Техники нанесения внешних покрытий представляют наиболее обширную группу способов антикоррозийной защиты металла. Грунтование часто используется в защите автомобильных кузовов, которые подвергаются разного рода воздействиям, способствующим развитию ржавчины. Одним из самых эффективных методов такой защиты является катафорезное покрытие, одновременно сочетающее в себе элементы физической и химической изоляции.
Подготовка технологической оснастки
Технической основой для выполнения процедуры катафорезной обработки выступают ограничители для элементов кузова, среди которых капот, багажник и боковые двери. Все эти части должны быть приоткрыты, чтобы активная смесь свободно заполняла собой полости изнутри, не оставляя зазоров. С точки зрения поточного производства, на линии таким образом экономится раствор для катафорезного покрытия, так как не использованный состав полностью сливается в специальную емкость и применяется в последующих операциях. Функцию каналов для слива обычно выполняют отверстия в днище автомобильного кузова. О том, чтобы они были открыты, следует также позаботиться заранее.
Мойка поверхностей кузова
На следующем этапе подготовки выполняется предварительная мойка. Не только с наружных поверхностей, но и с внутренней части кузова следует удалить все инородные частицы от грязи и пыли до продуктов сварочного производства и заводской смазки. На профессиональных линиях для таких целей используют камеры с множеством форсунок, направляющих воду с чистящим раствором. Более простой вариант предполагает использование мини-моек под высоким давлением с подключением компрессорных установок. В любом случае чем качественнее будет первоначальная чистка, тем больше шансов получить стойкое и долговечное защитное покрытие кузова автомобиля с акцентом на формирование антикоррозийного барьера.
Обезжиривание поверхностей
Наличие на поверхностях кузова следов технического масла или другой химии может привести к сохранению открытых участков, которые нередко становятся очагами развития ржавчины после повреждения. Поэтому очень важно проведение операции обезжиривания. Обычно перед нанесением катафорезного покрытия данная задача решается методом опрыскивания. Автомобиль проходит через специальный туннель, где на него также подается вода под высоким давлением, но уже с добавлением специальных химических средств. Практикуется и метод погружения в ванны с растворами для обезжиривания, но этот подход себя оправдывает только в условиях высокопроизводительного автосервиса с большим потоком.
Чем обезжирить металл?
Итак, какие добавки используют после комплексной промывки перед нанесением катафорезного состава? Простейший и наиболее доступный материал представляют собой щелочные растворы. Это полезно-активные компоненты, которые вместе с усилителями обезжиривания дают неплохой эффект очистки и базовой защиты. При высокой степени концентрации жира придется задействовать специализированные средства. Например, чем обезжирить металл, если зажиренность поверхности превышает 3 г/м2? В данном случае можно использовать специализированную автохимию от компаний Henkel, Chemetall или «ЭКОХИМ», изготовленную на основе твердых и хлорированных частиц поливинилхлорида и акрилонитрилбутадиенстирола. Как показывает практика, ключевым фактором эффективности обезжиривающего раствора будет даже не столько его концентрация, сколько правильно подобранный температурный режим при обработке.
Активация и фосфатирование поверхностей
Переходным этапом между зачисткой целевой поверхности и созданием базы для катафорезного покрытия является фосфатирование. В свою очередь, активация металла выступит подготовительной операцией, которая проводится с целью улучшения кристаллообразования в ванне. Для этого применяют нерастворимые соединения, фосфат марганца и соли титана. Они обеспечивают осаждающий эффект на поверхности, способствуя уплотнению фосфатного слоя.
Активация формирует основу защитного покрытия кузова автомобиля, способствуя повышению адгезии. После фосфатирования производится контроль покрытия, при котором оцениваются такие свойства, как общая кислотность, плотность, масса и т. д. Может анализироваться и состав раствора. Стандартный набор компонентов формируется цинковыми элементами, фторидами и дополнительными модифицирующими присадками, которые подбираются индивидуально.
Что такое катафорезный грунт?
Главный компонент покрытия – это бессвинцовая двухкомпонентная масса, которая может быть представлена в виде пасты или эмульсии. В новейших поколениях такие грунтовки отличаются экологической безопасностью и высокой проникающей способностью. С помощью модификаторов также улучшаются показатели термической стойкости и защищенности от коррозийных процессов. К тому же в процессе эксплуатации улучшается очистка от ржавчины без повреждения основы кузова. Непосредственно при катафорезе используются эмульсии, включающие несколько катионных полимеров. Формируемый слой представляет собой эластичную пленку с блокированным изоцианатом. Также в составе может задействоваться пигментная паста на основе минеральных компонентов, связующие активные вещества и деминерализованная жидкость.
Нанесение грунта
Защитная структура образуется в ванной, в которую предварительно была загружена эмульсия с пастой, включающей необходимые добавки. Средний объем ванной для катафорезного метода защиты от коррозии составляет 100 м3 из расчета на один кузов. Допускается и одновременная обработка нескольких автомобилей. В этом случае используются емкости по 200-300 м3.
К ванне вдоль периметра подключаются диализные ячейки с подводкой металлических катодных стержней. Это важная часть технологии, благодаря которой в принципе обеспечивается электрохимическое воздействие. При подаче напряжения осуществляется заряд катафорезного грунта с последующим формированием защитного слоя толщиной до 25-30 мкм. Что касается параметров заряда, то сила тока должна составлять от 350 до 700 А при среднем напряжении 400 В. По времени операция продолжается 2-3 мин.
Сушка металлических поверхностей
В отличие от других технологий быстрой сушки, в данном случае процесс полимеризации носит и характер мягкого термического воздействия с прожигом. Для этой операции используются специальные печи, позволяющие выполнять несколько этапов сушки. На каждой стадии подключается соответствующий модуль с независимой горелкой (как правило, на газовом топливе), нагревающей воздух до нужной температуры. Тепловые потоки в направлении кузова подают вентиляторные установки. Причем каждый контур термического воздействия содержит фильтры, очищающие воздух от мельчайших частиц, которые могут навредить структуре покрытия. В отношении выбора температурного режима многое зависит от характеристик конкретного металла. Для кузовной автомобильной конструкции защита от коррозии закрепляется в условиях полимеризации при 180-200 °С. Причем для каждой отдельной части температура может варьироваться за счет специальных датчиков. Особый подход обычно применяется для крыши, торпедо и днища.
Преимущества технологии
В числе основных плюсов данной методики называют высокую стойкость грунта к внешним негативным воздействиям, которые и создают условия для образования коррозии. Выполнив на первом же этапе очистку от ржавчины абразивами нужной фракции, в дальнейшем можно забыть о рисках подобного поражения от высокой влажности и солевых воздействий. При этом катафорез используется не только как технологическое защитное покрытие, но и в качестве декоративного, если раствор грунтовки совместить с порошковой краской. Среди других преимуществ этого метода отмечается высокая скорость обработки, равномерность укладки слоя, высокая проникающая способность и уже упомянутая экологическая безопасность.
Альтернативные методы антикоррозийной защиты
Ближайшая технология антикоррозийной защиты, которую в принципе можно сопоставить с катафорезом, это анафорез. Она также представляет собой разновидность электролитического окрашивания, но с некоторыми отличиями. В частности, анафорезный метод защиты от коррозии предусматривает отрицательный заряд грунтующего раствора, а целевая поверхность связывается с положительным контуром. С точки зрения качества устройства покрытия, это не имеет принципиального значения, но зато облегчаются организационные процессы в силу исключения обязательного устройства заземления для ванны и подводки диализных клеток. Кроме того, снижаются требования к процедурам осаждения краски и сушки нанесенного покрытия.
Заключение
Техника катафореза отличается сложностью и финансовой затратностью. Качество результата при этом будет гарантироваться только грамотным выполнением каждого этапа обработки. Малейшее нарушение технологии может стать причиной разрушения нанесенного грунта уже в первые месяцы эксплуатации автомобиля. Но в остальных случаях катафорезная обработка металла себя полностью оправдывает как эффективный способ антикоррозийной защиты на многие годы. Секрет формирования положительных технико-эксплуатационных свойств после образования покрытия заключается в сбалансированном сочетании химических компонентов и электрического воздействия на металлическую структуру. Это далеко не инновационный способ, поскольку его принципы давно задействуются при защите трубопроводных сетей от той же коррозии. Но применительно к защите автомобильных кузовов можно говорить о беспрецедентной оптимизации процессов катафореза, хоть и с большими организационными затратами.
