Введение 5
Актуальность научно-исследовательской работы 5
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, АНАЛИЗ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
ПОРОШКОВОГО ОКРАШИВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ 10
ГЛАВА 2. ДЕФЕКТЫ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ, ПРИЧИНЫ
СНИЖЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ 16
2.1 Анализ видов и причин отказов лакокрасочных покрытий 16
2.2 Дефекты лакокрасочных покрытий - эксплуатационные 19
2.2.1 Дефект лакокрасочного покрытия - растрескивание покрытия в процессе
эксплуатации 20
2.2.2 Дефект лакокрасочного покрытия - пузыри 21
2.2.3 Дефект лакокрасочного покрытия - полное или частичное отслаивание
покрытия от поверхности металла или от нижнего слоя покрытия 22
2.2.4 Дефект лакокрасочного покрытия - полное разрушение покрытия в
результате коррозии металла или разрушения окрашенной подложки 23
2.2.5 Дефект лакокрасочного покрытия - плесень (грибковые микроорганизмы )
23
2.2.6 Дефект лакокрасочного покрытия - потеря блеска ( поматовение
лакокрасочного покрытия ) 24
2.2.7 Изменение цвета лакокрасочного покрытия (побеление, потемнение,
пожелтение бронзировка и др.) 25
2.2.8 Дефект лакокрасочного покрытия - меление 26
2.2.9 Дефект лакокрасочного покрытия - грязеудержание 26
2.2.10 Дефект лакокрасочного покрытия - сколы, царапины 26
2.3 Дефекты при покраски автомобиля 27
2.3.1 Плохая адгезия- сцепление краски с поверхностью 27
2.3.2 Пузырение краски 29
2.3.3 Царапины и риски от шлифовальных инструментов 30
2.3.4 Закипание лака, краски 31
2.3.5 Помутнение поверхности 32
2.3.6 Растрескивание и микротрещины 33
2.3.7 Кратеры при покраске 35
2.3.8 «Сухое» распыление, напыл 36
2.3.9 Растрескивание краски на острых ребрах 37
2.3.10 Поверхность не блестит (матовая) 38
2.3.11 Большая шагрень при покраске (Кожура апельсина) 39
2.3.12 Расслоение краски 40
2.3.13 Подтеки лака и краски, наплывы 41
2.3.12 Пылевидный 41
2.3.13 Пористость поверхности после покраски 42
2.3.14 Пыль и мусор при покраске 44
2.3.15 Зернистость поверхности 45
2.3.16 Потеря цвета 46
2.3.17 Сколы на автомобиле 47
2.3.18 Сморщивание 47
2.3.19 Плохое затвердевание 48
2.3.20 Окунтирование 49
2.3.21 Яблочность и полосы при покраске 50
Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ 51
ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ НА АДГЕЗИЮ 51
3.1 Факторы, влияющие на адгезионную прочность покрытий 51
3.2 Длительная адгезионная прочность 53
3.3 Формирование покрытий из порошковых лакокрасочных материалов 55
3.4 Сплавление частиц при нагревании 56
3.5 Формирование поверхности контакта 58
ГЛАВА 4 . Анализ способов подготовки поверхностей 61
4.1 Подготовка поверхности кузовов автомобилей к покраске при производстве 61
4.2 Подготовка поверхности кузовов автомобилей к покраске в условиях
сервисных предприятий 64
ГЛАВА 5 Оборудование для получения покрытий
69
ГЛАВА 6. Производственные рекомендации по ремонтному окрашиванию автомобилей порошковыми красками 71 ГЛАВА 7. Технико-экономическая эффективность применения технологии
ремонтного окрашивания автомобилей порошковыми красками 76
Выводы 83
Список литературы 84
Автомобильный парк эксплуатируются в весьма сложных условиях. Из-за контакта с топливно-смазочными материалами, переменных температурных режимов и влияния ряда других факторов поверхности автомобилей покрывают слои сложных и разнообразных по составу, свойствам, толщине и прочности сцепления с очищаемой поверхностью загрязнения. Длительное воздействие которых приводит к нарушению покрытий, коррозии, старению, мешает проведению контрольных и регулировочных работ, ухудшает санитарную и экологическую обстановку и т.д., а в конечном итоге снижается надёжность и долговечность работы автомобилей [1].
Наряду с постоянно увеличивающейся коррозионной активностью среды, с усложнением конструкции и формы отдельных частей автомобилей увеличивается число зон с повышенной интенсивностью корродирования [2]. Кроме того, уменьшается толщина стального проката, из которого изготовляются детали. Если долговечность и прочность старых моделей достигались в основном за счёт использования в качестве материала стальных листов сравнительно большой толщины, то при современных объёмах производства это стало практически невозможно. В связи с этим большую актуальность приобрели вопросы защиты от коррозии.
Для повышения надежности и долговечности автомобилей и их деталей, в промышленности и в ремонтном производстве применяют различные способы защиты поверхностей от перечисленных факторов, одним из них является использование лакокрасочных покрытий [3].
Однако существующая технология окрашивания машин обладает рядом недостатков, характерных для всех технологий с использованием жидких лакокрасочных материалов. В первую очередь это - применение органических растворителей и других огнеопасных и вредных веществ. Кроме того,
коэффициент полезного использования жидких лакокрасочных материалов составляет 40...60%, а для получения толстослойных покрытий (70...80 мкм) необходимо наносить несколько слоев с промежуточной сушкой. Указанные недостатки жидких органорастворимых лакокрасочных материалов стимулируют поиск и разработку новых композиций, более приемлемых в экологическом, экономическом и техническом планах. К новым видам лакокрасочных материалов относятся водорастворимые ремонтные эмали, а также порошковые краски [4].
Водорастворимые ЛКМ отличаются от традиционных органорастворимых материалов применением в качестве растворителя воды, что сказывается на улучшении их экологических характеристик, однако водорастворимые ЛКМ, также как и органорастворимые материалы имеют низкий коэффициент использования материала, в результате потерь на туманообразование и невозможности возврата использованного лакокрасочного материала в производственный процесс [5].
Лакокрасочные покрытия являются наиболее распространенным видом защиты автотранспорта от коррозии. Распространенность этого вида защиты обусловлена рядом достоинств: невысокой стоимостью (по сравнению с легированными сталями, гальваническими покрытиями, электрозащитой); сравнительной простотой получения; возможностью улучшать качество защиты путем применения лакокрасочных материалов с различными свойствами и в различных сочетаниях; возможность придать поверхности требуемый вид (гладкость, цвет, блеск, матовость); длительностью срока службы [6]. Качество покрытия во многом зависит от качества подготовки поверхности - тщательности удаления различных загрязнений, окисных и жировых пленок, создание требуемой шероховатости поверхности для увеличения адгезии лакокрасочного покрытия к подложке и повышения срока его службы.
Очистка автомобилей и их деталей при подготовке к покраске - один из важнейших технологических процессов, оказывающих большое влияние на культуру производства, производительность, качество ремонта и обслуживания [7].
Качественная очистка достигается за счет комплексного взаимодействия механического и физико-химического воздействия на загрязнения.
Данные способы обеспечивают хорошее качество подготовки поверхности и высокую производительность. Физико-химический фактор обеспечивается применением нагретых моющих растворов, что связано со значительными материальными затратами на приобретение и нагрев этих средств, при неблагоприятном воздействии их на окружающую природную среду.
Технологический процесс подготовки наружных поверхностей автомобилей к покраске включает: мойку, обезжиривание, промывку, фосфатирование и травление [8].
Из всего комплекса операций по подготовке поверхностей к покраске наиболее трудоемким и энергоемким процессом является обезжиривание, причем данная операция в большинстве случаев связана с применением экологически опасных, вредных и дорогостоящих реагентов.
Для уменьшения трудоемкости, энергоемкости и повышения экологичности процесса особое внимание уделяют поиску новых способов обезжиривания [9].
Качественная подготовка поверхностей машин и их составляющих при подготовке к покраске должна предусматривать максимальную механизацию процесса при экономном расходе воды, очищающих веществ и энергетических ресурсов. Все это непосредственно связано с решением важной государственной задачи - бережного отношения к природным ресурсам и охране окружающей среды.
Технический прогресс в области органических покрытий, связанный решением экологических и экономических проблем и необходимости повышения качества защиты изделий, привёл на рубеже 60-70-х годов XX столетия к появлению принципиально нового вида лакокрасочных материалов — порошковых красок [10].
Существует много примеров применения порошковых красок для окрашивания автомобилей, однако этот вид лакокрасочных материалов ещё недостаточно полно используется при окрашивании машин после ремонта[11]. Проблемы использования порошковых красок при ремонтном окрашивании обусловлены необходимостью использования специального оборудования для получения покрытий, а также возможность получения покрытий только в условиях сервисных предприятий.
Применение порошковых красок в качестве верхних покрывных покрытий при ремонтном окрашивании позволит получить более (по сравнению с традиционными оргаиорастворимыми лакокрасочными материалами) качественные покрытия на деталях автомобилей. При этом получаемые покрытия могут быть различны по функциональному назначению (антифрикционные, с повышенной коррозионной стойкостью и т.д.).
Поэтому вопрос применения порошковых красок при ремонтном окрашивании автомобилей на данный момент является актуальным и возникает необходимость в изучении процессов и закономерностей получения покрытий из порошковых красок [12].
Объект исследования: Технология окрашивания автомобилей
порошковыми красками
Цели и задачи исследования
Проведенный анализ литературных данных показывает, что в современных условиях из-за ужесточения экологических норм и поиска более современных и ресурсосберегающих технологий в ремонтном производстве автомобилей находят применение новые виды: лакокрасочных материалов. Одним из них являются порошковые краски.
Покрытия на основе порошковых красок характеризуются высокой исходной адгезионной прочностью (степень адгезии порошковой краски к поверхности подложки 1 балл, в то время как при применении жидких лакокрасочных материалов 2 балла), хорошими физико-механическими свойствами (твёрдость покрытии из порошковой краски по Бухгольтцу составляет 100...125 единиц, а твёрдость традиционных лакокрасочных материалов 55...85 единиц). Они широко применяются в разных областях. Однако применение порошковых красок при ремонтной окраске сопряжено с рядом трудностей, таких как повышенная температура отверждения [13]. Практический интерес представляет использование усовершенствованного способа подготовки поверхности перед окрашиванием порошковыми лакокрасочными материалами.
Поэтому целью работы является совершенствование технологии нанесения порошковых лакокрасочных материалов.
В работе ставились следующие задачи:
1. Рассмотреть возможность применения порошковых красок при ремонтном окрашивании автомобилей.
2. Определить значения минимальной укрывистости для красок различных цветов и соответствующая им толщина ЛКП.
3. Исследовать зависимость адгезии от способов химической подготовки поверхности.
4. Исследовать взаимосвязь адгезии и параметра шероховатости подложки.
5. Исследовать коррозионную стойкость полученных покрытий.
6. Разработать технологический процесс подготовки поверхности и ремонтного окрашивания автомобилей порошковыми красками.
7. Определить экономическую эффективность разработанной технологии.
Область применения результатов работы: автотранспортные
предприятия, автоцентра и специализированные предприятия по кузовному ремонту.
В диссертационной работе дано новое эффективное решение научно-практической задачи заключающееся в совершенствовании технологии ремонтного окрашивания автомобилей порошковыми лакокрасочными материалами. »
На основании проведённого анализа научных работ обоснована возможность применения порошковых лакокрасочных материалов при ремонтном окрашивании автомобилей в условиях сервисных предприятий.
Практические испытания на коррозионную стойкость показали отсутствие коррозионных разрушений, а также незначительное изменение цвета, блеска покрытий, меления и грязеудерживания на исследуемых образцах покрытий по сравнению с эталонным образцом, независимо от типа применяемого в них плёнкообразователя.
Разработана технологии ремонтного окрашивания
автомобилей порошковыми красками, которая позволяет уменьшить количество вредных выбросов при ремонтном окрашивании, сократить потери лакокрасочного материала на 40%, по сравнению с традиционной технологией ремонтного окрашивания автомобилей. Экономический эффект от внедрения разработанной технологии, за счёт экономии лакокрасочных материалов составляет 17,09 рубля на один метр площади окрашенной поверхности.
1. Богомолова Е.П. Мировое производство порошковых лакокрасочных материалов. /Лакокрас. материалы и их применение. - 1993. -№3. -С.70.
2. Басин В.Е. Адгезионная прочность. -М.: Химия, 2001. -208с.
3. Бейдер ЭЯ., Яковлев А. Ц. Свойства покрытий на основе порошковых полимеров. Л: ЛДНТП, 2005. 24с.
4. Берлин А. А., Басин В. Е Основы адгезии полимеров. -М.: Химия, 2003.-392с.
5. Бодров А.С. Влияние способа подготовки поверхности на адгезию лакокрасочной пленки [Текст] / В.В. Недолужко, А.С. Бодров // Научно-технический журнал «Мир транспорта и технологических машин». - Орел.: ГОУ ВПО «ОрелГТУ», 2010. - №3(30). С. 3-7.
6. Бодров А.С. Лакокрасочные материалы применяемые' для окраски кузовов автомобилей// А.С. Бодров// Известия ОрелГТУ. Транспорт и строительство, 2004г, №3-4. С. 117-120.
7. ЮБодров А.С. Особенности применения порошковых красок при ремонтном окрашивании автомобилей// А.С. Бодров// Об'ъедине'нный научный журнал. №11,2006г. С. 69-71.
8. Валитов Л. М., Шилов Г. И. Приборы и методы контроля толщины покрытий. Справочное пособие. Л., Машиностроение, 1970. 120 с.
9. Верещагин ИП., Котлярский Л.Б., Морозов B.C., Пашин М.И., Сахаров 1ОИ. Технология и оборудование для нанесения полиме'рных покрытий в электрическом поле. - М.: Энергоавтомиздат, 1990. -240с.
10. Генелъ С. В., Белый В. А., Булгаков В. Я., ГсхтманГ.А. Применение полимерных материалов в качестве покрытий. М.: Химия, 1968. 238с.
11. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров. -М: Химия, 1978. -328 с.
12. Глускин В. М., Деменко А. А., Борисоиа С. В. и др. — JЛакокрасочные материалы и их применение, 1975, № 6, с. 66.
13. ГОСТ 9.410-88. Покрытия порошковые полимерные. М: Изд-во стандартов, 1988. 38 с.
14. ГОСТ 9.402-80. Покрытия лакокрасочные. Подготовка поверхностей перед