Лаковые покрытия, наносимые методом электрофореза (катафореза)
Лаковые покрытия наносятся методом катодного электроосаждения (катафореза). Возможно осаждение на различные металлы и металлические покрытия: благородные металлы никель, цинк, медь и их сплавы и др.
Композиция представляет собой дисперсию (золь, коллоидный раствор) акрил-полиуретановых сополимеров в водно-органическом растворителе (с преобладанием воды). Композиция разработана на основе полимеров, производимых в Великобритании. Данный продукт негорючий и малотоксичный; покрытия осаждаются из водного раствора, поэтому предлагаемая технология намного безопаснее, чем нанесение лаков на основе органических растворителей.
Из данной дисперсии можно получать прозрачные, бесцветные или окрашенные (при введении специального красителя) пленки.
Покрытия рекомендуются для финишной обработки деталей из металлов, в том числе с нанесенными металлопокрытиями с целью защиты поверхности от коррозии (особенно серебра, меди и их сплавов), увеличения износостойкости, улучшения внешнего вида.
В частности латунные изделия с серебряным покрытием с защитой данным лаком выдерживают испытания в эксикаторе с сульфидом натрия более суток (на фото слева), в отличие от незащищенного изделия (на фото справа).
Покрытия применяются на ювелирных изделиях, деталях мебельной фурнитуры, дверных ручках, замках, светильниках и других электротехнических изделиях, инструмента, принадлежностей для ванн и др. Возможно нанесение покрытий толщиной 3-25 мкм.
Получаемая пленка обладает достаточно высокой твердостью и износостойкостью, не электропроводна. Раствор обладает высокой рассеивающей способностью, что позволяет покрывать детали со сложной конфигурацией. Максимальная температура эксплуатации деталей с покрытием — до 240°С.
Состав рабочей ванны: дисперсия акрил-полиуретановых сополимеров — 400 мл/л, вода деминерализованная (дистиллированная) — до 1 л. Производится поставка как готовых к применению композиций, так и концентрата дисперсии.
Для придания покрытиям цвета в ванну вносится краситель в кон — «под бронзу»; «ЭКОМЕТ-ЛКЖ» — желтый или золотистый с зеленоватым оттенком, «ЭКОМЕТ-ЛКР» — розовый).
Условия осаждения покрытий: напряжение на ванне 25-40 В, время 10-60 секунд (в зависимости от требуемой толщины), аноды — нержавеющая сталь. До и после осаждения покрытия требуется тщательная промывка деталей в том числе деионизованной водой. Сушка проводится при температуре 145-160°С в течение 30-20 минут.
Ориентировочная стоимость химикатов для нанесения покрытия толщиной 5 мкм составляет 0,4-0,5 $ за 1 кв. м.
С оборудованим для нанесения катафорезных покрытий можно ознакомится в /
Нанесение грунта.
Перед нанесением грунта, кузов должен быть подготовлен: выполнена протирка, для снижения уровня сора, нанесен ремонтный грунт, если дорабатывались дефекты металла. В современной промышленности широкое применение нашли полиэфирные грунты. Наиболее эффективным способом нанесения является электростатическое роботизированное нанесение. Робот, как и на линии мастики, отрабатывает кузов по заранее написанной траектории с установленными параметрами распыления. Главной задачей является равномерное нанесение грунта для исключения наплывов и эффекта апельсиновой корки – шагрени. Одним из факторов, который влияет на нанесение грунта, является воздушный баланс в камере.
При его нарушении возможна разбивка формы факела робота и потеря толщины. Необходимо учитывать и расстояния от кузова до распылителя. Типовым проектом является комбинированная сушка мастики и грунта, параметры которой так же зависят от материала (около 140?С). После фиксации грунтованного слоя, его необходимо подготовить (доработать дефекты) для нанесения базового и лакового слоя, а так же снять электростатическое напряжение кузова. В зависимости от базисной эмали грунты также градированы на цвета. Основными дефектами слоя грунта являются: сор, ворс, кратера (причиной могут быть загрязнения подложки, протирочных и фильтровальных материалов, дефекты цинка и т.д). Грунтованное покрытие так же должно соответствовать определенному качеству — толщины около 30 мкм, отсутствие областей шагрени.
Это интересно
Кроме сольвент теста есть еще один простой способ проверить качество сцепления одного материала с другим (в нашем случае транспортировочного грунта с металлом).
Он дает пусть и приблизительную, но вполне достаточную визуальную оценку качества адгезии. Все просто. Берем шкурку P240 и по-сухому прошлифовываем проверяемый участок до металла. Если граница перехода равномерна, не отслаивается участками и не крошится — адгезия достаточная.
Если хотите «по науке», то для проверки адгезии существует специальное приспособление, представляющее собой десять острых лезвий, параллельно расположенных на расстоянии миллиметра друг от друга. Ими делается несколько крестообразных надрезов на тестируемом материале, а затем, по количеству выпавших квадратиков делается вывод о качестве внедрения одного материала в другой. Этот метод носит название метода решетчатых надрезов.
Ремонт лакокрасочного покрытия автомобиля — процесс непростой. Он включает в себя множество операций по подготовке и окраске поверхности, в ходе которых львиную долю времени «съедают» сушка и шлифовка лакокрасочных материалов. Шаг за шагом, слой за слоем…
Может все-таки есть какие-нибудь «обходные пути», которые позволили бы нам сократить время ремонта, при этом не потеряв в качестве? А если получится еще и сэкономить на материалах — вообще замечательно. Как ни странно, такие способы существуют, об одном из них — методе покраски «мокрый по мокрому» — наш сегодняшний рассказ.
Вкратце о технологиях
Нужно запомнить постулат: на любой автозавод, АвтоВАЗ, ИжАвто или другой, оцинкованная сталь не поставляется. Оцинковка проводится при сборке, но тут существуют варианты:
- Горячий метод – кузов в сборе окунают в ванну, целиком заполненную цинком (T=460 Гр. Ц). Метод используют следующие автобренды: Porsche, Volvo;
- Гальваника – осаждение цинка из раствора при протекании тока. Бренды: BMW, Mercedes, Toyota и некоторые другие. Метод не позволит получить толщину слоя больше 9-15 мкм;
- Холодный метод – нанесение смеси, содержащий цинковый порошок. Состав наносится, как при окраске (см. фото).Что здесь цинкуют – неужели седан Веста?
Третий метод позволяет выбирать, что именно и с какой стороны цинкуется. Вдобавок, он является недорогим. Его использует АвтоВАЗ, а также Ижевский автозавод, где собирают седаны Веста.
Выше перечислены три технологии. И перечислены они в порядке «от лучшего к худшему». Ни один анафорезный грунт, пусть даже в нём присутствует цинк, не может защитить от ржавчины полностью.
Равномерное покрытие получается при использовании двух первых методов. Лада Веста оцинкована по третьей технологии, а есть или нет на ВАЗе ванна с гальваникой – это уже другой вопрос.
Как подготовить под покраску деталь с заводским грунтом?
Сомнительный грунт лучше убирать до чистого металла шлифованием. Далее можно распылить первичный и вторичный грунты и красить.
p, blockquote 8,1,0,0,0 —>
Качественный катафорезный грунт, при условии его целостности и отсутствия дефектов, можно оставить на детали.
p, blockquote 9,0,0,0,0 —>
Производители лакокрасочных материалов рекомендуют сверху катафорезного наносить вторичный грунт, благодаря чему увеличивается адгезия и меньше появляются сколы при эксплуатации. Можно использовать акриловый двухкомпонентный грунт. Заводской грунт шлифуется абразивами P240 – P320 , обезжиривается и грунтуется. Дополнительным преимуществом грунтования поверх заводского грунта является применение грунта, имеющего цвет, схожий с цветом краски, которой будет покрываться деталь. В итоге уйдёт меньшее количество краски. При этом нужно понимать, что иногда производители рекомендуют то, что удорожает ремонт и без чего можно обойтись.
p, blockquote 10,0,0,0,0 —>
p, blockquote 11,0,0,0,0 —>
Многие мастера, с которыми я общался, много раз подряд красили поверх заводского грунта, предварительно подготовив его под покраску, и из-за этого не возникало проблем.
p, blockquote 12,0,0,1,0 —>
Они считают, что если на поверхности настоящий катафорезный грунт, то такое покрытие можно обработать скотч-брайтом или другим абразивом под покраску, обезжирить и красить. Настоящий катафорезный грунт держится на поверхности очень хорошо и шлифуется тяжело. Он имеет более прочную связь с поверхностью, чем эпоксидный грунт, нанесённый краскопультом.
p, blockquote 13,0,0,0,0 —>
Некоторые сервисные центры, чтобы соблюсти регламент и дать длительную гарантию на свою работу, шлифуют заводской грунт до чистого металла и далее наносят первичный и вторичный грунт, после чего подготавливают поверхность и красят.
p, blockquote 14,0,0,0,0 —>
В итоге можно сказать, что если заводской грунт хорошего качества, деталь не имеет следов ржавчины, то не имеет смысла его убирать. Таким образом, Вы сэкономите время, сохраните фосфатную заводскую плёнку и оставите дополнительную антикоррозионную защиту в виде катафорезного грунта. Как было написано выше, не лишним будет нанести сверху вторичный акриловый грунт, колерованный под краску, которой будет окрашиваться деталь. Так, Вы как минимум получите пользу в виде экономии расхода краски.
p, blockquote 15,0,0,0,0 —> p, blockquote 16,0,0,0,1 —>
Катафорез при капитальном кузовном ремонте
В настоящее время также набирает обороты катафорезное грунтование кузова при капитальном восстановлении автомобилей. В целом этот процесс немного отличается от грунтования на этапе производства, однако в большинстве происходит то же самое. Весь процесс подготовки автомобиля к нанесению нового лакокрасочного покрытия состоит из следующих процессов:
- Полная разборка автомобиля. Отдельно катафорезу подвергается сам кузов, и отдельно съемные кузовные детали (двери, капот).
- Снятие старого лакокрасочного покрытия. На этом этапе удаляется абсолютно вся краска с кузова и его деталей. Удаление краски осуществляется химическими средствами. Кузов и детали полностью погружаются в емкость со специальной жидкостью, которая смывает все покрытие до голого металла.
- Удаление следов коррозии. На бывшем в употреблении автомобиле, так или иначе, имеются очаги коррозии. Они также удаляются химическими средствами. Как и на предыдущем этапе, кузов и съемные детали полностью погружаются в ванну с жидкостью для удаления ржавчины. После прохождения этой процедуры поверхность кузова оголяется до чистого металла.
- Катафорезное грунтование по технологии, которая описана выше.
На выходе получается полностью обработанный и загрунтованный кузов, который готов к покрасочным работам. Этот метод позволяет вернуть к жизни даже самый старый автомобиль. Однако из-за своей относительной дороговизны по сравнению с традиционными техниками кузовного ремонта, катафорезное грунтование применяется довольно редко. В основном его используют для восстановления раритетных классических автомобилей, которые имеют ценность скорее для коллекционеров, нежели для простых автолюбителей. Но эта технология не стоит на месте, она довольно активно развивается, что неминуемо приведет к ее удешевлению и распространенности в самом ближайшем будущем.
Как производят ремонт кузовного элемента на СТО?
Возьмем, к примеру, крыло автомобиля. Если повреждения незначительные (не требующие замены крыла на новое крыло), то поврежденное крыло рихтуют, шпаклюют, грунтуют, а затем окрашивают в покрасочной камере. Все!
Никакого катафорезного покрытия. И этот процесс покраски автомобиля у всех ремонтников одинаковый, что в гараже у дяди Жоры, что на суперсовременной СТО.
В том месте, где повреждена заводская катафорезная или цинкованная пленка, обязательно образуется очаг коррозии, который через некоторое время поднимет слой шпаклевки и краски. Краска начнет лупиться, и коррозия вылезет наружу (жучки, кариес, точки коррозии).
Если мастера на станции предлагают поменять крыло на новое, то так же имейте в виду, что новое крыло не прослужит вам долгое время, даже если дядя Жора его покрасит «как для себя».
Кузовные запчасти, поступающие в продажу, покрывают на заводе простым транспортировочным грунтом, который служит для защиты металла при перевозке, но совсем не защищает от воздействия коррозии. Покрашенное новое крыло (без заводской обработки) прослужит вам максимум 2 года и сгниет насквозь.
Существуют следующие статистические данные, покрашенное крыло:
- обработанное катафорезным покрытием (заводским), выдерживает воздействие солевого тумана в камере от 1500 до 2000 часов;
- не имеющее катафорезное покрытие, сквозная коррозия в камере соленого тумана появляется уже через 90 часов.
Поэтому любой ремонт кузова будет недолговечным. Более дорогой ремонт прослужит чуть больше времени (за счет более точного выполнения технологии покраски), чем ремонт у дяди Жоры.
Сварка и подготовка кузова под окраску.
Весь процесс окраски кузова начинается еще задолго до доставки в цех или ателье окраски, первым этапом является сварка кузова. На данном этапе существуют отдельные ключевые моменты, которые влияют на дальнейший производственный процесс. К таким особенностям можно отнеси: нанесение зафланцовочного клея (мастики) на все навесные детали кузова, доработка «выплесков сварки» (мелкая игольчатая крупинка на поверхности кузова), окалины, остатки масляных пятен и т.д. Все данные дефекты должны быть устранены еще до прибытия в производство окраски, или сведены к минимуму
В различных производствах и автомобильных кампаниях данному этапу уделяются различное внимание. Если качество «белого кузова» (наименование кузова, пришедшего с производства сварки) и степень его доработки позволяет не использовать дополнительных средств обработки в цехе окраски, то он напрямую отправляется в промывку
Но если, качество неудовлетворительное, то в цехе окраски применяются такие средства как: установка кабин для промывки кузова ХППВ (хоз. питьевая вода), дополнительная протирка внешней поверхности кузова с применением различных химических реагентов, а иногда и комбинирование этих методов. После того как кузов очищен и доработан он отправляется на промывку и обезжиривание.
Достоинства покрытия катафорезным лаком
Цель обработки поверхности — улучшение внешнего вида и защита от неблагоприятных факторов среды (коррозии).
Эксперты «Металл Клинер» отмечают высокую стойкость грунта к воздействию кислот, солей, влажности. К выгодам электрофорезного лакирования относят универсальность. Способ обработки подходит для металлов и сплавов из меди, серебра, латуни, цинка, никеля.
Покупатели услуги катафорезного лакирования не беспокоятся за целостность пленки при перегреве. Детали с электрофоретическим покрытием выдерживают температуру до 240 C°. Защитный слой не проводит ток. Катодное электроосаждение безопаснее, чем нанесение лака на органических растворителях.
К преимуществам услуги относят также и выбор лакового покрытия. Мы гарантируем качественное нанесение бесцветного, прозрачного или окрашенного состава. Защитная пленка отличается высокой цветопередачей: более 99%. На поверхности нет капель лака, углублений и неровностей.
Использование новых технологий антикоррозийной защиты кузова на АвтоВАЗе
АвтоВАЗ постоянно модернизирует процессы покраски автомобилей. В 2013 году была завершена программа перехода к новой технологии окраски внедорожника Lada 4х4 Нива.
Применение катафореза вместо анафорезного метода обработки значительно повысило прочность и износостойкость лакокрасочного покрытия автомобиля Нива. Кузов приобрёл большую стойкость к сколам, механическим и химическим внешним воздействиям. Кроме того, обработка металла катафорезной грунтовкой обеспечивает ВАЗ 2121 Нива более долгую сохранность блеска лакокрасочного покрытия.
Катафорезное грунтование обеспечило внедорожнику Нива очень высокую противокоррозионную защиту обработанных таким способом деталей. АвтоВАЗ проводил испытания кузовных элементов, обработанных картофорезным грунтом, в камерах солевого тумана, которые показали отличные результаты.
Что входит в ремонт полного цикла с покраской авто?
Если вам пришлось иметь дело с серьезным повреждением, которое к тому же не было своевременно ликвидировано, скорее всего придется осуществлять ремонт полного цикла с последующей покраской. Этот процесс будет более продолжительным (особенно если нужно удалять ржавчину) и предполагает наличие следующих материалов:
Не стоит забывать, что подбор продукции для подготовки поверхности автомобиля к покраске также зависит от материала, из которого изготовлена ремонтируемая деталь (сталь, оцинкованная сталь, алюминий или пластмасса) и от типа старого лакокрасочного покрытия (твердое или мягкое).
В настоящее время многие производители изготавливают кузова своих автомобилей из оцинкованной стали и алюминия. Это обеспечивает более высокую коррозионную стойкость и долговечность, но в то же время требует применения специальных материалов для ремонта. Существует ряд продуктов, пригодных для нанесения на оцинкованную сталь и алюминий.
Любой тип кузовного ремонта требует аккуратного и правильного выполнения определенной последовательности операций. Пропущенная или неправильно выполненная операция может привести к появлению различных дефектов лакокрасочного покрытия.
Нанесение катафорезного слоя. (Анафорезного)
В современной промышленности более широкое применение получил метод катафорезного электроосаждения.
После цикла промывок и нанесения фосфатного грунта (такая линия называется участком подготовки поверхности) начиная стадия катафореза. Обработка заключается в осаждении частиц грунта под действием электрического тока. По всей длине катафорезной ванны установлены аноды, на которые подаются различные значения напряжения, сам же кузов несет отрицательный заряд. Под действие электрического тока катафорезный грунт осаждается на поверхность кузова.
Одним из параметров качества КТФ покрытия является толщина. Тем самым значения напряжение должны быть заданы именно для достижения всех требований к качеству. Сам раствор находится в постоянной циркуляции, обладает постоянной температурой, уровнем pH, сухого остатка. Данные параметры необходимо поддерживать в определенным диапазоне для предотвращения старения раствора. Так же в обслуживание ванны заложен периодический слив раствора для осмотра поверхности ванны и анодов на наличие повреждений. В зависимости от фирмы изготовителя анодов, степень их износа может быть разной от 3 до 10 лет. После катафорезной обработки следуют несколько стадий промывок раствором ультрафильтрата, для снижения процента сухого остатка с кузова, так может использоваться как орошение, так и погружение. Последней стадией участка КТФ является промывка деминерализованной водой.
Весь участок линии КТФ заканчивается сушкой. Нагрев кузова, покрытого катафорезом должен быть плавным, исключающий тепловой удар. Температура и время фиксации катафорезного слоя зависит от типа материала (около 165?С 10 мин).
Желтоватость КТФ кузова вызывается чрезмерным нагревом, что может повлиять на межслойную адгезию. Основным дефектом покрытия является твердые желтоватые капли. Причиной их появления является кипени остатков воды в сушке. Решающим фактором, оказывающим влияние на этот дефект, является дизайн, геометрия самого кузова. Предотвратить появления можно изменением угла позиционирования кузова при прохождении линии (для дополнительного дренажа), разработкой дополнительной оснасткой, закрывающей подверженную дефекту поверхность, а так же регулировкой температуры.
Разные кампании предъявляют свои требования к качеству катафорезного грунта. Толщины варьируются от 18 мкм по внешним поверхностям и от 10-12 по внутренним. Изменять толщины можно, посредством параметрирования показателей состояния ванны- сухой остаток, напряжение, пигмент/связующее
Некоторые автопроизводители обращают внимание на шероховатость поверхности Ra
Подготовительные хлопоты
Даже если требуется частичная покраска автомобиля, то на подготовку к нанесению лакокрасочного материала уйдет до 90% времени. Чтобы покрасить хотя бы один кузовной элемент (дверь, крыло, порог и т. д.), необходимо собрать целый арсенал подручных приборов и материалов, а также защитить остальные детали кузова от пыли и брызг свежей краски. Естественно, перед тем как покрасить машину, требуется определенная подготовка старого покрытия.
При отсутствии повреждений на кузовных деталях, необходимо просто произвести шлифовку старой краски (матирование). Тогда сцепление нового материала с заводской основой будет надежным и долговечным.
При наличии “жуков” или вмятин на поверхности кузова придется полностью снять старую краску, очистить металл от ржавчины и выровнять все неровности при помощи шпатлевки.
Локальная покраска может выполняться на демонтированных деталях. Грунтовки на старую краску под поклейку обоев? Например, капот или дверь в любом авто можно снять, благодаря чему удастся избавиться от дополнительной защиты кузова и сэкономить на покупке малярной ленты, пленки, специальных легко смываемых средств.
Для процесса окрашивания потребуются следующие приборы и инструменты:
Одним из важнейших этапов при локальной покраске авто становится подбор лакокрасочного материала.
Выбор и нанесение грунтовки
Когда геометрия поверхности полностью воссоздана, можно приступать к обработке грунтом, который обеспечит надежное сцепление слоя краски. Перед этим уже было сказано несколько слов о свойствах грунтовки, которые главным образом определяют ее классификацию. Рассмотрим ее виды подробнее.
- Эпоксидная. Это жидкая смесь, содержащая в своем составе хромирующие или инертные вещества. Используется для противодействия влаге и другим агрессивным соединениям. Такие грунтовки (например, ГФ21, ФЛ-ОЗК) не нуждаются в финишной шлифовке. За исключением случаев, когда лакокрасочное покрытие имеет видимые дефекты (потеки).
- Праймер. Это так называемый первичный грунт, или выравниватель. Он используется для антикоррозионной обработки (может наноситься и перед шпаклевкой) и улучшения адгезии.
- Герметик. Это финишный слой грунтовки, который предназначен для ее защиты и дезактивации растворяющих свойств краски.
Для нанесения грунта можно использовать покрасочные пистолеты или краскопульты, в которых под давлением не менее 2 атмосфер происходит распыление жидкости. Перед этим рекомендуется в обязательном порядке очистить поверхность, пройтись антисиликоном для обезжиривания. Первичные грунтовки обычно наносят в 2 тонких слоя, между которыми нужна пауза до полутора часов просушки. После этого накладывают вторичный грунт толщиной в 3 слоя. Перед нанесением следующего слоя необходимо выждать до 10 минут, чтобы жидкость подсохла и стала матовой.
Эпоксидный грунт для авто стал в последнее время довольно популярным веществом и используется в качестве антикоррозионного покрытия. Грунт такого типа используют для обработки не только транспортных средств, но и других крупногабаритных предметов.
Этапы катафорезного грунтования
Покрытие деталей, с помощью катафорезного метода включает несколько этапов:
- Первый. Проводят очистку металлической поверхности от окиси, что повышает взаимодействие активных частиц при погружении в катаферозную емкость.
- Второй. Обезжиривание улучшает результат, полученный после первого этапа.
- Третий. Активация металла повышает надежность закрепления частиц.
- Четвертый. Погружение в катафорезную емкость, наполненную грунтовочным раствором. К металлической детали подсоединяют анод (отрицательный заряд), а к ванне – катод (положительный), активизирующий частички раствора. Благодаря электролитическому влиянию к корпусу прочно прилипает грунтовочный раствор.
- Пятый. Ополаскивание удаляет плохо закрепившиеся частички.
- Шестой. Сушка в термической камере обеспечивает затвердевание грунтовочного слоя.
Обработка нового кузова
При производстве нового транспортного средства его кузов проходит все стандартные этапы катафорезного грунтования, к которым добавляются несколько новых:
- очистка и обезжиривание;
- фосфатирование (усиливает прочность металла);
- ополаскивание;
- катафорез;
- промывание;
- ополаскивание;
- герметизация;
- покрытие днища защитным слоем;
- грунтование;
- повторная герметизация;
- ручная очистка;
- окрашивание;
- просушка кузова;
- финальный контроль качества.
Грунтование деталей
Методику применяют в основном к новым деталям, для чего их отправляют на завод, имеющий специализированное оборудование. На месте их очищают от транспортировочного грунта и подвергают всем этапам обработки. Благодаря методике срок службы деталей возрастает.