4.2. Окраска поверхностей

Для окраски ПТМ применяют масляные краски, эмали, лаки, нитроэмали, перхлорвиниловые и глифталевые эмали, нитролаки и др. Все лакокрасочные материалы обозначаются по ГОСТ 9825—73.

Подготовленную поверхность окрашивают в один или несколько слоев в зависимости от предъявляемых требований и условий экс­плуатации. Толщина каждого слоя краски составляет 0,04-0,05 мм. Каждый последующий слой наносят после полного высы­хания предыдущего слоя. Покрытия глифталевыми эмалями и лаками отличаются твердостью, эластичностью, устойчивостью к действию масел и атмосферным воздействиям. Покрытия пентафталевыми эмалями и лаками (ПФ) дают эластичное покрытие с глянцем, устойчивое к механическим воздействиям и превосходя­щее по атмосфероустойчивости глифталевые. Данные покрытия особенно широко применяют для окраски крупногабаритных ма­шин, когда искусственная сушка нецелесообразна. Покрытия фенолформальдегидными эмалями и лаками ФЛ образуют прочные водо- и атмосферостойкие глянцевые пленки. Покрытия нитрогли­фталевыми эмалями НКО, нитропентафталевые НПФ образуют полуглянцевую пленку, быстро высыхающую при температуре 18-23 °С. Покрытия перхлорвиниловыми и виниленхлоридными эма­лями и лаками ХВ и ХС отличаются атмосферостойкостью и стой­костью к действию кислот, щелочей, агрессивных газов и масел, но имеют малую термостойкость. Для получения прочного покры­тия необходима выдержка окрашенных изделий в течение пяти суток и более. Перхлорвиниловые эмали образуют матовые и полу­матовые пленки, не подвергающиеся полировке. При окраске данными эмалями необходимо применять глифталевые, фенольные и специальные перхлорвиниловые грунтовки. Перхлорвини­ловые эмали широко применяют при окраске различных изделий, эксплуатируемых в тропиках. Винилхлоридные эмали отличаются лучшей адгезией к металлу, чем перхлорвиниловые, большей эла­стичностью и химической стойкостью. Их применяют для окраски различных изделий, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности и подвергающихся действию агрессивных газов, мор­ской и речной воды.

В машиностроении применяют различные методы окраски, причем во всех случаях лакокрасочные материалы наносят тон­кими и ровными слоями. Вязкость лакокрасочных материалов проверяют вискозиметром ВЗ-4 при температуре от 18 до 23 °С и должна соответствовать 26-30 с при ручной окраске кистью и 22-24 с при окраске распылением.

Внутренние поверхности изделий, а также поверхности, труд­нодоступные для окраски в собранном виде, окрашивают до сборки изделия. Окраска кистью не требует предварительной защиты смежных неокрашиваемых участков, но малопроизводительна и неудобна при работе с быстросохнущими материалами. При­меняют ее при подправке и подкраске готовых машин и при нане­сении надписей, цировочных линий и при окраске поверхностей в труднодоступных местах.

Метод окрашивания распылением наиболее совершенен, а его производительность в 5-10 раз выше, чем окраска кистью. Различают механическое, воздушное (рис. 4.1) и безвоздушное распыление и распыление в электростатическом поле. При механическом распылении краска под действием гидравлического давления по­дается к форсунке насосом. При воздушном распылении краска, поступающая в краскораспылитель, в струе сжатого воздуха под давлением 0,3-0,5 МПа (3-5 кгс/см²) раздробляется на капли и в виде тумана переносится на окрашиваемую поверхность.

Рис. 4.1. Установка для окраски изделий воздушным распылением

Уста­новка для окраски воздушным распылением (рис. 4.1) состоит из компрессорной установки, масловодоотделителя 1 для очистки подаваемого воздуха, красконагнетательного бака 2, краскорас­пылителя 4 и шлангов 3, 5—7 для подачи воздуха и краски. Этим методом можно наносить почти все виды лакокрасочных материа­лов на изделия любой конфигурации и любых размеров. Недо­статками данного метода являются большие потери красок от туманообразования, достигающие на некоторых изделиях 40-70 %; большой расход растворителя; опасность в пожарном отношении и токсичность. Для устранения токсичности и пожарной опасности окраску распылением следует производить в окрасочных камерах, оборудованных вентиляцией и гидрофильтрами для очистки воз­духа. На рис. 4.2 в качестве примера показана принципиальная схема камеры распыления с нижним отсосом, применяемая для окраски тележек, мостов и других механизмов мостовых кранов. Камера имеет с двух сторон брезентовые шторовые двери 3 для выхода и входа окрашиваемого изделия 12, две площадки для рабочих и траншею для окраски изделия снизу. Сверху через от­верстия в потолке подается чистый воздух 4, который при движе­нии вниз омывает рабочего и удаляется через решетчатый пол 8 камеры. Последовательно проходя через водяную завесу 7 над зеркалом ванны 10 с водой и гидрофильтры 6, полностью очищается от красочной пыли и вентилятором выбрасывается из трубы 9 в атмосферу.

Циркуляция воздуха создается осевым одноступенчатым венти­лятором 2 насосной станции 1. Стенки камеры также омываются водой из форсунок 5 с целью предохранения их от оседания красок. Камера освещается светильниками 11 в герметическом испол­нении.

Рис. 4.2. Принципиаль­ная схема распылитель­ной камеры с нижним от­сосом

При безвоздушном распылении (рис. 4.3) краска из бачка 1 насосом 2 по шлангам подается к электронагревателю 5 и далее подогретая до 70-90 °С и под давлением 1,9-3,9 МПа (20 - 40 кгс/см²) по шлангам 4 выбрасывается из сопла 6. Давление при этом падает до атмосферного, растворитель мгновенно испаряется, и его пары, расширяясь, способствуют еще большему распылению краски. Так как струя распыляемой краски защищена от окружаю­щей среды облаком паров растворителя, тумана не образуется. Неиспользованная часть краски непрерывно циркулирует при помощи шестеренчатого насоса 8. Давление проверяется маноме­трами 3, 7. По сравнению с воздушным распылением этот метод улучшает санитарные условия, снижает расход лакокрасочного материала на 20-25 % и позволяет получать высококачественные покрытия без пор, с хорошим разливом и глянцем.

Рис. 4.3. Схема безвоздушного распыления краски

Эффективным способом является окраска изделий в электро­статическом поле. Сущность окраски в электрическом поле высо­кого напряжения состоит в том, что между отрицательным коронирующим электродом и положительным электродом, которым яв­ляется окрашиваемое изделие, создается постоянное электрическое поле высокого напряжения. В этом поле из распылителя 5 (рис. 4.4) подается краска, частицы которой, получая отрицатель­ный заряд, притягиваются к изделиям 6. Краска подается в распы­литель из бачка 1 по шлангам 3 с помощью насоса 2 и турбинки 4.

Рис. 4.4. Схема окраски в электрическом поле

Для распыления краски применяют электростатические центро­бежные распылители в виде чаш (рис. 4.5, а), грибков (вид б) и дисков (вид в) или неподвижные щелевые распылители (вид г). Чаши являются наиболее распространенным видом распылителя. Они выполняются самых различных форм и конструкций. При помощи пневматической турбинки чаша вращается с частотой 900-1500 об/мин. Для окраски крупногабаритных поверхностей применяются грибковые распылители. Дисковые распылители применяются при окраске изделий сложной конфигурации. Ча­стота вращения грибка и диска 400-450 об/мин. Применяемые на установке электродные сетки имеют различную форму в зависи­мости от формы окрашиваемого изделия.

В электрическом поле можно окрашивать наружные поверх­ности различных деталей, сборочных единиц и изделий простой и сложной конфигурации как при серийном, так и в массовом про­изводстве. Подготовка поверхности и сушка изделий при окраске в электрическом поле по сравнению с другими методами окраски принципиально не изменяются. Качество окраски зависит от ди­электрических свойств лакокрасочных материалов и режима ок­раски. Хорошо распыляются в электрическом поле лакокрасочные материалы, имеющие удельное объемное сопротивление = 5 10⁶-5 10⁷ Ом/см и диэлектрическую проницаемость от 6 до 11, получение которых достигается путем введения в лако­красочный материал растворителей. Окраску ведут в спе­циальных камерах, которые по своей конструкции значительно проще камер, применяемых при воздушном распылении.

Рис. 4.5. Схема распылителей

При ок­раске в электрическом поле увеличивается производительность в результате механизации процесса окрашивания и снижаются потери краски до 2-3 %. Покрытия получаются более равномер­ными и без подтеков. Значительно улучшаются условия труда. Недостатком метода является невозможность окраски изделий осо­бо сложной конфигурации, имеющих глубокие впадины, острые кромки, выступающие ребра и сочетания сложных сопряжений. При окраске деталей сложной конфигурации необходимо преду­сматривать ручную подкраску.

Кроме перечисленных методов ок­раски существуют и другие методы, такие, как метод окунания, обливания, окраска в барабанах и вальцах и др., которые приме­няют при окраске мелких деталей в массовом производстве.

Расход лакокрасочного материала на изделие определяем по формуле

,

где F — площадь окрашиваемой поверхности, м²; N — норматив расхода для соответствующего метода окраски и группы сложности, г/м².

Нормативы расхода (г/м²) определяют по формуле

,

где m — толщина пленки, мкм, v — плотность пленки, г/см³, р — сухой остаток лакокрасочного материала в рабочей вязкости, %, k — коэффициент потерь (например, при потерях, равных 10%, k = 0,1)