PL106433B1 - Sposob nakladania powloki na wydrazone przedmioty metalowe - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób nakladania powloki na wydrazone przedmioty metalowe, zwlaszcza nadwozia pojazdów.

Znany jest sposób nakladania powloki na wy¬ drazone metalowe przedmioty w ten sposób, ze najpierw naklada sie elektrycznie- izolacyjna po¬ wloke na zewnetrznych powierzchniach tych przedmiotów a nastepnie elektroforetyczna po¬ wloke na wewnetrznych powierzchniach. Zaleta tego sposobu nakladania powloki jest to, ze izo¬ lacyjna powloka zapewnia w efekcie koncowym dobra powloke o dobrym zabezpieczeniu antyko¬ rozyjnym na widocznych zewnetrznych po¬ wierzchniach oraz zmniejsza zuzycie materialu elektroforetycznej powloki, podczas gdy elektro¬ foretyczna powloka zapewnia normalnie niezbed¬ na ochrone antykorozyjna na wewnetrznych cze¬ sciach, które trudno jest powlekac w inny spo¬ sób.

Chociaz opisany sposób nakladania powloki wy¬ kazuje zalety z uwagi na wlasciwosci powleczo¬ nego przedmiotu, to wykazuje on takze wady w realizacji produkcyjnej z uwagi na koniecznosc stosowania dwóch oddzielnych powlok i w kon¬ sekwencji stosowania dodatkowej instalacji, w której prowadzi sie oddzielne nakladanie i wy¬ palanie kazdej z powlok, zajmujacej wiele miej¬ sca.

Ponadto koniecznosc stosowania oddzielnych stanowisk do wypalania oznacza znaczne zuzywa¬ lo nie energii w kilku operacjach wypalania., Wade te powieksza fakt, ze obecnie istnieje ogólna ko¬ niecznosc budowania instalacji do obróbki opa¬ rów wytwarzanych podczas kazdej z operacji wy¬ palania.

Tak wiec instalacja do produkcyjnego stosowa¬ nia znanego sposobu wymaga duzo przestrzeni i jest kosztowna w budowie a podczas pracy zu¬ zywa duze ilosci energii.

Sposób nakladania powloki na wydrazone me¬ talowe przedmioty wedlug wynalazku polega na tym, ze przygotowuje sie powierzchnie przed¬ miotu przeznaczonego do powlekania, nastepnie na wybrane obszary zewnetrznej powierzchni przedmiotu, naklada sie natryskowo farbe pod- kladowo-szpachlowa na bazie wody, suszy sie przedmiot bez utwardzenia lub bez calkowitego utwardzenia farby podkladowo-szpachlowej, elek- troforetycznie powleka sie pozostale powierzchnie przedmiotu farba podkladowa, suszy sie przed¬ miot tak, zeby co najmniej czesciowo zarówno utwardzic elektroforetycznie nalozona powloke podkladowa jak i powloke podkladowo-szpachlo- wa, naklada sie wierzchnia powloke na co naj¬ mniej te powierzchnie przedmiotu, które sa wi¬ doczne oraz wypala sie przedmiot utwardzajac wierzchnia powloke oraz calkowicie utwardzajac poprzednio niecalkowicie utwardzona powloke Tak wiec sposób wedlug wynalazku ma te za¬ lete, ze farba podkladkowo-szpachlowa wymaga 106 433 V3 tylko czesciowego utwardzenia przed operacja elektroforetycznego nakladania powloki. Ponadto suszenie realizuje sie w stosunkowo niskiej tem¬ peraturze zuzywajac znacznie mniej energii w porównaniu ze sposobem wymagajacym calkowi¬ tego wysuszenia, a opary wydobywajace sie przy tej operacji nie wymagaja normalnie spopielenia lub innej obróbki, stwarzajac mozliwosc dalsze¬ go zmniejszenia zuzycia energii w porównaniu do znanych sposobów.

Dlatego tez sposób wedlug wynalazku korzyst¬ nie obejmuje suszenie przedmiotu do momentu czesciowego utwardzenia powloki podkladowo- -szpachlowej w niskiej temperaturze tak, aby ¦"uniknac koniecznosci stosowania spopielania opa¬ rów wydobywajacych sie podczas suszenia.

Stwierdzono ponadto, ze pewne farby podkla¬ dowo-szpachlowe [ mozna stosowac z dobrym skutkiem na powierzchnie niezupelnie suche. Tak v wiec sposób nakladania powloki wedlug wyna¬ lazku polega równiez na tym, ze przygotowuje sie powierzchnie powlekanego przedmiotu kon¬ czac to -przygotowanie plukaniem w wodzie oraz naklada sie farbe podkladowo-szpachlowa na powierzchnie przedmiotu bedaca w stanie wilgot- no-suchym.

W stanie techniki oraz w opisie okreslenie „stan wilgotno-suchy" oznacza, ze powierzchnia jest pozbawiona wody powierzchniowej, nie bedac jednakze w stanie calkowicie suchym uzyskiwa¬ nym przez suszenie. Tego typu stan wilgotno-su¬ chy mozna wytwarzac po plukaniu w wodzie przez nadmuch sprezonego powietrza na dana po¬ wierzchnie lub tez przez nadmuch cieplego po-, wietrza o niskim cisnieniu.

Tak wiec sposób wedlug wynalazk^u eliminuje operacje suszenia, zwykle nastepujaca w znanych sposobach po plukaniu/ w wodzie a przed nakla¬ daniem farby co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia przestrzeni zajmowanej przez insta¬ lacje produkcyjna oraz zmniejsza jej koszt a takze umozliwia zmniejszenie zuzycia energii.

Nalezy podkreslic, ze opisana poprzednio opera¬ cje mozna polaczyc tak, ze sposób nakladania powloki na wydrazone metalowe przedmioty po¬ lega na tym, ze przygotowuje sie powierzchnie przedmiotu konczac to przygotowanie plukaniem w wodzie, naklada sie natryskowo farbe podkla¬ dowo-szpachlowa na bazie wody na wybrane po¬ wierzchnie zewnetrzne przedmiotu w stanie wil- gotno-suchym za pomoca pistoletów natrysko¬ wych, suszy sfe przedmiot bez utwardzenia lub bez calkowitego utwardzenia farby podkladowo- -szpachlowej, elektroforetycznie powleka sie po¬ zostale powierzchnie przedmiotu farba podklado¬ wa, suszy sie przedmiot tak, zeby co najmniej czesciowo utwardzic elektroforetycznie nalozona powloke podkladowa i powloke podkladowo-szpa¬ chlowa, naklada sie wierzchnia powloke na co najmniej te powierzchnie przedmiotu, które sa widoczne oraz wypala sie przedmiot, utwardzajac wierzchnia powloke i calkowicie utwardzajac poprzednio niecalkowicie utwardzona powloke.

Dotychczas niemozliwe bylo nakladanie po¬ wloki z farby podkladowo-szpachlowej na przed- 6 433 4 * mioty o skomplikowanym ksztalcie, na przyklad na nadwozia pojazdów samochodowych, za pomo¬ ca w pelni zautomatyzowanych urzadzen zawie¬ rajacych pistolety natryskowe, które przesuwaja sie wzdluz powierzchni przeclmiotu odpowiednio do jej ksztaltów. Na przyklad, w przypadku nad¬ wozi pojazdów samochodowych stwierdzono, ze przy zastosowaniu automatycznych pistoletów na¬ tryskowych, nadal istnieje koniecznosc nanoszenia recznych poprawek na niektóre obszary automa¬ tycznie nalozonej powloki.

Sposób wedlug wynalazku eliminuje jednak ko¬ niecznosc recznego nanoszenia poprawek oraz umozliwia calkowite zautomatyzowanie nanosze- nia farby podkladowo-szpachlowej. Dzieje sie takr dlatego gdyz przy stosowaniu farby podkladowo- -szpachlowej z jednej strony przedmiotu wraz z elektroforetycznie nakladana farba podklado¬ wa, elektroforetycznie nakladana powloka z far- °y podkladowej sluzy równoczesnie do nanosze¬ nia poprawek w miejscach nieodpowiednio po¬ krytych automatycznie nakladana natryskowo farba podkladowoszpachlowa.

Ponadto gdy wadliwe dzialanie automatycznego urzadzenia natryskowego powoduje wystepowa¬ nie! wad, takich jak na przyklad zacieki i. smugi w . powloce z farby podkladowo-szpachlowej, wówczas usterki te mozna bez obawy usunac przez potarcie odpowiednim rozpuszczalnikiem i odpowiednia wycieraczka po czesciowym utwar¬ dzeniu powloki z farby podkladowo-szpachlowej, poniewaz nawet obszary zbytnio wytarte z pozo¬ stawiona odslonieta warstwa podkladowa lub tyl¬ ko bardzo cienka warstwa farby pbdkladowo- -szpachlowej zostaja nastepnie pokryte elektro¬ foretycznie nakladana farba podkladowa.

W znanych sposobach stwierdzono, ze przy sto¬ sowaniu automatycznego nakladania natryskowe¬ go farby szpachlowej po elektroforetycznym na- 40 lozeniu farby podkladowej kolejno nakladana wierzchnia powloka moze nie przylegac zadowa¬ lajaco w miejscach w poblizu krawedzi, poniewaz w tych rejonach farba szpachlowa ma tendencje do skupienia sie i pozostawania w postaci od- 45 dzielnych kropelek. W konsekwencji, w niektó¬ rych tego typu przypadkach konieczne jest zgar¬ nianie kropelek farby szpachlowej w obszarach krawedzi- przedmiotu dla zapewnienia dobrego przylegania i wygladu nakladanej nastepnie wierzchniej powloki. Przy nakladaniu powloki sposobem wedlug wynalazku stwierdzono, ze elektroforetycznie nakladana farba podkladowa wokól kropelek natryskiwanej farby podkladowo- -szpachlowej oraz wierzchnia warstwa normalnie dobrze przylegaja bez koniecznosci recznego na¬ noszenia poprawek.

Wstepne przygotowywanie powierzchni przed¬ miotu _ polega na tym, ze normalnie czysci sie i naklada konwersyjna warstwe powierzchniowa, 60 na przyklad za pomoca fosforanu cynku lub ze¬ laza w przypadku stosowania podkladów zawie¬ rajacych zelazo a korzystnie, zwlaszcza w przy¬ padku nadwozi pojazdów samochodowych stosuje sie metode natryskowo-zanurzeniowo-natryskowa, 65 w której kazda strefa instalacji do obróbki che- v106 433 6 micznej obejmuje zarówno operacje natryskiwania jak i operacje zanurzenia, które moga byc wyko¬ nywane w tej samej czesci tunelu obróbezego.

W przypadku nakladania powloki na nadwozia pojazdów, powinien byc zwykle okreslony poziom zanurzenia dla zapewnienia, ze wszystkie struk¬ turalne elementy skrzynkowe nadwozia pojazdu ulegajace najczesciej korozji zostaly zanurzone, zapewniajac tym samym dokladniejsza kontrole chemicznego kondycjonowania elementów skrzyn¬ kowych w porównaniu ze stosowanym tylko na¬ kladaniem natryskowym. Zwykle nalezy takze stosowac drugi zestaw urzadzen natryskowych przy wylocie z kazdej ze stref dla zapewnienia usuwania wszelkich pozostalosci i piany z ze¬ wnetrznych powierzchni nadwozia pojazdu wyj¬ mowanego ze zbiornika zanurzeniowego.

Dotychczas przygotowywanie powierzchni nad¬ wozi pojazdów zbudowanych z róznych metali przed elektronakladaniem powloki stwarzalo pew¬ ne trudnosci i dlatego konieczne bylo stosowanie specjalnych metod lub roztworów fosfatyzuja- cych dla zapewnienia jednolitego wygladu goto¬ wego powleczonego przedmiotu. Na przyklad, te¬ go typu nadwozia zwykle posiadaja glówna kon¬ strukcje wykonana ze stali oraz maja dodatkowe, nie podlegajace naprezeniom elementy takie jak drzwi i pokrywy bagaznika wykonywane z alu¬ minium. Dotychczas tego typu elementy alumi¬ niowe przygotowywano odpowiednio przed ich przymocowaniem do glównego korpusu a roztwo¬ ry do wykonywania nastepnej obróbki powierzch¬ ni dobierano w ten sposób, ze dzialaly one tylko na elementy stalowe, nie majac wplywu na czesci aluminiowe lub alternatywnie stosowano specjalne fosforany powodujace skuteczna wstep¬ na obróbke zarówno elementów stalowych jak i aluminiowych.

W praktycznej realizacji sposobu wedlug wy¬ nalazku wizualnie wazne elementy tego typu nadwozi wykonanych z róznych metali powleka sie farba podkladowo-szpachlowa przed malowa¬ niem elektroforetycznym. W ten sposób eliminuje sie koniecznosc zróznicowania wstepnej obróbki róznych metali lub koniecznosc stosowania w pewnych przypadkach specjalnych fosforanów.

W przypadku nieruchomych czesci, zwlaszcza gdy wymagania odnosnie wlasciwosci podczas uzytkowania sa niewielkie, moze wystarczyc tyl¬ ko czyszczenie bez nakladania powloki konwer- syjnej.

Po przygotowaniu powierzchni zakonczonym plukaniem w wodzie wilgotno-suchy stan po¬ wierzchni uzyskuje sie "przez nadmuch powietrza lub, zwlaszcza w przypadku nadwozi pojazdów, gdzie powietrze to moze wydmuchiwac wode z wewnetrznych elementów na powierzchnie, uzy¬ skuje sie go przez nadmuch na te powierzchnie strumienia cieplego powietrza.

Jako farbe podkladowo-szpachlowa na bazie wody stosuje sie farbe epoksydowa zawierajaca pigmenty dla nadania jej wymaganej odpornosci na korozje.

# W przypadku nadwozi pojazdów wszystkie ze¬ wnetrzne wizualnie wazne powierzchnie powleka sie farba podkladowo-szpachlowa.

Stwierdzono, ze przy stosowaniu tego typu farb podkladowo-szpachlowych, które normalnie sa wypalane w ciagu 20 minut w temperaturze oko¬ lo 160 °C, czesciowe utwardzanie uzyskuje sie przez suszenie w temperaturze 110°C w ciagu 10 minut oraz ze opary wytwarzane podczas tego czesciowego utwardzania nie musza byc podda¬ wane spopielaniu lub innej obróbce.

Jako elektroforetyczna farbe podkladowa sto¬ suje sie takie farby estrowo-epoksydowe na ba¬ zie wody, które sa zgodne z farbami szpachlo¬ wymi i które naklada sie, splukuje i wypala w znany 'sposób. Strefe lub strefy plukania rozmie¬ szcza sie tak aby uzyskac maksymalne wypluka¬ nie przedmiotu od wewnatrz.

Pekniecia wystepujace w przedmiotach takich jak nadwozia pojazdów po ich wypaleniu sa wy¬ pelniane farba uszczelniajaca, która ulega utwar¬ dzeniu podczas wypalania wierzchniej powloki.

Kojrzystnie sklad tej farby jest taki, zeby zapew¬ nic szybkie tworzenie sie naskórka farby w nor¬ malnej temperaturze otoczenia i uniemozliwic rozmazanie farby uszczelniajacej ria powierzchni przedmiotu podczas operacji wycierania rozpusz¬ czalnikiem.

Jako material koncowej wierzchniej powloki stosuje sie znane ciekle farby lub farby w po¬ staci proszków, które korzystnie naklada sie elektrostatycznie w znany sposób. . Koncowa operacja wypalania polega na znanej operacji wypalania w temperaturze i w okresie czasu odpowiednim dla zastosowanej ^wierzchniej powloki.

W przypadku nadwozi pojazdów instalacja do elektrofore/tycznego nakladania powloki i jej wy¬ palania powinna byc zwykle wyposazona w urzadzenia do pelnego spopielenia oparów w ce¬ lu zmniejszenia ilosci oparów wydzielanych pod¬ czas wypalania produktów na skutek degradacji farby podkladowoHSzpachlowej oraz elektrofore- tycznej farby podkladowej podczas kazdej ope¬ racji. Zwykle cieplo wytwarzane podczas spopie¬ lania mozna odzyskiwac i stosowac na przyklad w procesie wstepnej obróbki lub w strefie susze¬ nia farby podkladowo^szpachlowej badz tez przy wypalaniu wierzchniej powloki, Tak wiec sposób wynalazku zapewnia dalsze oszczednosci w zuzy¬ ciu energii.

Sposób wedlug wynalazku jest blizej wyjasnio¬ ny w nastepujacych przykladach.

-*P r z y k l a d I. Drzwi nadwozia pojazdu sa¬ mochodowego z miekkiej stali oczyszcza sie i wstepnie traktuje roiztworem fosforanu cynku, przeplukuje demineralizowana woda, której nad¬ miar usuwa sie za pomoca strumienia sprezone¬ go powietrza. Na zewnetrzna plyte drzwi nanosi sie natryskowo epoksydowa farbe podkladowo- szpachlowa na bazie wody, tworzac warstwe o grubosci 37—40 jxm.

Po wyjeciu na 10 minut do temperatury oto¬ czenia oraz po wysuszeniu w temperaturze 110°C w ciagu 10 minut tak, aby farba podkladowo- szpachlowa nie ulegala calkowicie utwardzeniu, 40 45 50 55 607 106 433 8

Claims (6)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób nakladania powloki na wydrazone przedmioty metalowe, w którym, na wybrane ob¬ szary zewnetrznych powierzchni przedmiotu na¬ klada sie natryskowo farbe podkladowo-szpa- ehlowa na bazie wody, powleka sie elektrofore- tycznie pozostala powierzchnie przedmiotu far¬ ba podkladowa, naklada sie wierzchnia powloke na co, najmniej te powierzchnie przedmiotu, któ¬ re sa widoczne i wypala sie przedmiot utwar- drzwi calkowicie zanurza sie w epoksydowej elektrofioretycznej farbie podkladowej i zagrun- towuje.^ Na calej powierzchni styku farby ^ podkla- dowoiszpaichlowej oraz farby podkladowej two¬ rzy sie warstwa o grubosci - co najmniej 25 urn. 5 Zagruntowane drzwi poddaje sie nastepnie wy¬ palaniu w ciagu 20 minut w temperaturze 160°C (rzeczywista temperalbuira mietalu) doprowadzajac do calkowitego utwardzenia nalozonej natrysko¬ wo powloki z farby podkladowo-lszpacMowej oraz 10 elektroforetycznej farby podkladowej. Wówczas na drzwi naklada sie natryskowo' alkilowo-imeiLa- miinowa emalie samochodowa pigmentowana two¬ rzac calkowita warstwe o grubosci 55—70 j^m oraz wypala sie je w ciagu 20 minut w tempera- 15 turze 150°C (irzeczywista temperatura mietalu). Stwierdzono, ze drzwi maja dopuszczalny wy¬ glad zewnetrzny oraz dopuszczalne wlasciwosci zbadane znanymi przyspieszonymi metodami ba¬ dan. 20 Przyklad II. Postepuje sie jak w przykla¬ dzie I, stosujac drzwi aluminiowe wstepnie pod¬ dane obróbce w odpowiedniej kapieli tlenochro- mianowej. Pokryte powloka drzwi równiez spel- 25 niaja postawione wymagania. Przyklad III. Drzwi z miekkiej stali po¬ wleka sie jak w przykladzie I z ta róznica, ze wierzchnia koncowa powloke wykonuje sie z proszkowej pigmentowanej farby akrylowej wy¬ palanej w ciagu 15 minut w temperaturze 1180°C (rzeczywista temperatura metalu). Ponownie wlas¬ nosci powleczonych drzwi sa dopuszczalne. 30 35 40 45 dzajac wierzchnia powloke, znamienny tym, ze elektroforetyczne nakladanie farby podkladowej prowadzi sie bez jej utwardzania lub bez calko¬ witego utwardzania, nastepnie przedmiot po ele- kroforetycznym nalozeniu farby podkladowej su¬ szy sie, czesciowo utwardzajac zarówno elektro- forretycznie nalozona powloke jak i powloke na¬ niesiona natryskowo a w konou wypala sie przed¬ miot, utwardzajac wierzchnia powloke oraz po¬ przednio nalozone powloki niecalkowicie utwar¬ dzone.

2. Sposób wedlug zaistrz. 1 znamienny tym, ze nanoszona natryskowo powloke z farby podkla¬ dowej utwardza sie czesciowo przed operacja ele^ ktroforetycznego nakladania powloki.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, albo 2 znamienny tym, ze farbe podkladowa nanosi sie natryskowo na przedmiot o powierzchni niecalkowicie wysu¬ szonej.

4. Sposób nakladania powloki na wydrazone przedmioty metalowe, w którym na wybrane ob¬ szary zewnetrznych powierzchni przedmiotu na¬ klada sie natryskowo farbe podkladowa na bazie wo¬ dy, powleka sie elektroforetycznie pozostala po¬ wierzohnie przedmiotu farba podkladowa naklada sie wierzchnia powloke na co najmniej te powierz¬ chnie przedmiotu, które sa widoczne i wypala przedmiot utwardzajac wierzchnia powloke znamienny tym, ze elektroforetyczne nakladanie farby podkladowej prowadzi sie bez jej utwar¬ dzenia lub bez calkowitego utwardzenia, nasltep^ nie przedmiot po elekitroforetycznym nalozeniu farby podkladowej suszy sie calkowicie utwar¬ dzajac zarówno elektroforetycznie nalozona po¬ wloke jak i powloke naniesiona natryskowo, a w koncu wypala sie przedmiot utwardzajac wierz¬ chnia powloke.

5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze nanoszona natryskowo powloke z farby pod¬ kladowej utwardza sie czesciowo przed operacja elektroforetycznego nakladania powloki.

6. Sposób wedlug zasitrz. 4 albo 5, znamienny tym, ze farbe podkladowa nanosi sie natryskowo na przedmiot o powierzchni niecalkowicie wysu-- szonej. PZGraf. Koszalin D-J652 90 egz. ,A-4 Cena 45 zl v