Powłoka kataforetyczna: opis technologii i jej zalet. Metody ochrony przed korozją

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Techniki nakładania powłok zewnętrznych stanowią najszerszą grupę metod ochrony antykorozyjnej metalu. Gruntowanie jest często stosowane w ochronie karoserii samochodowych, które poddawane są różnego rodzaju wpływom, które przyczyniają się do rozwoju rdzy. Jedną z najskuteczniejszych metod takiej ochrony jest powłoka kataforetyczna, która jednocześnie łączy elementy izolacji fizycznej i chemicznej.

Przygotowanie wyposażenia technologicznego

Podstawą techniczną wykonania zabiegu kataforezy są ograniczniki elementów karoserii, w tym maski, bagażnika i drzwi bocznych. Wszystkie te części muszą być lekko otwarte, aby aktywna mieszanina swobodnie wypełniała ubytki od wewnątrz, nie pozostawiając szczelin. Z punktu widzenia produkcji w linii, rozwiązanie do powlekania kataforetycznego jest więc oszczędzane na linii, ponieważ niewykorzystana kompozycjacałkowicie odsączone do specjalnego pojemnika i wykorzystane w kolejnych operacjach. Funkcję kanałów spustowych pełnią zwykle otwory w dnie karoserii. Należy również zadbać o to, aby były one otwarte z wyprzedzeniem.

Mycie powierzchni ciała

Następnym krokiem w przygotowaniu jest pranie wstępne. Nie tylko z powierzchni zewnętrznych, ale również z wnętrza karoserii należy usunąć wszelkie obce cząstki od brudu i kurzu po produkty spawalnicze i smar fabryczny. Na liniach profesjonalnych stosuje się do tego celu komory z wieloma dyszami, kierujące wodę z roztworem czyszczącym. Prostsza opcja polega na zastosowaniu mini myjek wysokociśnieniowych z podłączeniem agregatów sprężarkowych. W każdym razie im lepsze wstępne czyszczenie, tym większe prawdopodobieństwo uzyskania stabilnej i trwałej powłoki ochronnej karoserii z naciskiem na tworzenie się bariery antykorozyjnej.

Odtłuszczanie powierzchni

Obecność śladów oleju technicznego lub innych chemikaliów na powierzchniach karoserii może prowadzić do zachowania otwartych przestrzeni, które po uszkodzeniu często stają się ogniskami rozwoju rdzy. Dlatego bardzo ważne jest przeprowadzenie operacji odtłuszczania. Zwykle przed nałożeniem powłoki kataforetycznej problem ten rozwiązuje się natryskiem. Samochód przejeżdża przez specjalny tunel, gdzie również jest zasilany wodą pod wysokim ciśnieniem, ale z dodatkiem specjalnych środków chemicznych. Ćwiczone i metoda zanurzenia wkąpiele z roztworami odtłuszczającymi, ale takie podejście opłaca się tylko w wielkoseryjnym, masowym warsztacie.

Jak odtłuścić metal?

Więc jakie dodatki stosuje się po kompleksowym myciu przed nałożeniem kompozycji kataforetycznej? Najprostszym i najbardziej dostępnym materiałem są roztwory alkaliczne. Są to przydatne składniki aktywne, które wraz ze wzmacniaczami odtłuszczania dają dobry efekt czyszczenia i podstawową ochronę. Przy wysokim stopniu koncentracji tłuszczu konieczne będzie użycie specjalistycznych narzędzi. Na przykład, jak odtłuścić metal, jeśli zawartość tłuszczu na powierzchni przekracza 3 g/m2? W takim przypadku można zastosować specjalistyczną chemię samochodową firmy Henkel, Chemetall lub ECOHIM, wykonaną na bazie stałych i chlorowanych cząstek polichlorku winylu i akrylonitrylo-butadienostyrenu. Jak pokazuje praktyka, kluczowym czynnikiem skuteczności roztworu odtłuszczającego nie będzie nawet jego stężenie, ale odpowiednio dobrany reżim temperaturowy podczas przetwarzania.

Aktywacja i fosforanowanie powierzchni

Etapem przejściowym między czyszczeniem powierzchni docelowej a stworzeniem bazy pod powłokę kataforetyczną jest fosforanowanie. Z kolei aktywacja metalu będzie działać jako operacja przygotowawcza, którą przeprowadza się w celu poprawy tworzenia kryształów w kąpieli. W tym celu stosuje się nierozpuszczalne związki, fosforan manganu i sole tytanu. Zapewniają efekt osiadania na powierzchni, przyczyniając się do zagęszczenia fosforanówwarstwa.

Aktywacja stanowi podstawę powłoki ochronnej karoserii, pomagając zwiększyć przyczepność. Po fosforanowaniu przeprowadzana jest kontrola powłoki, w której oceniane są takie właściwości, jak całkowita kwasowość, gęstość, masa itp. Można również analizować skład roztworu. Standardowy zestaw komponentów tworzą pierwiastki cynkowe, fluorki oraz dodatkowe dodatki modyfikujące, które dobierane są indywidualnie.

Co to jest podkład kataforetyczny?

Głównym składnikiem powłoki jest bezołowiowa dwuskładnikowa masa, która może występować w postaci pasty lub emulsji. W najnowszych generacjach takie podkłady wyróżniają się bezpieczeństwem dla środowiska i dużą siłą penetracji. Za pomocą modyfikatorów poprawia się również wskaźniki stabilności termicznej i ochrony przed procesami korozyjnymi. Ponadto podczas pracy poprawia się usuwanie rdzy bez uszkadzania podstawy korpusu. Bezpośrednio w kataforezie stosuje się emulsje zawierające kilka polimerów kationowych. Utworzona warstwa to elastyczna folia z zablokowanym izocyjanianem. W kompozycji można również zastosować pastę pigmentową na bazie składników mineralnych, wiążących substancji czynnych i płynu demineralizowanego.

Nakładanie podkładu

Struktura ochronna powstaje w wannie, która została wcześniej obciążona emulsją z pastą, zawierającą niezbędne dodatki. Średnia objętość kąpieli dla kataforetycznej metody ochrony antykorozyjnej wynosi 100 m3 na podstawiedla jednego ciała. Dozwolona jest również jednoczesna obróbka kilku samochodów. W tym przypadku używane są kontenery o pojemności 200-300 m3.

Ogniwa dializacyjne z metalowymi prętami katodowymi są połączone z kąpielą wzdłuż obwodu. Jest to ważna część technologii, dzięki której w zasadzie zapewniony jest efekt elektrochemiczny. Po przyłożeniu napięcia grunt kataforetyczny jest ładowany, a następnie tworzy się warstwa ochronna o grubości do 25-30 mikronów. Jeśli chodzi o parametry ładowania, natężenie prądu powinno wynosić od 350 do 700 A przy średnim napięciu 400 V. Z czasem praca trwa 2-3 minuty.

Suszenie powierzchni metalowych

W przeciwieństwie do innych technologii szybkoschnących, w tym przypadku proces polimeryzacji ma również charakter łagodnego efektu termicznego przy spalaniu. Do tej operacji wykorzystywane są specjalne piece, które umożliwiają przeprowadzenie kilku etapów suszenia. Na każdym etapie odpowiedni moduł jest połączony z niezależnym palnikiem (najczęściej na paliwo gazowe), który podgrzewa powietrze do żądanej temperatury. Przepływy ciepła w kierunku korpusu dostarczane są przez instalacje wentylatorowe. Ponadto każdy obwód ekspozycji termicznej zawiera filtry, które oczyszczają powietrze z najmniejszych cząstek, które mogą uszkodzić strukturę powłoki. Jeśli chodzi o wybór reżimu temperaturowego, wiele zależy od właściwości konkretnego metalu. W przypadku konstrukcji karoserii zabezpieczenie antykorozyjne jest ustalane w warunkach polimeryzacji w temperaturze 180-200°C. Ponadto dla każdej oddzielnej części temperaturamoże się różnić ze względu na specjalne czujniki. W przypadku dachu, deski rozdzielczej i dolnej części zwykle stosuje się specjalne podejście.

Zalety technologii

Wśród głównych zalet tej techniki jest wysoka odporność gruntu na negatywne wpływy zewnętrzne, które stwarzają warunki do powstawania korozji. Po wykonaniu odrdzewiania materiałami ściernymi o pożądanej frakcji już na pierwszym etapie, w przyszłości można zapomnieć o ryzyku takich uszkodzeń spowodowanych wysoką wilgotnością i narażeniem na działanie soli. Jednocześnie kataforeza stosowana jest nie tylko jako technologiczna powłoka ochronna, ale także dekoracyjna, jeśli roztwór podkładu łączy się z farbą proszkową. Inne zalety tej metody to duża szybkość obróbki, równomierne układanie warstwy, duża siła penetracji oraz wspomniana już przyjazność dla środowiska.

Alternatywne metody ochrony przed korozją

Najbliższą technologią ochrony antykorozyjnej, którą w zasadzie można porównać do kataforezy, jest anaforeza. Jest to również rodzaj barwienia elektrolitycznego, ale z pewnymi różnicami. W szczególności anaforetyczna metoda ochrony przed korozją zapewnia ujemny ładunek roztworu gruntującego, a powierzchni docelowej kojarzy się z dodatnim konturem. Z punktu widzenia jakości urządzenia do powlekania nie ma to fundamentalnego znaczenia, ale z drugiej strony procesy organizacyjne są ułatwione dzięki wyeliminowaniu obowiązkowego urządzenia uziemiającego do kąpieli i zasilania celi dializacyjnych. Ponadto wymagania dotycząceosadzanie farby i suszenie nałożonej powłoki.

Wniosek

Technika kataforezy jest złożona i kosztowna. Jakość wyniku w tym przypadku będzie gwarantowana tylko przez właściwe wykonanie każdego etapu przetwarzania. Najmniejsze naruszenie technologii może spowodować zniszczenie zastosowanej gleby już w pierwszych miesiącach eksploatacji pojazdu. Ale w innych przypadkach obróbka kataforetyczna metalu w pełni usprawiedliwia się jako skuteczny sposób ochrony antykorozyjnej na wiele lat. Sekret powstawania pozytywnych właściwości technicznych i użytkowych po utworzeniu powłoki tkwi w zrównoważonym połączeniu składników chemicznych i oddziaływań elektrycznych na strukturę metalu. Nie jest to innowacyjna metoda, ponieważ jej zasady są od dawna stosowane do ochrony sieci rurociągów przed tą samą korozją. Ale w odniesieniu do ochrony karoserii samochodowych możemy mówić o bezprecedensowej optymalizacji procesów kataforezy, aczkolwiek przy wysokich kosztach organizacyjnych.