Пластмасово покритие за метал

Процесът на пластмасово покритие за метал е да се нанесе слой пластмаса върху повърхността на металните части, което им позволява да запазят оригиналните характеристики на метала, като същевременно осигурява определени свойства на пластмасата, като устойчивост на корозия, устойчивост на износване, електрическа изолация и самостоятелна -смазване. Този процес е от голямо значение за разширяване на обхвата на приложение на продуктите и повишаване на тяхната икономическа стойност.

Методи за пластично покритие на метал

Има много методи за пластмасово покритие, включително пламъчно пръскане, кипящ слой пръскане, прахово електростатично пръскане, горещо стопено покритие и суспензионно покритие. Има и много видове пластмаси, които могат да се използват за покритие, с PVC, PE и PA са най-често използваните. Пластмасата, използвана за покритие, трябва да бъде в прахообразна форма с финост 80-120 меша.

След нанасяне на покритие е най-добре бързо да охладите детайла, като го потопите в студена вода. Бързото охлаждане може да намали кристалността на пластмасовото покритие, да увеличи съдържанието на вода, да подобри здравината и яркостта на повърхността на покритието, да увеличи адхезията и да преодолее отделянето на покритието, причинено от вътрешно напрежение.

За да се подобри адхезията между покритието и основния метал, повърхността на обработвания детайл трябва да бъде обезпрашена и суха, без ръжда и мазнини преди нанасяне на покритие. В повечето случаи детайлът трябва да бъде подложен на повърхностна обработка. Методите за обработка включват пясъкоструене, химическо третиране и други механични методи. Сред тях пясъкоструенето има по-добър ефект, тъй като прави грапавостта на повърхността на детайла, увеличава повърхността и образува куки, като по този начин подобрява адхезията. След пясъкоструене, повърхността на детайла трябва да се продуха с чист сгъстен въздух, за да се отстрани прахът, и пластмасата трябва да бъде покрита в рамките на 6 часа, в противен случай повърхността ще се окисли, засягайки адхезията на покритието.

Предимство

Директното покритие с прахообразна пластмаса има следните предимства:

• Може да се използва със смоли, които се предлагат само под формата на прах.
• С едно нанасяне може да се получи плътно покритие.
• Продукти със сложни форми или остри ръбове могат да бъдат добре покрити.
• Повечето прахообразни пластмаси имат отлична стабилност при съхранение. 
• Не са необходими разтворители, което прави процеса на подготовка на материала лесен. Въпреки това, има и някои недостатъци или ограничения за прахово боядисване. Например, ако детайлът трябва да бъде предварително загрят, размерът му ще бъде ограничен. Тъй като процесът на нанасяне на покритие отнема време, за детайли с големи размери, докато пръскането все още не е приключило, някои зони вече са охладени под необходимата температура. По време на процеса на пластмасово прахово покритие загубата на прах може да достигне до 60%, така че трябва да се събира и използва повторно, за да отговори на икономическите изисквания.

Пръскане с пламък 

Пластмасово покритие с пламъчно пръскане за метал е процес, който включва топене или частично топене на прахообразна или пастообразна пластмаса с пламък, излъчван от пистолет за пръскане, и след това разпръскване на разтопената пластмаса върху повърхността на предмет, за да се образува пластмасово покритие. Дебелината на покритието обикновено е между 0.1 и 0.7 mm. Когато използвате прахообразна пластмаса за пламъчно пръскане, детайлът трябва да бъде предварително загрят. Предварителното загряване може да се извърши във фурна, като температурата на предварително загряване варира depeв зависимост от вида пластмаса, която се пръска.

Температурата на пламъка по време на пръскане трябва да се контролира стриктно, тъй като твърде високата температура може да изгори или повреди пластмасата, докато твърде ниската температура може да повлияе на адхезията. Обикновено температурата е най-висока при пръскане на първия слой пластмаса, което може да подобри адхезията между метала и пластмасата. Тъй като следващите слоеве се пръскат, температурата може леко да се понижи. Разстоянието между пистолета и детайла трябва да бъде между 100 и 200 cm. За плоски детайли детайлът трябва да се постави хоризонтално и пистолетът за пръскане трябва да се движи напред-назад; за детайли с цилиндричен или вътрешен отвор, те трябва да бъдат монтирани на струг за ротационно пръскане. Линейната скорост на въртящия се детайл трябва да бъде между 20 и 60 m/min. След постигане на необходимата дебелина на покритието, пръскането трябва да се спре и детайлът да продължи да се върти, докато разтопената пластмаса се втвърди, след което трябва бързо да се охлади.

Въпреки че пламъчното пръскане има относително ниска производствена ефективност и включва използването на дразнещи газове, то все още е важен метод за обработка в промишлеността поради ниската си инвестиция в оборудване и ефективността при покриване на вътрешностите на резервоари, контейнери и големи детайли в сравнение с други методи .

Пластмасово покритие с кипящ слой

Принципът на работа на пластмасовото покритие за метал с потапяне в кипящ слой е следният: прахът за пластмасово покритие се поставя в цилиндричен контейнер с пореста преграда в горната част, която позволява само въздуха да преминава през него, но не и праха. Когато сгъстеният въздух навлиза от дъното на контейнера, той издухва праха и го суспендира в контейнера. Ако предварително загрят детайл се потопи в него, прахът от смола ще се стопи и ще полепне върху детайла, образувайки покритие.

Дебелината на покритието, получено в кипящ слой depeзависи от температурата, специфичния топлинен капацитет, повърхностния коефициент, времето за пръскане и вида на пластмасата, използвана, когато детайлът влезе в флуидизираната камера. Само температурата и времето за пръскане на детайла обаче могат да се контролират в процеса и те трябва да се определят чрез експерименти в производството.

По време на потапяне се изисква пластмасовият прах да тече гладко и равномерно, без агломерация, вихров поток или прекомерно разпръскване на пластмасови частици. Трябва да се вземат съответните мерки, за да се изпълнят тези изисквания. Добавянето на устройство за разбъркване може да намали агломерацията и вихровия поток, докато добавянето на малко количество талк към пластмасовия прах е полезно за флуидизация, но може да повлияе на качеството на покритието. За да се предотврати разпръскването на пластмасови частици, скоростта на въздушния поток и еднородността на пластмасовите прахови частици трябва да бъдат строго контролирани. Известно разпръскване обаче е неизбежно, така че трябва да се монтира устройство за възстановяване в горната част на кипящия слой.

Предимствата на пластмасовото покритие с потапяне в кипящ слой са възможността за покриване на детайли със сложна форма, високо качество на покритието, получаване на по-дебело покритие с едно приложение, минимална загуба на смола и чиста работна среда. Недостатъкът е трудността при обработката на големи детайли.

Електростатично пръскащо пластмасово покритие за метал

При електростатично пръскане прахът за пластмасово покритие от смола се фиксира към повърхността на детайла чрез електростатична сила, а не чрез топене или синтероване. Принципът е да се използва електростатичното поле, образувано от електростатичен генератор с високо напрежение, за да се зареди прахът от смола, пръскан от пистолета за пръскане, със статично електричество и заземеният детайл се превръща в положителен електрод с високо напрежение. В резултат на това слой от равномерен пластмасов прах бързо се отлага върху повърхността на детайла. Преди зарядът да се разсее, праховият слой залепва здраво. След нагряване и охлаждане може да се получи равномерно пластмасово покритие.

Праховото електростатично пръскане е разработено в средата на 1960-те години на миналия век и е лесно за автоматизиране. Ако не е необходимо покритието да е дебело, електростатичното пръскане не изисква предварително нагряване на детайла, така че може да се използва за чувствителни на топлина материали или детайли, които не са подходящи за нагряване. Освен това не изисква голям контейнер за съхранение, което е от съществено значение при пръскането с кипящ слой. Прахът, който заобикаля детайла, се привлича от задната страна на детайла, така че количеството свръхразпръскване е много по-малко, отколкото при други методи на пръскане, и целият детайл може да бъде покрит чрез пръскане от едната страна. Въпреки това, големите детайли все още трябва да се пръскат от двете страни.

Заготовките с различно напречно сечение могат да създадат трудности при последващо нагряване. Ако разликата в напречното сечение е твърде голяма, по-дебелата част на покритието може да не достигне температурата на топене, докато по-тънката част може вече да се е разтопила или разрушила. В този случай термичната стабилност на смолата е важна.

Компонентите с чисти вътрешни ъгли и дълбоки дупки не се покриват лесно с електростатично пръскане, тъй като тези области имат електростатично екраниране и repel прахът, предотвратяващ навлизането на покритието в ъглите или дупките, освен ако пистолетът за пръскане не може да бъде поставен в тях. В допълнение, електростатичното пръскане изисква по-фини частици, тъй като е по-вероятно по-големите частици да се отделят от детайла, а частиците, по-фини от 150 меша, са по-ефективни при електростатично действие.

Метод на горещо стопяемо покритие

Принципът на работа на метода за горещо стопяемо покритие е да се напръска прах за пластмасово покритие върху предварително загрят детайл с помощта на пистолет. Пластмасата се топи чрез използване на топлината на детайла и след охлаждане може да се нанесе пластмасово покритие върху детайла. При необходимост е необходима и последваща топлинна обработка.

Ключът към контролирането на процеса на нанасяне на горещо стопяемо покритие е температурата на предварително загряване на детайла. Когато температурата на предварително загряване е твърде висока, това може да причини силно окисляване на металната повърхност, да намали адхезията на покритието и дори да причини разлагане на смолата и разпенване или обезцветяване на покритието. Когато температурата на предварително загряване е твърде ниска, смолата има слаба течливост, което затруднява получаването на равномерно покритие. Често едно нанасяне чрез пръскане по метода на горещо разтопено покритие не може да постигне желаната дебелина, така че са необходими многократни нанасяния чрез пръскане. След всяко нанасяне със спрей е необходимо нагряване, за да се разтопи напълно и изсветли покритието преди нанасяне на втория слой. Това не само осигурява равномерно и гладко покритие, но и значително подобрява механичната якост. Препоръчителната температура за нагряване на полиетилен с висока плътност е около 170°C, а за хлориран полиетер е около 200°C, с препоръчително време от 1 час.

Методът на горещо стопяемо покритие произвежда висококачествени, естетически приятни, силно свързани покрития с минимална загуба на смола. Лесно се контролира, има минимална миризма, а използваният пистолет го прави.

Други налични методи за пластмасово покритие за метал

1. Пръскане: Напълнете суспензията в резервоара на пистолета за пръскане и използвайте сгъстен въздух с манометрично налягане, което не надвишава 0.1 MPa, за да напръскате равномерно покритието върху повърхността на детайла. За да се сведе до минимум загубата на окачване, налягането на въздуха трябва да се поддържа възможно най-ниско. Разстоянието между детайла и дюзата трябва да се поддържа 10-20 cm, а повърхността за пръскане трябва да се поддържа перпендикулярна на посоката на потока на материала.

2. Потапяне: Потопете детайла в суспензията за няколко секунди, след което го извадете. В този момент слой от суспензия ще се прилепи към повърхността на детайла и излишната течност може да изтече надолу естествено. Този метод е подходящ за детайли с малки размери, които изискват пълно покритие върху външната повърхност.

3. Четкане: Четкането включва използването на четка или четка за нанасяне на суспензията върху повърхността на детайла, създавайки покритие. Четкането е подходящо за общо локализирано покритие или едностранно покритие върху тесни повърхности. Въпреки това, рядко се използва поради получената по-малко гладка и равна повърхност след изсъхване на покритието и ограничението на дебелината на всеки слой покритие.

4. Изливане: Изсипете суспензията във въртящ се кух детайл, като се уверите, че вътрешната повърхност е напълно покрита от суспензията. След това излейте излишната течност, за да образувате покритие. Този метод е подходящ за покриване на малки реактори, тръбопроводи, колена, клапани, корпуси на помпи, тройници и други подобни детайли.