19. Przygotowanie powierzchni wyrobu do wykonania pokrycia lakierowego
1. Materiały konstrukcyjne wyrobów powszechnego użytku
Wyroby powszechnego użytku to często bardzo skomplikowane produkty, których elementy wykonane są z różnorakich materiałów spełniających na etapie określone kryteria konstrukcyjne, technologiczne, estetyczne i ekonomiczne.
Materiały z których są one wykonane, ogólnie zalicza się do następujących grup materiałowych:
- Metale i ich stopy: żeliwa, staliwa i stale, aluminium i stopy aluminium, miedź i stopy miedzi, magnez i stopy magnezu, cynk i stopy cynku, nikiel i stopy niklu, ołów stopy ołowiu, srebro i stopy srebra, tytan i stopy tytanu;
- Szkła i ceramiki: krzemionki, szkła i krzemiany, tlenki glinu, tlenki magnezu;
- Polimery: termoplasty, duroplasty, elastomery, nylon i guma;
- Kompozyty: drewno, materiały metalowo – ceramiczne /cermetale/, polimery zbrojone /włóknem szklanym, włóknem węglowym, włóknami naturalnymi/, polimery z wypełniaczami.
Materiały wykorzystanych w produkcji maszyn i urządzeń
Aktualnie są produkowane i użytkowane wyroby powszechnego użytku wykonane z następujących konstrukcyjnych materiałów metalowych:
• Żeliwa.
• Stali czarnej niestopowej i stali stopowej.
• Stali ocynkowanej jednostronnie lub dwustronnie metodą ogniową /błyszczące
„kwiaty”
• z cynku/, metodą Sędzimira /srebrnoszare „kwiaty” cynku/, elektrolitycznie /jasnoszara
• równomierna powierzchnia/.
• Stali ocynkowanej (wstępnie fosforanowanej) i stali powlekanej.
• Stopów aluminium i aluminium z powłoką konwersyjną.
• Stopów miedzi i magnezu.
Odrębne grupy materiałów konstrukcyjnych wykorzystywane coraz powszechniej w produkcji przedmiotów codziennego użytku, to również:
- tworzywa polimerowe, zwane potocznie plastikami lub tworzywami sztucznymi, - kompozyty, w tym drewno, materiały metalowo - polimerowe, materiały metalowo - ceramiczne lub polimerowo - ceramiczne, polimerowo - szklane, nazywane również potocznie tworzywami sztucznym.
2. Rodzaje zanieczyszczeń powierzchni wyrobów
Najlepsze i prawidłowo dobrane pokrycie lakierowe nie spełni swojego zadania, jeżeli zostanie nałożone na zanieczyszczoną powierzchnię wyrobu, nie zapewniającą bezpośredniego styku powłoki z podłożem. Do podstawowych zanieczyszczeń podłoża wyrobów, mających swe źródło również w procesach technologicznych produkcji nalezą:
- zgorzeliny - powstające na powierzchniach metali w wyniku działania wysokich temperatur w procesach walcowania, kucia, odlewania, obróbki cieplnej, spawania.
Zgorzelina jest jednak krucha i łatwo pęka lub odspaja się od materiału pod działaniem temperatur i naprężeń,
- grafity - jako pozostałość po trawieniu szczególnie odlewów żeliwnych,
- opiłki, pasty i materiały ścierne – jako pozostałość po mechanicznej obróbce wyrobu,
- oleje, smary, sole nieorganiczne – jako pozostałość po ochronie czasowej materiału z którego wykonany jest wyrób,
- tlenki metali – jako produkty korozji materiału z którego wykonany jest wyrób, - wilgoć, elektrolity i inne zanieczyszczenia - jako osady atmosferyczne w miejscu produkcji wyrobu.
3. Mechaniczna obróbka powierzchni wyrobów powszechnego użytku przed lakierowaniem
Przygotowanie powierzchni wyrobu do wykonania pokrycia lakierowego obejmuje następujące czynności: usunięcie zanieczyszczeń, usuniecie zadziorów i nierówności, nadanie powierzchni odpowiedniej gładkości. Zasadniczą metodą przygotowania powierzchni podłoża wyrobu do lakierowania jest jej oczyszczenie
- narzędzi ręcznych – młotków /młotkowanie/, skrobaków /skrobanie/, szczotek /szczotkowanie/,
- narzędzi mechanicznych – szlifierek /szlifowanie/, polerek /polerowanie/,
- obróbki strumieniowo – ciernej, podczas której ziarna materiału ściernego kierowane na przedmiot oczyszczany z dużą prędkością oczyszczają jego powierzchnię z zanieczyszczeń. Jako materiały cierne podczas tej obróbki stosuje się śruty stalowe i żeliwne /śrutowanie/, piasek kwarcowy /piaskowanie/, korund lub żużle,
- obróbki strumieniowo – pneumatycznej, podczas której sprężone powietrze lub woda pod ciśnieniem zawierająca ziarna czyściwa kierowane na wyroby z dużą prędkością oczyszczają powierzchnię wyrobów z zanieczyszczeń,
- obróbki luźnym ścierniwem – małe wyroby umieszcza się wraz ze ścierniwem w ruchomych pojemnikach /najczęściej bębnach/, które wprawione w ruch obrotowy lub wibracyjny przemieszczając się wzajemnie oczyszczają wyroby z zanieczyszczeń.
Dobór metod mechanicznych do czyszczenia powierzchni wyrobów zależy głównie od rodzaju materiału konstrukcyjnego wyrobu, masowości produkcji, rodzaju zanieczyszczeń, niezbędnej wydajności, dostępności narzędzi i każdorazowo odbywa się przed podjęciem prac przygotowawczych.
4. Chemiczna lub elektrochemiczna obróbka powierzchni wyrobów powszechnego użytku przed lakierowaniem
W produkcji wielkoseryjnej bardzo często po etapie procesu oczyszczania powierzchni wyrobu metodami mechanicznymi następuje etap chemicznego lub elektrochemicznego oczyszczenia powierzchni wyrobu w następujących procesach prowadzonych po sobie lub łącznie:
- odtłuszczania – którego zadaniem jest usunięcie z powierzchni wyrobu zanieczyszczeń pochodzenia głównie organicznego,
- trawienia – którego zadaniem jest usunięcie z powierzchni wyrobu przy pomocy odpowiednich roztworów kwasów, wodorosoli lub alkaliów ze wspomaganiem przez przepływ prądu elektrycznego,
- polerowania – którego zadaniem jest uzyskanie powierzchni oczyszczanego wyrobu o odpowiedniej czystości i gładkości.
5. Termiczna obróbka powierzchni wyrobów metalowych powszechnego użytku przed lakierowaniem
Jako jedna z metod wspomagających czyszczenie powierzchni wyrobów metalowych stosowanych wraz z innymi metodami, w tym głównie mechanicznymi jest być metoda płomieniowego oczyszczanie powierzchni.
6. Fosforanowanie wyrobów metalowych w procesie produkcji
Po fizycznym wykonaniu wyrobu metalowego i jego oczyszczeniu następuje najczęściej kolejny etap zabezpieczania antykorozyjnego, głównie wyrobów stalowych, który nazywany jest powszechnie fosforanowaniem. Przykładowy proces fosforanowania nowych nadwozi i oryginalnych części zamiennych do nadwozi samochodów osobowych wykonanych ze stalowych blach czarnych i ocynkowanych składa się z następujących faz:
- płukania po czyszczeniu - płukanie całych nadwozi oraz części zamiennych do nadwozi przeprowadza się w celu usunięcia produktów czyszczenia.
Proces fosforanowania nowych nadwozi samochodów osobowych w dokumentacji technologicznej procesu produkcji wg GM
- fosforanowania właściwego – wykonywanego metodą natryskową lub zanurzeniową.
Materiałem fosforanującym są najczęściej fosforany metali. Podczas tego procesu powstaje fosforanowa powłoka metaliczna antykorozyjna, której zadaniem jest poprawa właściwości ochronnych fosforanowanych przedmiotów oraz zwiększenie przyczepności kolejnych warstw lakieru do podłoża.
Masa jednostkowa fosforanów na elementach pojazdów uzyskiwana w produkcyjnym procesie fosforanowania jako antykorozyjnego podkładu pod pokrycie lakierowe
- pasywacji – w celu dodatkowego uszczelnienia kryształków fosforanów metali osadzonych na wyrobie przeprowadza się pasywację fosforanowanych wyrobów;
- płukania po fosforanowaniu – płukanie wyrobów po fosforanowaniu przeprowadza się wodą zdemineralizowaną;
- ociekania i suszenia po fosforanowaniu. Suszenie wyrobów po fosforanowaniu czasami przeprowadzane jest w temperaturze ok. 140 0C w czasie ok. 20 minut.
