Лакокрасочная обработка металлических поверхностей (окрашивание) – это технология нанесения на них красок и лаков. Методом лакокрасочной обработки на поверхности окрашиваемых изделий наносится тонкий слой жидкого материала, который вследствие химических или физических процессов (например, вследствие испарения растворителя) образует сплошную, прочную пленку лакокрасочного покрытия.

Перед нанесением краски или лака заготовки должны быть подвергнуты соответствующей предварительной обработке (очистке) для обеспечения хорошего сцепления слоя лакокрасочного материала с поверхностью основания, для его беспрепятственного нанесения, образования равномерной пленки, увеличения стойкости покрытия к атмосферным воздействиям.

Методы предварительной обработки окрашиваемых заготовок делятся на механические и химические.

К методам механической предварительной обработки относится механическая очистка от ржавчины, окалины, сажи, а также коррозионных изменений поверхности, выполняемая вручную, с помощью ручных электро- или пневмоинструментов (например, шлифовальной машинки), стационарных шлифовальных станков или с помощью пескоструйной обработки.

К методам химической предварительной обработки относится очистка стальных поверхностей путем травления или фосфатирования.

В качестве травильного состава в зависимости от материала заготовки и типа загрязнения применяются кислоты или щелочи. Травящее действие состоит в том, что под действием минеральных кислот растворяются слои оксида (ржавчина и окалина).

При фосфатировании хорошо очищенные, обезжиренные заготовки подвергаются воздействию водных растворов свободной фосфорной кислоты и кислых фосфатов цинка. При этом на поверхности заготовок образуются преобразованные слои, которые представляют собой хороший адгезионный грунт для последующего окрашивания и обладают ингибирующим (замедляющим коррозию) действием.

Краска и лака представляют собой смесь из связующих веществ, пигментов, растворителей и разбавителей, наполнителей и добавок.

Связующие вещества предназначены для того, чтобы связывать между собой частицы пигментов и соединять их с окрашиваемым основанием.

Пигменты – это практически нерастворимые, неорганические или органические красители, цветные или ахроматического цвета.

Растворители и разбавители (например, бензин или скипидар) являются жидкостью, которая состоит из одного или нескольких компонентов и способна растворять связующее вещество без его химического превращения. Благодаря использованию растворителя или разбавителя краске или лаку придается требуемая для нанесения вязкость.

Наполнители – это порошкообразные, практически нерастворимые вещества, которые применяются для увеличения объема лакокрасочного материала, для достижения или улучшения технических свойств покрытия и/или для воздействия на его оптические свойства.

К добавкам относятся, например, пластификаторы (мягчители), осушающие добавки, отвердители, смачивающие агенты и матирующие добавки.

Пластификаторы являются важной составной частью красок и лаков, наносимых на детали, которые в дальнейшем должны быть подвергнуты формовке.

Отвердители – это компоненты лаков, стойких к царапанию.

1. Древнейшим методом лакокрасочной обработки является окрашивание с помощью кисти.

2. а) В настоящее время для лакокрасочной обработки вручную в основном применяются окрасочные валики (например, из овчины).

б) При промышленном методе нанесения лакокрасочных материалов вальцами краска или лак переносится на поверхность заготовки с помощью вращающихся резиновых вальцов. Желаемое количество наносимого материала можно изменять посредством регулируемого зазора между наносящим (окрасочным) и дозирующим вальцами. При этом заготовка и окрасочный валец могут двигаться в одном направлении или в противоположных направлениях. Этот метод применяется для окрашивания металлических лент, металлических листов, консервных банок и ведер.

3. Менее трудоемким, но требующим больших технических затрат являются различные методы напыления лакокрасочных покрытий.

а) Так, в последнее время в автомобильной промышленности интенсивно применяются окрасочные роботы для окрашивания кузовов автомобилей, а также пластмассовых компонентов кузова, например, бамперов, методом пульверизационного напыления красок и лаков с помощью пистолета-распылителя (краскопульт). При этом для распыления краски или лака используется сжатый воздух под давлением 0,2-0,6 МПа, который одновременно является средством переноса вещества и распыляющей средой.

б) Кроме того, в промышленности также применяется метод безвоздушного распыления (гидравлическое распыление, безвоздушное распыление под высоким давлением), при котором краска или лак распыляется под очень высоким давлением 18-24 МПа, причем сжатый воздух используется здесь лишь в качестве среды, передающей давление.

в) Еще одним промышленным методом нанесения лакокрасочного покрытия является электростатическое распыление, при котором краска или лак распыляется посредством распылительной форсунки, служащей одним из электродов, после чего заряженные частицы краски или лака осаждаются на заземленном окрашиваемом изделии.

г) Метод горячего распыления позволяет без проблем наносить высоковязкие, с низким содержанием растворителя, лакокрасочные материалы за счет снижения их вязкости путем нагрева до определенной температуры. При этом горячее распыление может осуществляться методом пульверизационного или же безвоздушного распыления с использованием сжатого воздуха как среды, передающей давление, и без его использования. Нагревание лакокрасочного материала до температуры около 55-70 °C происходит непосредственно в бачке пистолета-распылителя или в теплообменнике с системой циркуляции горячей воды или горячего лака. Горячее распыление позволяет получать толстые одинарные слои лакокрасочного покрытия и часто применяется в комбинации с методом безвоздушного распыления.

4. Метод нанесения лакокрасочного материала наливом применяется в специальных наливных машинах, которые представляют собой большие столы, поверхность которых состоит из роликов или ленточных транспортеров, перемещающих окрашиваемые заготовки по технологической цепочке с переменной скоростью. Лакокрасочный материал закачивается из резервуара в так называемую наливочную головку с помощью подающего насоса. Наливочная головка – это емкость во всю ширину транспортера с имеющейся внизу регулируемой щелью, через которую лакокрасочный материал непрерывно льется вертикально вниз на окрашиваемые заготовки. Этот метод применяется главным образом для окрашивания очень больших плоских или выпуклых предметов.

5. Самыми простыми промышленными методами лакокрасочной обработки являются:

а) традиционное нанесение лакокрасочных покрытий погружением, однако он применяется лишь для нанесения грунтовочных покрытий (грунтов) и покрытий, к которым не предъявляются высокие эстетические требования (например, лакокрасочное покрытие сельскохозяйственных машин).

б) нанесение лакокрасочных покрытий методом электрофореза (анафореза, а в последнее время катафореза), при котором пигменты и связующие вещества, находящиеся в краске или лаке на водной основе, перемещаются под действием приложенного к лакокрасочному материалу постоянного напряжения к противоположному электроду, которым является окрашиваемое изделие, разряжаются и осаждаются на нем.