Сушіння лакофарбового покриття

Cушіння дозволяє вилучити з поверхні деталі зайвий розчинник. Сушіння буває природне (15-25 °С) і штучне (100-200 °С). Для матеріалів, у яких плівка утворюється внаслідок випаровування і викид легколетучих компонент, більш зручне природне сушіння. Для матеріалів, у яких процес висихання протікає складніше (випаровування, викид, окислення, конденсація і полімеризація) застосовують штучне сушіння. Для штучної сушки використовують печі, що відрізняються як за конструктивною ознакою, так і за способом нагріву. За конструктивною ознакою печі бувають періодичної і безперервної дії (одноразові чи з автоматизованою подачею матеріалу). За способом нагріву печі бувають конвекційні, терморадіаційні й індукційні.

1.Конвекційне сушіння.Тут фарбовані вироби нагріваються через їх контакт з гарячим повітрям, що циркулює в робочому просторі печі. Для нагріву повітря використовують калорифери (обогрівачі), що нагріваються паром чи електроенергією. Для підвищення ефективності конвекційних печей використовується рекуперація повітря, тобто нагріте повітря вентиляторами циклічно перегоняється через калорифер у сушільну камеру. Однак незважаючи на рекуперацію, повітря поступово насичується парами розчинника, тому частину повітря періодично вилучають з процесу рекуперації і заміняють на свіжу. Якщо цього не зробити, процес сушіння стане повільнішим, а на покритті утвориться тонка плівка, під якою буде знаходитись невисушена фарба. Недоліком конвекційного сушіння є низький ККД печей, так як лише незначна частина тепла витрачається безпосередньо на сушіння, а більшість йде на нагрів робочої камери або виноситься без користі при заміні повітря на свіже. Конвекційні тупикові сушильні печі періодичної дії використовують лише у дрібносерійному виробництві. Під час завантаження вони, фактично, не працюють, що знижує загальний коефіцієнт їх використання. Конвекційні тонельні печі безперервної дії призначені для крупносерійного виробництва, вони монтуються поруч з фарбувальними камерами, утворюючи так звані лінії фарбування (або фарбувально-сушильні агрегати). Тонельні печі оснащені автоматами відкривання і закривання тонелю печі і повітряними завісами, які не дозволяють холодному повітрю потрапляти до камери ззовні. На практиці робоча температура тонельних конвекційних печей складає 100-120 °С.

2.Терморадіаційне сушіння. Відомо, що при попаданні випромінення на фізичне тіло відбувається його нагрів. За законом Ейнштейна Е = hn нагрів є тим сильнішим, чим вища частота випромінення. Можна припустити, що при опроміненні фарбованої поверхні УФ-випроміненням сушіння буде відбуватися більш ефективно, ніж при опроміненні ІЧ-випроміненням. Втім, насправді, ситуація зворотна. Річ в тому, що при незначній частоті випромінення є довгохвильовим, тому його проникність у тіло значніша. Крім того, незначна енергія hn у випадку ІЧ-випромінення недостатня для активізації перебігу фотохімічних реакцій у прошарку фарби. Як джерело ІЧ-випромінення використовують інфрачервоні лампи, або трубчасті електронагрівачі. Для рівномірності опромінення по поверхні фарбованої деталі зручно використовувати разом з джерелами світла дзеркальні відбивачі. При терморадіаційному сушінні фарби різних кольорів висихають по-різному (першими висихають поверхні, фарбовані темними кольорами, оскільки поглинання в них більше, а відбиття менше, а потім світліші поверхні). Печі з терморадіаційним нагрівом бувають прохідними й тупиковими. Крім того, досить поширені так звані печі з конвекційно-радіаційним нагрівом. У цьому гібриді різних типів печей вдало взаємоскомпенсовані їх недоліки (нагрів паром прискорює терморадіаційне сушіння, а наявність опромінення поверхні підвищує ККД конвекційної печі).

3. Індукційне сушіння. У світлотехнічному виробництві цей тип сушіння практично не використується, так як він обмежений габаритами фарбованої деталі. Він використується лише при сушінні фарбованих поверхонь автомобильних фар.

Гальванічне покриття

Як відомо, під дією електричного струму молекули електроліту (розчин солі металу) розпадаються на складові – позитивні і негативні іони. Це явище називається електролізом, і воно знайшло застосування у гальваностегії – у процесах нанесення на поверхню металічних заготовок тонкого прошарку інших металів. Для одержання необхідного покриття заготовку вміщують у вигляді катода до електролітичної ванни, що містить сіль того металу, яким треба покрити предмет. Перед гальванообробкою поверхні необхідна її попередня підготовка (механічна, хімічна, електролітична). До механічної обробки відносять шліфування, полірування, піскоструминну обробку та крацевання (обробка металічними щітками). Для хімічної обробки, тобто знежирення використовують уайт-спірит, бензин, скипидар та лужні розчини. Способи нанесення розчинника різні: занурення у ванну, обробка парами розчинника, розпилення розчинника на робочу поверхню. При знежиренні треба контролювати стан розчинника (який з часом забруднюється) і якість промивки (повне зняття розчинника з поверхні). Для активізації процесів знежирення використують електричне поле. У цьому разі процес називається електролітичним знежиренням. Під дією струму на деталі в результаті хімічних реакцій активно виділяється водень, який механічно зриває з забрудненої поверхні жирову плівку. Оптимальний режим електролітичного знежирення такий: густина струму 3-8 А/дм², температура електроліту 60-75 °С, тривалість процесу 5-10 хв. Якщо перераховані способи не очищають поверхню повністю (залишились окисли, іржа тощо), використують вибіркове травлення (тобто травлення таким травником, що не реагує з основним матеріалом поверхні, але розчиняє бруд). Приклад вибіркового травника – соляна кислота при травленні чорних металів, їдкий натр при травленні алюмінію тощо. Для активізації дії травника доцільно використовувати ультразвук (ультразвукове очищення).

Розглянемо основні гальванічні процеси в світлотехнічному виробництві:

1. Цинкування.Є основним способом захисту від корозії виробів з чорних металів. У процесі виготовлення СП цинкують всі кріпильні деталі, а також елементи, що спеціально не фарбуються – планки, скоби для кріплення ПРА, защіпки тощо. У багатьох випадках деталі цинкують до нанесення на них лакофарбового покриття. Корозійна стійкість оцинкованих виробів залежить від товщини оцинковки, а товщина – від умов експлуатації виробу. Для нормальних умов експлуатації достатньою є товщина оцинковки 9 мкм, для важких умов товщина оцинковки досягає 42 мкм. Для гальванічного цинкування використовують в основному сульфатні електроліти і у меншій мірі – ціаністі і цинкатні (через їх токсичність).

2. Кадмірування.Використовується при захисті від корозії сталевих виробів, що експлуатуються в умовах підвищеної вологості, тропічного чи морського клімату. Кадмій – м’який та пластичний метал, тому його зручно використовувати для покриття різьбових з’єднань та пружин. Недоліком покриття цього типу є його висока собівартість.

3. Нікелювання.Ці покриття відзначаються низкою переваг – вони добре поліруються до дзеркального блиску, мають добру механічну та корозійну стійкість. Нікелювання знайшло широке застосування при виробництві СП житлових та громадських приміщень як спосіб декоративного покриття окремих елементів світильників.

4. Хромування.Використовується при виготовленні дзеркальних відбивачів СП. Перевагою хромування є високий блиск покриття, який деталь набула лише гальванічною (без додаткової механічної обробки) обробкою. Хромування виконують при густині струму 50-80 А/дм² і температурі електроліту до 70 °С. Залежно від співвідношення між температурою електроліту і густиною струму хромуванням можна одержувати різні поверхні: молочні (густина струму 50 А/дм², температура 70 °С), блискучі (густина струму 65 А/дм², температура 45-60 °С), матові (густина струму 80 А/дм², температура 25-45 °С).

Для гальванізації поверхні використовують барабанні ванни, здатні обертатися (для деталей незначних розмірів), і стаціонарні ванни – для крупногабаритнах деталей. Ванни – це сталеві баки, внутрішня поверхня яких оброблена кислотностійким розчином. Для підігріву ванн передбачено зміяки. На бортах ванн вмонтовано витяжки для захисту від токсичних випаровувань. Як джерела постійного струму використовують генератори постійного струму та випрямлячі. На світлотехнічних заводах гальванічні ванни вишикують у лінії, вздовж яких налагоджено прохід для підйомно-транспортних засобів.

Контрольні запитання

1. Конвекційне сушіння

2.Терморадіаційне і конвекційно-радіаційне сушіння.

3. Принцип гальванізації.

4. Види поверхонь, одержаних гальванічним шляхом, та їх використання у світлотехнічному виробництві.

ЛЕКЦІЯ 15

Поиск по сайту: