Обработка металла перед покраской: этапы, технология, нюансы

Обработка металла перед покраской необходима для нанесения качественного ЛКП и предотвращения дальнейшей коррозии. Если этап подготовки пропустить, то лакокрасочный слой на изделии продержится недолго, что приведет к его преждевременному старению.

Применяется как механическая, так и химическая обработка металлической поверхности перед нанесением слоя краски. Первая заключается в удалении ржавчины, изъянов, вторая – в обезжиривании, грунтовании, фосфатировании. О том, как правильно проводится обработка металла перед покраской, вы узнаете из нашего материала.

Причины коррозии металла под лакокрасочным покрытием

Лакокрасочные покрытия не способны обеспечить металлу полную защиту от влаги, действуя по принципу полупроницаемой мембраны. Эксплуатация в непростых климатических условиях с высокой влажностью, скачками температуры приводит к тому, что под действием осмотического давления влага попадает на само изделие через поры покрытия. В результате на металлической подложке запускаются коррозионные процессы. Ржавчина негативно сказывается на адгезии между конструкцией и лакокрасочным слоем, поэтому со временем последнее начинает отслаиваться.

Использование химических средств для обработки металла перед покраской приводит к формированию конверсионных покрытий. Они улучшают физико-механические и защитные характеристики лакокрасочного слоя, продлевая срок службы окрашенных металлических поверхностей.

Обработка металла перед покраской предполагает обязательную очистку и создание защитного конверсионного покрытия. Покрытия представляют собой неорганические соединения, которые формируются на поверхности металлов под воздействием специальных химических составов. Это могут быть фосфатные, хроматные и оксидные соединения – все зависит от использованного для подготовки средства.

Такого рода покрытия стабильны и затормаживают подпленочную коррозию. А при появлении царапин или сколов на лакокрасочном слое не позволяют ржавчине распространяться по всему изделию.

4 этапа обработки металла перед покраской

От добросовестной обработки холоднокатаного и иного металла перед покраской на 50–60 % зависит качество итогового покрытия, а также его срок службы.

Большинство металлических поверхностей нуждается в очистке перед окрашиванием, что наиболее актуально для изделий, прежде уже обрабатывавшихся краской. Подготовка зависит от металла изделия, его общего состояния, назначение покрытия и требований к его свойствам.

Прежде чем наносить грунтовку, необходимо выполнить такие этапы:

Очистить поверхность от грязи и пятен масла

Это обязательный шаг обработки металла перед порошковой или любой другой покраской. Когда на предмете есть лишь загрязнения, такие как смазка, пыль, можно ограничиться обезжириванием с применением растворителей и щелочных водных моющих средств. Возможно использование механической обработки.

Однако если на металле есть следы коррозии, окалина, старая краска, новое покрытие наносить нельзя. Все загрязнения необходимо убрать химическим способом, то есть травлением, например, может использовать обработка металла ортофосфорной кислотой перед покраской, либо при помощи механических методов.

Процедуру травления проводят после обезжиривания либо параллельно с ним.

Обезжиривание металла

В роли действующего средства здесь выступают растворители. Они одновременно убирают пыль, мусор и удаляют все виды жира, так как последние способны изменить свойства красящего состава. После обезжиривания поверхность оставляют на несколько минут, чтобы она успела просохнуть.

Грунтование

Грунтовка позволяет решить сразу несколько задач: создать дополнительную защиту, придать поверхности большую ровность и обеспечить хорошее сцепление финишного покрытия и основания.

Для нанесения грунтовки могут использоваться разные инструменты:

• Валик. С ним просто работать, однако данный способ предполагает значительный расход состава и низкую скорость нанесения в сравнении с краскораспылителем.
• Кисть. Может использоваться лишь в труднодоступных местах.
• Краскораспылитель. Обеспечивает низкий расход грунтовки. Так, при работе с данным устройством на квадратный метр поверхности уходит 60 г грунта ГФ-021, а в случае с кистью и валиком этот показатель находится на уровне 100 г/м2. Скорость окрашивания распылителем в 10–20 раз выше, чем другими способами.

Здесь важно равномерно нанести грунтовку на поверхность изделия и дать ему время высохнуть.

Устранение локальных инородных включений

Покрытую грунтовкой поверхность обрабатывают мелкой наждачной бумагой – таким образом удаляются соринки, оказавшиеся на металле вместе с защитным составом. Далее изделие протирают чистой тряпкой, после чего можно переходить к нанесению краски.

Поскольку подготовка поверхности к нанесению ЛКП предполагает несколько этапов, необходимо после каждого из них отслеживать качество проведенных работ. Обычно для этого используют преимущественно визуальный контроль.

Методы механической обработки металла перед покраской

Подобная обработка металла осуществляется при помощи ручного или механизированного инструмента с применением разнообразных абразивных материалов и механических установок.

За счет механической обработки с поверхности снимают окалину, следы коррозии и обугливания, окислы, остатки прежнего покрытия, грубые загрязнения, песок и шлак. Кроме того, данный подход позволяет создать шероховатую поверхность, что положительно сказывается на адгезии красочного слоя.

Прежде чем заниматься механической очисткой, изделия со следами масла очищают уайт-спиритом, растворителем Р-4 либо щелочным водным раствором. Если металл имеет толщину от 6 мм, значительные органические слои загрязнений можно убрать посредством газопламенной очистки кислородно-ацетиленовой горелкой.

Ручные инструменты, такие как проволочные щетки, шпатели, скребки, идут в ход при небольшом количестве работ. Тогда как с большими объемами справляются механизированным способом, применяя щетки, шарошки, абразивные круги, бесконечную абразивную ленту, игольчатые пистолеты.

Также может использоваться галтовка и виброабразивная обработка – оба способа предполагают использование насыпных абразивов.

Галтовка представляет собой метод обработки металла перед покраской, при котором мелкие детали очищаются во вращающихся барабанах. Существует две разновидности галтовки: сухая, то есть используется лишь абразив, и мокрая. Во втором случае абразив дополняется специальными жидкими составами. В любом случае, с поверхности изделий удаляется окалина, заусенцы, неровности, снижается шероховатость.

Виброабразивная обработка – это механический либо химико-механический процесс, при помощи которого с обрабатываемого изделия снимают мельчайшие частицы металла и его оксиды. Немаловажно, что данный подход способствует сглаживанию небольших дефектов за счет множества микроударов абразивом.

Также сегодня активно используется струйная очистка металла с применением абразивных материалов. Это может быть сухая или водная абразивная очистка, а также водная струйная очистка. Все названные виды обработки металла перед покраской требуют применения специализированного оборудования. Роль абразивов обычно играют металлический песок либо дробь, стеклянные шарики, шлаки.

Очистка струйным абразивным методом подходит только для металла толщиной от 3 мм. Обработка тонкостенных изделий может проводиться лишь при условии, что она не приведет к изменению геометрии предмета. По завершению сухой чистки изделия избавляют от пыли и обезжиривают, если это требуется.

После данной процедуры металл очень активен, поэтому его важно как можно скорее покрыть грунтовкой либо покрасить, чтобы не допустить формирования вторичной коррозии. По той же причине при механической очистке нужно следить, чтобы влажность воздуха не выходила за пределы 85 %, а температура изделия была выше точки росы минимум на 3 °C.

Среди минусов данного способа стоит назвать высокую цену и большие трудозатраты. Кроме того, он не может использоваться для тонкостенных изделий сложной конфигурации.

За счет механической обработки создается шероховатая поверхность, а значит, обеспечивается лучшая адгезия лакокрасочного покрытия. Однако метод не способен защитить металл от ржавчины. Добиться сразу двух целей можно химическими способами.

Химическая обработка металла перед покраской

Данная технология предполагает работу в несколько этапов и использование водных растворов специальных составов. Количество стадий подбирают в соответствии с типом металла, состоянием поверхности, условиями эксплуатации изделий в будущем.

Чаще всего в процесс химической обработки металла перед покраской входят такие этапы:

• Обезжиривание, очистка.
• Удаление следов ржавчины, окислов.
• Активация.
• Конверсионная обработка.
• Финальная обработка или пассивация, промывка обессоленной водой.
• Просушивание.

После каждого этапа изделия промывают водой, в некоторых случаях даже дважды.

Если планируется использовать конструкцию в тяжелых условиях, то есть на открытом воздухе, выполняют всю описанную подготовку с нанесением защитных конверсионных покрытий. Для изделий, которые будут использоваться в закрытых помещениях при нормальной влажности, достаточно лишь обезжиривания.

Если поверхность конструкции из черного металла прошла только очистку от следов жира, ее защищают пассивацией от вторичной коррозии в процессе сушки. Рекомендуется применять средства на базе трех- либо шестивалентного хрома. Важно подчеркнуть, что здесь нельзя использовать растворы нитрита натрия, три- и моноэтаноламина.

Химическая подготовка черных металлов к покраске

Обработка металла перед покраской с формированием конверсионных покрытий также во многом зависит от типа металла.

Черные металлы, к которым относятся сталь, чугун, фосфатируют. Алюминий, магний и сплавы на их основе – хроматируют. Для цинка и кадмия, оцинкованной стали и цинковых сплавов допускаются оба названных типа обработки.

По составу среди фосфатных покрытий выделяют кристаллические или цинкофосфатные и аморфные, то есть железофосфатные. Первые имеют более высокую стойкость к ржавчине, поэтому их советуют выбирать для обработки металла перед покраской, если конструкция будет эксплуатироваться в сложных климатических условиях.

Именно цинкфосфатирование позволяет подготовить поверхности автомобильных кузовов, сельхозтехники, строительных конструкций. Железофосфатирование необходимо для обработки заготовок металлической мебели, бытовых приборов, светильников, пр.

Весь процесс фосфатирования включает в себя не менее 5-6 этапов, при этом могут использоваться методы погружения и распыления. Если данную обработку совмещают с обезжириванием, удается сократить число стадий до 3-4.

Химическая подготовка цветных металлов к покраске

Когда цветные металлы обрабатывают вместе со сталью, стараются использовать фосфатирование. Нужно отметить, что далее идет этап пассивирования, который должен присутствовать в обработке любых металлов перед покраской.

Учитывая дальнейшие условия эксплуатации конструкции, иногда можно отказаться от сложной подготовки в пользу одного обезжиривания. Тогда важно помнить про недостаточную стойкость цветных металлов к воздействию щелочных моющих средств. Дело в том, что обработка сильнощелочными водными растворами приводит к травлению и потемнению поверхности. А значит, лучше обезжиривать подобные материалы специализированными моющими составами.

Полная подготовка алюминия с нанесением конверсионного хроматного или бесхроматного покрытия отличается своими тонкостями. Важно избавиться от оксидной пленки на поверхности заготовки травлением в сильнощелочных или в кислых растворах.

Если присутствует незначительная зажиренность изделия, травление допускается совместить с обезжириванием.

Среди российских производителей распространено мнение, что таким металлам, как алюминий и оцинкованная сталь не требуется полной обработки перед покраской с нанесением конверсионных покрытий. Однако это не так.

Использование предметов из этих металлов при высокой влажности чревато тем, что без хроматирования, пассивации, фосфатирования под ЛКП появится легкая белая коррозия. Она приводит к потере надежного сцепления металла с краской, что может вызывать отслаивание последней.

Сейчас самым эффективным методом обработки металла перед покраской считается хроматирование, на производствах применяют желтое и зеленое хроматирование. Но высокая токсичность соединений хрома вносит свои коррективы в возможность повсеместного использования этих процессов.

Передовые западные предприятия переходят на бесхроматную обработку цветных металлов, в основе которой лежит применение средств на основе комплексных фторидных соединений циркония, титана. Либо на производствах формируют защитные покрытия из сложных окислов никеля, кобальта, оксисиланов.

Если требуется подготовка к покраске цинка и оцинкованной стали, хроматирование может быть заменено фосфатированием, что наиболее актуально, когда параллельно ведутся работы с предметами из стали.

Нужно понимать, что выбор технологии обработки металла перед покраской и используемых материалов представляет собой ответственный этап. Поэтому его осуществляют квалифицированные специалисты с учетом особенностей конкретной ситуации.