Название: нанесения порошковых полимерных материалов в электрическом поле - Методические указания (В.А. Батае)

Жанр: Технические

Просмотров: 1119


4.1. устройство и работа установки напыления

 

Комплект  основного оборудования для электростатического нанесения порошков включает в себя следующие основные узлы.

Камера напыления. Предназначена для ограждения зоны распыления от других помещений цеха.

Пистолеты-распылители с питателями составляют установку (агрегат) нанесения ПК, обеспечивающую получение смеси ПК с воздухом, образование факела и приобретение частицами порошковой краски электрического заряда.

Компрессор для подачи сжатого воздуха к пистолету-рас-пылителю.

Установка рекуперации. Предназначена для улавливания не осевшего на изделие порошка и возврата его в производственный цикл.

Камера термической обработки. Предназначена для нагрева изделий с нанесенным порошковым материалом и спекания покрытий.

В камеру напыления, изготовленную из  диэлектрических материалов со специальным электропроводным покрытием, подвешивается окрашиваемое изделие. Затем из пистолета-распы-лителя на него наносится порошковая краска. Принцип нанесения порошка следующий. Порошковая краска засыпается в специальный бункер, имеющий пористую перегородку, сквозь которую подается воздух под давлением, переводящий всю ПК во взвешенное состояние (так называемый «кипящий слой»). Из бункера аэровзвесь за счет действия эжекционного насоса всасывается в ствол пистолета, где разбавляется до более низкой концентрации добавочным воздухом. На выходе из ствола имеется коронирующий электрод, к которому подается высокое (до 100 кВ) и постоянное по знаку напряжение от генератора. В результате чего происходит ионизация воздуха и, соответственно, зарядка порошкового материала.  Выходящие из распылительной головки частицы порошка под действием сжатого воздуха и силовых линий электростатического поля движутся в направлении изделия и оседают на нем, создавая слой приблизительно одинаковой толщины. Это объясняется тем, что заряженные частицы  являются диэлектриками и при оседании не полностью отдают свой заряд заземленной детали. По мере оседания частиц остаточный заряд возрастает и доходит до величины, превышающей заряд последующей порции порошка. При этом новые частицы порошка, долетая до изделия, отталкиваются от него и падают. При данном способе напыления коэффициент осаждения порошка в среднем составляет  60 \% при  толщине покрытия 100–150 мкм.  Вследствие высокого электростатического сопротивления порошковых красок приобретенный их частицами заряд длительно сохраняется при контакте с любой, в том числе и с электропроводящей поверхностью. Это позволяет  транспортировать изделия с нанесенным на них порошком, не опасаясь осыпания частиц с поверхности. Для сбора оставшейся порошковой краски к кабине напыления подключена установка рекуперации, которая, создавая разряжение в кабине напыления, осаждает в циклоне и на фильтрах краску, не попавшую на изделие. Затем эта краска извлекается и идет на повторное использование.

Для оплавления, образования пленки и отвердения покрытия могут использоваться печи самого различного типа: тупиковые и проходные, с электрообогревом и обогревом топочными газами, горизонтальные и вертикальные, одно- и многоходовые. Главное требование к ним – способность равномерно прогреть при заданной температуре в течение определенного времени, достаточного для отвердения порошковой краски. Производители ПК в сопровождающей техдокументации указывают, как правило, несколько возможных режимов отверждения, обеспечивающих гарантированное качество покрытия для каждого конкретного материала. Наиболее распространенные порошковые краски отвердевают при температуре 180–200 °С, с точностью поддержания в объеме и во времени в пределах не более ±5 °С, в течение 15–30 мин. Необходимо учитывать, что под температурой отвердения подразумевается температура поверхности окрашиваемого изделия, а не температура в печи.

При нагреве в печи изделия со слоем заряженной ПК до

90–110 °С частицы порошковой краски расплавляются, сливаясь в непрерывную пленку вязкого расплава, смачивающего поверхность изделия. При этом воздух, находившийся в слое ПК, вытесняется. Однако часть воздуха остается в пленке, создавая поры, ухудшающие защитные и механические характеристики конечного покрытия.

Наилучшие условия для создания пленки с минимумом воздушных пор – окраска изделий, нагретых до температуры выше температуры плавления ПК, и нанесение тонких слоев покрытия. В обычной практике слой порошковой краски наносят при нормальной температуре изделия.

При дальнейшем нагреве и прогреве изделия расплав ПК проникает в микронеровности поверхности, обеспечивая достаточную адгезию покрытия, и отвердевает. После отверждения изделие с еще горячей, иногда сохраняющей пластичность и липкость поверхности пленкой покрытия требует охлаждения для повышения твердости и во избежание повреждений при съеме с подвесок и упаковке. На конвейерных линиях нанесения с непрерывным движением изделий предусматриваются, как правило, участки охлаждения за счет удлинения конвейерной цепи после выхода из печи до места съема, или специальные камеры охлаждения, в ряде установок являющиеся частью печи отверждения.

Нужно иметь в виду, что до полного охлаждения изделия с покрытием последнее может быть повреждено при механическом воздействии или загрязнено при наличии пыли в атмосфере помещения или охлаждающем воздухе.