автомобиля от разрушения из-за атмосферных воздействий и придания им декоративного вида применяют различные системы покрытий. Система покрытий — это сочетание последовательных нанесенных слоев лакокрасочных материалов различного назначения. Необходимость применения системы покрытий вызвана невозможностью в одном материале сочетать многообразие свойств, какими должно обладать покрытие. Лакокрасочные материалы — это жидкие составы, которые после нанесения их на поверхность детали тонким слоем и высыхания образуют пленки, которые должны иметь прочное сцепление с поверхностью. Образование пленок происходит в результате двух основных процессов:

испарения растворителей - в начальной стадии, когда растворителей содержится много, испарение идет быстро, при этом увеличивается концентрация пленкообразующих, возрастает вязкость лакокрасочных материалов. Остатки растворителей испаряются медленно из-за образовавшейся на поверхности детали пленки, которая затрудняет их улетучивание, и из-за прочного удержания их пленкообразующими;

химических превращений окисления, полимеризации и поликонденсации. Эти процессы переводят пленкообразующие жидкого состава в твердое.

Для образования прочного сцепления пленки с поверхностью детали необходимо обеспечить смачиваемость и адгезию. Эти условия приводят к тому, что капля краски, нанесенная на окрашиваемую поверхность, будет растекаться, образуя пленку, и прилипать к поверхности. Качество прилипания зависит от следующих показателей:

· материала поверхности (лакокрасочная пленка лучше сцепляется с поверхностью черных и хуже с поверхностью цветных металлов, так как их поверхность является более гладкой, чем у черных металлов);

· шероховатости поверхности (при большой шероховатости поверхности имеющиеся выступы не смачиваются краской, и отрыв ее происходит по выступающим местам поверхности);

· степени очистки поверхности от загрязнений и влаги (остатки жиров, масел и пыли на окрашиваемой поверхности также ухудшают адгезию и способствуют отслаиванию покрытия. Наличие влаги на поверхности приводит к снижению адгезии).

Эксплуатационная надежность лакокрасочных покрытий зависит от растрескивания пленки из-за различных коэффициентов теплового расширения материалов покрытия и защищаемого изделия и адсорбции на покрытии влаги, пыли и различных газообразных примесей, содержащихся в атмосфере. Эти процессы приводят к механическому разрушению и старению покрытия.

В результате старения лакокрасочные покрытия (начало старения — это потеря блеска покрытия) теряют эластичность, растрескиваются, шелушатся и разрушаются.

Если покрытие обладает недостаточной водостойкостью пленки, то через ее поры проникает вода, которая соприкасаясь с металлом вызывает его коррозию под пленкой. Продукты коррозии вспучивают лакокрасочную пленку, и она отрывается от поверхности металла.

2. Лакокрасочные материалы и их характеристика, оборудование и инструмент.

Основные компоненты лакокрасочных материалов — это пленкообразующие, пигменты, растворители. Лакокрасочные материалы состоят из многих компонентов, важнейшими из которых являются пленкообразующие, пигменты, растворители.

В качестве пленкообразующих используют преимущественно синтетические (искусственные) смолы, растительные масла, битумы, эфиры и др. Они служат для образования пленки с достаточной адгезией и необходимыми служебными свойствами, важнейшим из которых является сопротивляемость воздействию климатических факторов (температура, влажность и др.).

Пигменты - это цветные порошкообразные вещества, не растворяющиеся в растворителях и образовывающие с пленкообразующими защитные или декоративно-защитные покрытия. Служат для придания покрытию необходимого цвета. В качестве пигментов используют оксиды или соли металла (охру, железный сурик, ультрамарин, цинковые и титановые белила), металлические порошки (цинковую пыль, алюминиевую пудру), графит, сажу, а также некоторые органические вещества.

Растворители летучие жидкости, способные растворять плен-кообразующие. Служат для придания лакокрасочным покрытиям необходимой вязкости, растекаемости, улучшения адгезии.

Для улучшения служебных и технологических свойств лакокрасочных покрытий могут вводить компоненты — наполнители, сиккативы, инициаторы, пластификаторы, отвердители, катализаторы, ускорители полимеризации, добавки для улучшения смачиваемости и растекаемости и т. д.

В ремонтном производстве, как и в машиностроении, применяют как основные виды лакокрасочных материалов: грунтовки, шпатлевки, краски и эмали, так и вспомогательные - растворители, разбавители, смывки и др.

Грунтовки - это пигментированные растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях. Грунтовки применяют в качестве первого слоя, обеспечивающего прочное сцепление их с поверхностью окрашиваемого металла и с последующими слоями лакокрасочных покрытий. Грунтовки обладают повышенной сцеплямостью (адгезией). Их наносят распылением, кистью, окунанием, электрораспылением и электроосаждением.

Шпатлевки — это густые пасты, состоящие из пленкообразующего вещества, наполнителей и пигментов. Шпатлевки предназначены для устранения неровностей и исправления на поверхности изделии разных дефектов, шпатлевки нельзя наносить толстыми слоями. Адгезия шпатлевок к металлу хуже, чем у грунтовок их наносят на предварительно загрунтованные поверхности.

Эмали - это пигментированные лаки, наносимые в основном по грунтовке или шпатлевке. Эмали применяют для защиты изделий от коррозии, придания им декоративного вида. При окраске кузовов автомобилей применяют синтетические, меламиноалкидные и нитроцеллюлозные эмали.

Краски представляют собой пасты, состоящие из пигментов или замешанных на олифе или специально подготовленных растительных маслах. Краски бывают жидкотертые (готовые употреблению) и густотертые. Густотертые краски разводят олифой, глифталевыми или пентафталевыми лаками до нужной вязкости. Покрытия на основе красок менее стойки к воздействию атмосферных условий, чем покрытия на основе многих синтетических эмалей, поэтому краски в ремонтном производстве применяют ограниченно.

Растворители и разбавители применяют для придания лакокрасочным материалам необходимой рабочей вязкости. Это однокомпонентные органические летучие и бесцветные жидкости или их смеси в различном сочетании компонентов. При смешивании с лакокрасочными материалами растворители не должны вызывать коагуляции (свертывания) пленкообразователя, расслаивания и помутнения раствора. Состав растворителей подбирают таким, чтобы обеспечить оптимальные условия для высыхания лакокрасочного материала и плотность нанесенной пленки.

Смывки (СД, АФТ-1, СП-6 и др.) используют для снятия лакокрасочного покрытия. Они представляют собой смеси различных растворителей. При их воздействии покрытие разбухает, вспучивается и отстает от металла. Иногда смывки могут быть заменены обычными растворителями.

Инструменты для окраски и шпатлевания - кисти-инструменты с помощью которых получают защитно- декоративные лакокрасочные покрытия. Окраска кистями зависит от правильного выбора размера и типа кисти. Лучшими кистями для окрасочных работ являются кисти, изготовленные из свиной щетины.

Из выпускаемых промышленностью кистей в ремонтном производстве получили распространение кисти-ручники и филеночные кисти (плоские или круглые).

Шпатели предназначены для нанесения и выравнивания шпатлевок при устранении на поверхности изделия небольших вмятин и глубоких царапин. Они представляют собой тонкие упругие пластинки из стали, пластмассы и различных пород дерева, а на криволинейные поверхности - куском листовой резины. Рабочая кромка шпателя должна быть чистой, ровной и гладкой, без щербин и царапин.

Оборудование для нанесения покрытий пневматическим распылением.

Лакокрасочные материалы наносят различными методами однако основным промышленным методом является пневматическое (воздушное) распыление. Этим методом наносят примерно 70% производимых лакокрасочных материалов, он позволяет наносить на поверхность равномерные слои грунтовки и эмали.

Этим способом можно получить высококачественные покрытия на больших поверхностях.

Недостаток метода - образование красочного тумана, что ухудшает санитарно-гигиенические условия необходимость интенсивного отсасывания загрязненного воздуха; большие потери лакокрасочного материала (от 30 до 60 %) в зависимости от размеров и конфигурации деталей; повышенный расход растворителей для доведения лакокрасочных материалов до рабочей вязкости. Воздушное распыление лакокрасочных материалов осуществляют краскораспылительными устройствами. Сжатый воздух с давлением 0,4...0,7 МПа подводится к ним от общей заводской сети или компрессора.

Установки для безвоздушного распыления. Распыление осуществляется под действием высокого давления (до 250-10⁵ ) на краску, которая, вытекая из сопла с большой скоростью, дробится на мелкие капли в результате резкого увеличения испарения растворителей, сопровождающегося значительным увеличением объема. Факел краски четко очерчен и защищен от окружающей среды оболочкой паров растворителей и тем самым предотвращает рассеивание ее частиц.

Преимущества способа перед окрашиванием краскораспылителями обычного типа: сокращается расход лакокрасочного материала на 20% из-за уменьшения расхода на туманообразование; экономятся растворители на разбавление материалов за счет применения более вязких лакокрасочных материалов; улучшаются условия труда (меньшее туманообразование).

Безвоздушное распыление наиболее эффективно при окрашивании средних и особенно крупных изделий, имеющих сплошную плоскую или объемную обтекаемую форму с плавной кривизной. Этим способом можно наносить лакокрасочные материалы на основе различных пленкообразующих и получать покрытия толщиной до 25... 30 мкм за одну технологическую операцию.

Электростатические распылители ("Ореол-5М") имеют насос для подачи лакокрасочного материала, источник высокого напряжения и устройство для регулирования подачи краски. При перемещении краскораспылителя относительно заземленного изделия создается электрическое поле. Под действием сил электрического поля лакокрасочный материал на коронирующей кромке получает заряд, дробится на мельчайшие частицы и осаждается на поверхности изделия. Время окраски 1 м поверхности изделия этим распылителем составляет 1... 1,5 мин.

Электромеханические распылители чашечного типа (ЭР-1М) имеют наибольшее применение при электроокрашивании. В этих установках распыление лакокрасочного материала осуществляется под действием электростатических и механических (центробежных) сил. Распыляющим устройством являются коронирующие насадки различной формы (чаши, грибки или диски) диаметром 50... 150 мм, которые приводятся во вращение с частотой 1200... 1400 оборотов в минуту от электромеханического привода. Лакокрасочный материал подается по специальному каналу внутрь чаши или по специальному трубопроводу сбоку от нее и под действием центробежной силы тонким слоем растекается по ее краям. Высокое напряжение (80... 120 кВ) подводится к головке распылителя и передается на коронирующую кромку чаши по насадке. Под действием электрического поля коронного заряда краска распыляется и ее мелкие частицы устремляются к окрашиваемой поверхности изделия. Производительность электромеханического распылителя зависит от диаметра чаши и составляет, например, для распылителя ЭР-1М - 25... 100 г/мин (по массе) или 50...200 м²/ч (по поверхности окраски).

Пневмоэлектростатические (электровоздушные) устройства создают более направленное перемещение красочной пыли лакокрасочного материала, чем электромеханические, и тем самым позволяют лучше прокрашивать углубления в изделиях. Распыление красок в них осуществляется с помощью струи сжатого воздуха под давлением 0,4...0,5 МПа. Подача таких распылителей составляет 30...250 г/мин.

При пневматическом распылении в электрическом поле (УЭРЦ-5) возможны некоторые потери краски, поскольку краскораспылитель расположен на некотором расстоянии от коронирующей зоны и не вся распыляемая краска доходит до нее. Часть краски, не получившая электрический заряд от краскораспылителя к поверхности изделия, теряется. Конструкция распылителей и процесс предварительной зарядки частиц исключают искрообразование даже при соприкосновении металлического изделия с распылительной головкой устройства.

 

3. Технологический процесс нанесения лакокрасочных покрытий.

В зависимости от масштаба и вида производства окрасочные работы сосредоточены в одном или нескольких местах. Это вызвано необходимостью предохранить готовые детали от появления на них коррозионных разрушений при их перемещении и хранении. При такой организации производства окрасочные работы выполняют на участках (или в окрасочных отделениях).

Принятую технологию окрашивания отражают в маршрутных картах технологических процессов, которые разрабатываются для отдельных видов изделий. В картах указываются все стадии процесса окрашивания, применяемые материалы, нормы расхода этих материалов, режим сушки и некоторые другие показателей.

Выбор способа окрашивания зависит от ряда условий, например от требований, предъявляемых к покрытию (класс покрытия), от вида применяемых лакокрасочных материалов, конфигурации и размеров изделий, масштаба и вида производства. При окрашивании изделий могут применять несколько способов. В каждом конкретном случае вопрос выбора способа окрашивания решается возможностью производства и экономической целесообразностью.

Технологический процесс окрашивания складывается из следующих основных операций, подготовка поверхности, грунтования, шпатлевания, нанесения покрывных материалов (краски, эмали, лака) и сушки покрытий.

Подготовка поверхности детали к окраске производится с целью удаления различного рода загрязнений, влаги, коррозионных повреждений, старой краски и др. Примерно 90% трудозатрат приходится на подготовительные работы и только 10% - на окрашивание и сушку.

Подготовка поверхностей к окраске включает очистку деталей, обезжиривание, мойку и сушку. Очистка деталей от загрязнений производится механической обработкой (механическим инструментом, сухим абразивом, гидроабразивной очисткой и др.) или химическим способом (обезжириванием, одновременным обезжириванием и травлением, фосфатированием и др.). Загрязнения нежирового происхождения удаляются водой или щетками. Влажные поверхности протирают сухой ветошью.

В ремонтной практике применяют три способа удаления старой краски — это огневой, механический и химический.

При огневом способе старая краска выжигается с поверхности детали пламенем газовой горелки или паяльной лампы (для удаления старой краски с деталей кузова и оперения этот способ применять не рекомендуется), а при механическом— с помощью щеток с механическим приводом, дробью и т.д. Химический способ удаление старой краски— это наиболее эффективный как по качеству, так и по производительности способ. Старую краску чаще всего удаляют органическими смывками (СД, АФТ-1. АФТ-8, СП-6, СП-7, СПС-1) и щелочными растворами (растворы едкого натра (каустика) с концентрацией 8... 10 г/л, смеси каустика с кальцинированной содой и т.д.).

После удаления старой краски и продуктов коррозии проводят операции обезжиривания, травления, фосфатирования и пассивирования.

Детали из черных металлов, никеля, меди обезжиривают в щелочных растворах. Изделия из олова, свинца, алюминия, цинка, и их сплавов обезжиривают в растворах солей с меньшей свободной щелочностью ( углекислый или фосфорный натрий, углекислый калий, жидкое стекло.

Травление — очистка металлических деталей от коррозии в растворах кислот, солей или щелочей. На практике операции травления и обезжиривания совмещают.

Фосфатирование — процесс химической обработки стальных деталей для получения на их поверхности слоя фосфорнокислых соединений не растворимого в воде. Этот слой увеличивает срок службы лакокрасочного покрытия, улучшает сцепление их с металлом и замедляет развитие коррозии в местах нарушения лакокрасочной плёнки. Детали кузова и кабины подлежат фосфатированию в обязательном порядке.

Пассивирование необходимо для повышения коррозионной стойкости лакокрасочного покрытия, нанесенного на фосфатную пленку. Ее проводят в ваннах, струйных камерах или нанесением раствора двухромовокислого калия или двухромовокислого натрия (3...5 г/л) волосяными щетками при температуре 70... 80"С продолжительностью обработки 1...3 мин.

Перед нанесением лакокрасочного покрытия поверхность изделий должна быть сухой. Наличие влаги под пленкой краски исключает хорошую ее сцепляемость и вызывает коррозию металла Сушка обычно производится воздухом, нагретым до температуры 115.. Л25°С, в течение 1 ...З.мин до удаления видимых следов влаги. Процесс окрашивания должен быть организован так, чтобы после подготовки поверхности она сразу же была загрунтована, так как при больших перерывах между окончанием подготовки и грунтованием, особенно черных металлов, поверхность окисляется и загрязняется.

Грунтование. Применение той или иной грунтовки определяется, основном видом защищаемого материала, условиями эксплуатации, а также маркой наносимых покрывных эмалей, красок и возможностью применения горячей сушки. Сцепление (адгезия) грунтовочного слоя с поверхностью определяется качеством ее подготовки.

Грунтовку нельзя наносить толстым слоем. Ее наносят равномерным слоем толщиной 12...20 мкм, а фосфатирующие грунтовки — толщиной 5...8 мкм. Нанесение грунтовок производят всеми описанными ранее способами.

Шпатлевание. На поверхностях деталей могут быть вмятины, небольшие углубления, раковины, несплошность в местах стыков, царапины и другие дефекты, которые заделывают нанесением на поверхность шпатлевки. Шпатлевка способствует значительному улучшению внешнего вида покрытий, но так как содержит большое количество наполнителей и пигментов, то ухудшает механические свойства, эластичность и вибростойкость покрытий.

Шпатлевание применяют в тех случаях, когда другими методами (подготовкой, грунтованием и др.) невозможно удалить дефекты поверхностей.

Выравнивание поверхностей производят несколькими тонкими слоями. Нанесение каждого последующего слоя выполняют только после полного высыхания предыдущего. Общая толщина быстросохнущих шпатлевок не должна быть более 0,5...0,6 мм. Эпоксидные шпатлевки, не содержащие растворителей, допускается наносить толщиной до 3 мм. При нанесении шпатлевки толстыми слоями высыхание ее протекает неравномерно, что приводит к растрескиванию шпатлевки и отслаиванию окрасочного слоя.

Шпатлевку наносят на предварительно загрунтованную и хорошо просушенную поверхность. Для улучшения сцепления с грунтовкой проводят обработку загрунтованной поверхности шлифовальной шкуркой с последующим удалением продуктов зачистки. Сначала проводят шпатлевание наиболее значительных углублений и неровностей, затем шпатлевку сушат и обрабатывают шкуркой, после чего производят шпатлевание всей поверхности.

Шпатлевку наносят на поверхность методом пневматического распыления механическим или ручным шпателем. Зашпатлеванную поверхность после высыхания шпатлевки тщательно шлифуют.

Шлифование. Для удаления с зашпатлеванной поверхности шероховатостей неровностей, а также соринок, частиц пыли и других дефектов производят шлифование. Для шлифования применяют различные абразивные материалы в порошкообразном виде или в виде абразивных шкурок и лент на бумажной и тканевой основе. Шлифовать можно только полностью высохшие слои покрытия. Используют шлифование "сухое" и "мокрое".

Нанесение внешних слоев покрытий. После нанесения грунтовки и шпатлевки (если она необходима) наносят внешние слои покрытия. Число слоев и выбор лакокрасочного материала определяются требованиями к внешнему виду условиями, в которых изделие будет эксплуатироваться.

Первый слой эмали по шпатлевке является "выявительным", его наносят более тонко, чем последующие. Выявительный слой служит для обнаружения дефектов на зашпатлеванной поверхности. Выявленные дефекты устраняют быстросохнущими шпатлевками. Высушенные зашпатлеванные участки обрабатывают шкуркой и удаляют продукты зачистки. После устранения дефектов наносят несколько тонких слоев эмали. Нанесение эмалей производят распылителем.

Для получения покрытий хорошего качества с красивым внешним видом в участке (отделении) должно быть чисто, просторно, много света; температура помещения должна поддерживаться в пределах 15...25°С при влажности не выше 75... 80% Вытяжная вентиляция должна обеспечивать отсос паров растворителей, препятствовать оседанию красочной пыли, которая сильно загрязняет поверхность и ухудшает внешний вид покрытия.

Каждый последующий слой эмали наносят на хорошо просушенный предыдущий слой и после устранения дефектов.

Последний слой покрытия полируют полировочной пастой для придания более красивого внешнего вида.

Полирование. Для придания всей окрашенной поверхности равномерного зеркального блеска производят полирование. Для этого используют специальные полировочные пасты (№ 291 и др.). Полирование проводят небольшими участками. Эту операцию можно осуществлять вручную (фланелевым тампоном) или с помощью механических приспособлений.

Сушка. После нанесения каждого слоя лакокрасочных материалов проводится сушка. Она может быть естественной и искусственной. Процессы естественной сушки ускоряют интенсивная солнечная радиация и достаточная скорость ветра. Чаще всего естественная сушка применяется для быстросохнущих лакокрасочных материалов. Основные способы искусственной сушки конвекционная, терморадиационная, комбинированная.

Конвекционная сушка. Она выполняется в сушильных камерах потоком горячего воздуха. Тепло идет от верхнего слоя лакокрасочного покрытия к металлу изделия, образуя верхнюю корку, которая препятствует удалению летучих компонентов, и тем самым замедляется процесс сушки. Температура сушки в зависимости от вида лакокрасочного покрытия колеблется в пределах 70... 140°С. Продолжительность сушки от 0,3...8 ч.

Терморадиационная сушка. Окрашенная деталь облучается инфракрасными лучами.

Комбинированная сушка (терморадиационно-конвекционная). Суть его состоит в том, что кроме облучения изделий инфракрасными лучами производится дополнительный нагрев горячим воздухом.

Контроль качества окраски изделий. Контроль осуществляют внешним осмотром, измерениями толщины нанесенного слоя пленки и адгезионных свойств подготовленной поверхности.

Толщина лакокрасочной пленки без нарушения её целостности определяется магнитным толщиномером ИТП-1, имеющим диапазон измерений 10...500мкм. Действие прибора основано на измерении силы притяжения магнита к ферромагнитной подложке в зависимости от толщины немагнитной пленки.

4. Производственная санитария и техника безопасности.

Организация процесса окраски должна обеспечивать рациональное распределение рабочих с учетом квалификации рабочих и оборудования на рабочих местах. Оборудование на участке располагают так, чтобы обеспечивались минимальные перемещения изделия с одного рабочего места на другое.

При с использовании подъемных механизмов вокруг рабочего места должно оставаться свободное, ничем не загроможденное пространство шириной не менее 1 м

Внутренние размеры камер с нижним отсосом воздуха определяются габаритными размерами изделия в плане и проходом вокруг него шириной не менее 1,2 м.

Инструменты (краскораспылители, кисти, шпатели и др.) хранят в шкафах, также оборудованных вытяжной вентиляцией.

Рядом с малярным отделением обычно располагают краскозаготовительное помещение, в котором готовят лакокрасочные материалы для нанесения, доводят их до рабочей консистенции и хранят их в объеме, необходимом для проведения лакокрасочных работ в течение суток. Краскозаготовительное отделение должно находиться в изолированном помещении у наружной стены с оконными проемами. Кроме основных выходов, должен быть самостоятельный эвакуационный выход.

Для обеспечения в окрасочных отделениях нормальных санитарно-гигиенических условий и пожарной безопасности необходимо соблюдать технологический режим, правила и нормы пожарной безопасности и промышленной санитарии.

Помещения окрасочных участков должны быть светлыми, чистыми, беспыльными. Конструктивные элементы и ограждения окрасочных помещений (стены, потолки, полы и др.) должны быть выполнены огнестойкими. Внутренние поверхности стен должны быть выложены метлахской плиткой на высоту 2,4 м, а полы должны быть сделаны из прочных, несгораемых и нескользких материалов, позволяющих легко очищать их от загрязнений. Температура помещения должна быть не ниже 15... 16°С, а относительная влажность воздуха не более 60 %. Отопление в малярном отделении должно быть воздушное или водяное низкого давления. Температура поверхности отопительных приборов при водяном отоплении не должна превышать 90 °С.

В малярном отделении допускается естественное и искусственное освещение. При общем освещении обычными электрическими лампами освещенность участка окраски должна быть не менее 75 лк. В помещениях, где ведут окрасочные работы, нельзя пользоваться приборами с неисправной или не приспособленной для данных условий электроарматурой, открытыми источниками огня, а также выполнять сварочные работы.

Смешивание лакокрасочных материалов производят только в краскоприготовительном отделении, а хранят их в специальных помещениях в плотно закрытой таре. Алюминиевую пудру необходимо держать в сухом помещении, так как при повышенной влажности она может самовоспламениться. В приготовленных для окраски помещениях, окрасочных отделениях и складах лакокрасочных материалов должны находиться в обязательном порядке средства пожаротушения (пенные огнетушители, ящики с песком, асбестовые одеяла, щит с инвентарем и др.)

6

Газотермическое напыление используется для получения изно­состойких, коррозионно-стойких, жаропрочных, теплоизоляци­онных и других покрытий. При газотермическом напылении для формирования покрытий используются цветные металлы и спла­вы, стали, полимеры, оксиды, бориды, нитриды и др. Покрытия могут быть нанесены на металлы, пластмассы, стекло, дерево, ткань, бумагу, керамику, так как в процессе напыления темпера­тура изделия изменяется незначительно. Толщина покрытия обыч­но составляет примерно 100...500 мкм.

Газотермический метод формирования покрытий заключается в нагреве исходного материала покрытия до жидкого или плас­тичного состояния и его распылении газовой струей. Напыляе­мый материал поступает на обрабатываемую поверхность в виде потока жидких капель или пластифицированных частиц, кото­рые при соударении закрепляются на поверхности детали, обра­зуя покрытие.

По способу плавления исходного материала различают газо­пламенные, газоэлектрические и детонационные методы. Наиболь­шее распространение получили методы электродугового и плаз­менного напыления.

При газотермическом напылении источником тепловой энер­гии является пламя, образующееся в результате горения смеси кислорода и горючего газа (ацетилена, метана и др.). При электро­дуговом и плазменном напылении источником тепла является элек­трическая дуга, горящая между электродами в потоке газа.

Исходный материал покрытия подается в высокотемператур­ный газовый поток в виде проволоки (прутка) или порошка. Для электродугового напыления можно использовать только проволо­ку, для детонационного напыления — только порошок, для газопла­менного и плазменного методов — как проволоку, так и порошок.

Максимальная температура при газотермическом напылении покрытий составляет: при газопламенном методе — 1800...3500 К, при электродуговом и плазменном — 7500...2000 К. Скорость час­тиц напыляемого материала составляет, м/с: при газопламенной обработке — 50... 100, при электродуговой — 60...2500, при плаз­менной — 100...400, при детонационной — 700 и более.

Напыление покрытий происходит в следующем порядке: рас­плавление наплавляемого материала; ускорение и распыление рас­плавленного материала; полет напыляемых частиц в направлении к обрабатываемой поверхности; удар частиц и их сцепление с по­верхностью обрабатываемого изделия.

Во всех процессах газотермического напыления в высокотемпе­ратурном потоке газа напыляемый материал ускоряется, нагрева­ется, плавится (или пластифицируется) и в виде потока жидких капель (или пластифицированных частиц) при ударном взаимо­действии с обрабатываемой поверхностью формирует покрытие.

Струя сжатого воздуха (или другого газа-носителя) распыляет каплю расплавленного металла на мельчайшие частицы, сообщает им значительные ускорения, под действием которых происходит разгон частиц, формирование распыленных частиц по величине иконфигурации. В полете частицы распределяются в определенном порядке по сечению струи.

Наиболее интенсивное напыление происходит по центру пото­ка, где сосредотачиваются самые крупные фракции наименее окис­ленных распыленных частиц.

Основная масса напыляемого материала поступает по центру потока (пятно 5), где достигаются наилучшее сцепление с осно­вой, минимальная пористость и окисление частиц. В наружной ча­сти факела (кольцо 7) материал напыляется с минимальной ско­ростью, при этом образуется окисленный слой частиц с высокой пористостью и плохим сцеплением с подложкой.

Жидкие или пластифицированные частицы с поверхностной пленкой частично разрушаются при ударе с обрабатываемой по­верхностью. При ударе капли разрушается окисная пленка и про­исходит частичное разбрызгивание жидкого ядра. Частицы, отвер­девшие до удара, не разрушаются. Такая схема формирования по­крытия приводит к появлению в нем микропустот и микропор, образованных газовыми пузырями.

Так как напыление покрытия осуществляется на практически холодную подложку, при охлаждении капель (частиц) напыляемого слоя в них возникают внутренние («усадочные») напряжения.

Сцепление частиц покрытия происходит за счет механического сцепления, адгезии, частичной сварки и действия внутренних на­пряжений («усадочных» сил).

Основные технологические операции процесса газотермического напыления. После разборки детали поступают в моечное отделе­ние, где их очищают моющим раствором, дефектуют и отправля­ют в цех (участок, отделение) напыления.

Механическая обработка изделий. Для устранения дефектов, об­разовавшихся в процессе эксплуатации, или придания правиль­ной геометрической формы изношенным поверхностям деталей они подвергаются механической обработке, в том числе специаль­ной (нарезка «рваной» резьбы, фрезерование канавок, насечка по­верхностей, накатка резьбы роликом).

Обезжиривание. При нанесении всех покрытий перед струйной обработкой поверхность детали обезжиривают органическими ра­створителями, моющими средствами и т.д. Чугунные детали, кро­ме обезжиривания, подвергают обжигу при температуре 260...530°С для выгорания масла, содержащегося в порах.

Струйная обработка. С целью активации поверхности и придания ей шероховатости поверхность деталей подвергают струйной обработке. Поверхность деталей, не подлежащая напылению при струйной обра­ботке, должна быть защищена. После обработки детали обдувают су­хим сжатым воздухом для удаления частиц абразива с поверхности.

Процесс напыления. Операция напыления производится сразу же в течение 10... 15 мин. В качестве плазмообразующих газов используют аргон или азот. Для предотвращения перегрева изделий и окисле­ния покрытий применяют охлаждение.

Для осуществления процесса напыления включают установку и в случае необходимости — систему охлаждения изделий. Необхо­димую толщину получают многократным повторением напыления. После напыления изделие снимают с приспособления, не допус­кая повреждения покрытия. Экран-маски и другие защитные при­способления снимают после охлаждения до комнатной температу­ры изделия с покрытием, чтобы не повредить его.

Окончательная механическая обработка. Окончательная обработка деталей с нанесенным покрытием производится на шлифоваль­ных или токарных станках.

Контроль качества покрытий. Детали с покрытием подвергают­ся контролю по внешнему виду, толщине, геометрическим разме­рам. Контроль по внешнему виду производится с целью выявления внешних дефектов — сколов, вздутий, шелушения и других де­фектов. Осмотр осуществляется с помощью лупы. Геометрические размеры детали с покрытием и толщину покрытия измеряют с помощью штангенциркуля, микрометра и толщиномеров.

Исследования и опыт напыления газотермических покрытий показывают, что прочность их сцепления во многом зависит от принятого технологического процесса подготовки поверхности к

нанесению покрытия и от строгого соблюдения последовательно­сти выполнения предусмотренных процессом операций.

Напыляемая деталь должна быть очищена и обезжирена в соот­ветствующих растворителях согласно технологическому процессу очистки, принятому на ремонтных предприятиях. Поверхности деталей, на которые напыляется покрытие, и прилегающие к ним участки на расстоянии 15... 20 мм должны быть дополнительно обез­жирены уайт-спиритом или бензином и протерты чистой хлопча­тобумажной материей. При обезжиривании поверхностей особое внимание следует обращать на удаление масла и других загрязне­ний из отверстий, каналов, канавок и т.д. Для этого деталь допол­нительно надо обезжирить в расплаве солей.

Следы масла или каких-либо других загрязнений на восстанавли­ваемой поверхности резко снижают прочность сцепления напылен­ных покрытий. В связи с этим подготовленная к напылению поверх­ность детали должна тщательно оберегаться от загрязнения. Трогать поверхность руками без сухих чистых хлопчатобумажных перчаток не допускается. Детали хранят в специальных закрывающихся стелла­жах. Время их хранения до напыления не должно превышать 2,5 ч.

Газоэлектрические методы напыления - одни из наиболее распространенных способов получения металлических покрытий поверхностей нанесением на эти поверхности расплавленного металла. Сущность процесса — металл, расплавленный дугой или ацетилено-кислородным пламенем и распыленный струей сжа­того воздуха (давление до 0,6 МПа), покрывает поверхность вос­станавливаемой детали.

В зависимости от источника расплавления металла различают электродуговое, плазменное и высокочастотное напыления (табл. 14.1).

Применяя газоэлектрические методы напыления, необходимо учитывать, что слой, нанесенный на поверхность детали, не по­вышает ее прочности. Поэтому применять эти способы для восста­новления деталей с ослабленным сечением не следует. При восста­новлении деталей, находящихся под действием динамических на­грузок, а также деталей, работающих при трении без смазочных материалов, необходимо знать, что сцепляемость напыленного слоя с основным металлом детали недостаточна.

Необходимую шероховатость на поверхности деталей, подле­жащих напылению, достигают:

для поверхностей термически необработанной круглой детали на токарно-винторезном станке нарезают «рваную» резьбу резцом, ус­тановленным с большим вылетом ниже оси детали на 3 ...6 мм. Вибрация резца приводит к появлению шероховатой поверхности с за­усенцами. Резьбу нарезают при скорости резания 8... 10 м/мин (без охлаждения) за один проход резца на глубину 0,6...0,8 мм. Шаг резь­бы составляет 0,9... 1,3 мм, а для вязких и мягких материалов — 1,1... 1,3 мм. На галтелях резьбу не нарезают. Для выхода резца при нарезании резьбы и устранения выкрашивания покрытия у торца детали делают канавки, глубина которых должна быть на 0,2... 0,3 мм больше глубины резания. Часто нарезание резьбы заменяют более производительным процессом — накаткой резьбы. Прочность связи основного металла с покрытием при этом несколько ухудшается;

для поверхностей плоских деталей нарезают «рваные» канавки на строгальных станках. На поверхности небольших плоских дета­лей нарезают на токарных или карусельных станках «рваные» ка­навки в виде архимедовой спирали. Поверхности подвергают пес­коструйной обработке. Канавки должны располагаться перпенди­кулярно к направлению действия нагрузки.

 

 

Для получения высокого качества покрытий струю распыленного металла направляют перпендикулярно к обрабатываемой де­тали и выдерживают расстояние от сопла горелки до детали в пре­делах 150...200 мм. Вначале металл наносят на участки детали с резкими переходами, углами, галтелями, уступами, азатем осу­ществляют напыление всей поверхности, равномерно наращивая металл. Требуемые размеры, качество отделки и правильную гео­метрическую форму поверхностей, покрытых распыленным ме­таллом, получают при окончательной механической обработке.

Электродуговое напыление.Процесс электродугового напыления осуществляется специальным аппаратом (рис. 14.2), который дей­ствует следующим образом. С помощью протяжных роликов по направляющим наконечникам непрерывно подаются две проволо­ки, к которым подключен электрический ток. Возникающая меж­ду проволоками электрическая дуга расплавляет металл. Одновре­менно по воздушному соплу в зону дуги поступает сжатый газ под давлением 0,6 МПа. Большая скорость движения частиц металла (120...300 м/с) и незначительное время полета, исчисляемое ты­сячными долями секунды, обуславливают в момент удара о деталь ее пластическую деформацию, заполнение частицами пор по­верхности детали, сцепление частиц между собой и с поверхнос­тью, в результате чего образуется сплошное покрытие. Последова­тельным наслаиванием расплавленного металла можно получить покрытие, толщина слоя которого может быть от нескольких мик­рон до 10 мм и более (обычно 1,0... 1,5 мм — для тугоплавких и 2,5...3,0 мм — для легкоплавких металлов).

 

Таблица 14.1

Способы напыления

Напыление	Преимущества	Недостатки
Электродуговое	Достаточно высокая производительность и простота установки	Повышенное окисление металла и выгорание легирующих элементов
Плазменное	Возможность получения покрытия из тугоплавких и износостойких матери­алов, в том числе из твер­дых сплавов	Дефицитность присадочных материалов, относительно высокая стоимость
Высокочастотное	Малое выгорание легиру­ющих элементов, покры­тие однородное и проч­ное, высокая производительность	Сложность оборудования

 

Особенностью электродугового напыления является образова­ние нескольких максимумов в факеле распыления. Это связано с тем, что струя сжатого воздуха рассекается электродными прово­локами на два или три потока, в зависимости от числа проволок, подаваемых в очаг плавления. В каждом из этих потоков образуется своя ось максимальной концентрации распыленных частиц.

Питание электродуговой дуги осуществляется переменным или постоянным током. При работе на постоянном токе дуга горит не­прерывно, на переменном токе она периодически возобновляет­ся. При использовании постоянного тока процесс плавления бо­лее стабилен, дисперсность частиц и плотность получаемых по­крытий выше, чем при применении переменного тока.

Установка для электродуговой металлизации включает электроду­говую горелку, напыляемый материал в виде проволоки и источник электропитания. Рабочее напряжение равно 18...40В, сила тока — 100... 140 А. Производительность электродуговой установки выше, чем при газопламенном напылении, и составляет: для стали — 5...70, бронзы — 60...90, алюминия — 3...37, цинка — 10... 140 кг/ч.

Напыленный слой неустойчив к ударным, механическим, ко­лебательным нагрузкам и к скручиванию.

Наибольшие объемы работ по напылению выполняют пере­носными (ручными) горелками ЭМ-ЗА, ЭМ-14 и станочными — КДМ-2, ЭМ-6, ЭМ-12. В зависимости от выполняемых операций применяют проволоки, которые приведены в табл. 14.2.

Твердость регулируется подбором исходного материала или ре­жима охлаждения в процессе нанесения покрытия.

Плазменное напыление.Плазменное напыление — это процесс нанесения покрытий напылением, при котором для расплавле­ния и переноса материала на поверхность детали используются тепловые и динамические свойства плазменной струи.

Устройство плазмотронов описано в разд. 13.2 (см. рис. 13.9). Попадая в плазменную струю, порошок расплавляется и приобре­тает определенную скорость полета, которая достигает наиболь­шей величины на расстоянии 50... 80 мм от среза сопла плазмотро­на. На этом расстоянии целесообразно располагать деталь.

Преимущества плазменного напыления: этим способом удается наносить покрытия из всех материалов, которые не разлагаются и не испаряются при обычных температурах (окислы, нитриды, карбиды и многокомпонентные материалы, называемые псевдоспла­вами); затраты на получение азотной плазмы вдвое меньше сто­имости кислородно-ацетиленового пламени при эквивалентных выделениях энергии; процесс позволяет полностью автоматизиро­вать технологию; возможность нанесения покрытий на детали раз­нообразной конфигурации (плоские, криволинейные поверхнос­ти, тела вращения).

Высокочастотное напыление.Плавление исходного матери­ала покрытия (проволоки) происходит за счет индукционного на­грева, а распыление — струей сжатого воздуха. Головка высокоча­стотного аппарата (рис. 14.3) имеет индуктор, питаемый от гене­ратора ТВЧ, и концентратор тока, который обеспечивает плавление проволоки на небольшом участке ее длины.

Высокочастотное напыление предназначено только для стацио­нарных работ, так как подвод электроэнергии осуществляется от мо­щных генераторов ТВЧ, используемых для поверхностной закалки.

Преимущества высокочастотного напыления — небольшое окис­ление металла, относительно высокая механическая прочность покрытия. Недостатки — недостаточная производительность про­цесса, сложность конструкции, высокая стоимость оборудования и энергоносителей.

 

 

---

Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 880; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!