Основним принципом процесу нанесення тонкоплівкового покриття взятим за основу нової технологіїзміцнення є розкладання парів рідких хімічних реагентів, що вводяться в дуговий плазмотрон, з подальшим проходженням плазмохімічних реакцій та утворенням покриття на виробі.

Процес протікає у кілька стадій:

Переведення вихідних матеріалів реагентів з рідкого стану до парового стану;

Проходження реакцій розкладання компонентів парової фази в плазмі дугового розряду на окремі хімічні сполуки та перенесення їх плазмовим струменем до підкладки;

Проходження взаємодії між хімічними сполуками парової фази та газів на підкладці, що призводить до зародження та зростання плівки.

Традиційно це основні стадії фізичного осадження покриттів із парової фази (методи PVD). Але, на відміну від відомих процесів PVD, новий метод зміцнення дозволяє реалізовувати всі стадії утворення покриття при атмосферному тиску, без вакуумних камер. Крім того, покриття нанесені методом PVD при їх осадженні на низькотемпературну підкладку з температурою менше 250 С зазвичай мають низьку адгезію.

Ще однією особливістю нової технології, пов'язаної з підвищеними швидкостями охолодження покриття, що осаджується, порядку 10 4 …10 6 град/с і наявністю елементів-аморфізаторів, є його аморфний стан. Головними властивостями аморфних речовин є їх ізотропність (однаковість властивостей у всіх напрямках), підвищена в'язкість (здатність незворотно поглинати енергію при пластичному деформуванні), при нагріванні вони не плавляться при строго постійній температурі, як кристали, а поступово розм'якшуються у значному діапазоні температур. Покриття, що отримується при ФПУ, представляє великий інтерес внаслідок високої зносо- та корозійної стійкості. Воно характеризується підвищеною твердістю (до 53 ГПа), низьким коефіцієнтом тертя (0,04…0,08 сталі ШХ15), хімічною інертністю, високим питомим електричним опором (10 10 Ом·м).

Як джерело теплової енергії для нанесення тонкоплівкового зносостійкого покриття був використаний плазмовий струмінь, що закінчується при атмосферному тиску малогабаритного дугового плазмотрона (рис.1).

Рис.1. Плазмотрон для нанесення зміцнюючого покриття

Рис.2 Установка для плазмового нанесення покриттів УФПУ-111

Технічні характеристики

споживана потужність – не більше 5 кВА;

номінальний струм – 100 А;

номінальна робоча напруга – не більше 40 В;

тривалість включення – 100%;

витрата аргону - трохи більше 5 л/мин;

витрати рідкого технологічного препарату Сетол – не більше 0,5 г/год;

витрата охолоджувальної води – 200-220 л/год;

габарити – 760х620х1150 мм;

маса – не більше 130 кг.

Ефективним методом підвищення потужності газодинамічного імпульсу є здійснення детонації горючої газової суміші реакційної камери (РК) в електричному полі. Ініціювання детонації в РК здійснюється малогабаритним детонаційним пристроєм. Енергію підтримки напруженості електричного поля подають від постійно включеного електричного перетворювача. При ініціювання детонації в РК за шаром продуктів згоряння за хвилею детонації (ДВ) тече електричний струм. Виникає додатковий приплив енергії до газу. Після виходу ДВ з РК електричний струм тече по плазмовому струменю і матеріалу, що напилюється до поверхні напилюваного виробу. На малюнку 3 представлено обладнання для нанесення покриттів, а малюнку 4 види напилення .

Мал. 3. Спеціальне обладнання для нанесення покриттів імпульсно-плазмовим методом

Мал. 4. Види напилення, що виробляються за допомогою представленого обладнання (напилення торцевих ущільнень, напилення роликів)

Нанесення покриттів за допомогою валків, що обертаються.

Цей процес представлений малюнку 5. Стрілками показані напрями обертання валів і руху ДВП. Принцип дії верстата наступний: ЛКМ (2) залитий у порожнину, утворену поверхнями друкарського (3) та дозуючого (1) валів, продавлюється між ними і переноситься друкованим валом на поверхню ДВП (6), що проходить між друкарським і притискним валами (5), утворюючи покриття (4).

Мал. 5. Процес нанесення покриттів за допомогою валків, що обертаються.

Одним із сучасних методівЗабарвлення є нанесення лакофарбових матеріалів на попередньо оброблені металеві листи або стрічки рулонного металу за допомогою валкових машин на автоматизованих потокових лініях (койл-коутинг).

Найчастіше фарбуванню піддаються сталеві листи шириною до 1850 мм із Zn-Al та іншими шарами, нанесеними методами електрохімічної обробки. Рідше застосовуються стрічки зі сплавів алюмінію шириною до 1650 мм. У вітчизняній промисловості тонколистовий холоднокатаний та гарячеоцинкований прокат випускають за ТУ 14-1-4792-90.

В даний час 15% сталі у всьому світі забарвлюють методом койл-коутингу, а світове споживання лакофарбових матеріалів, придатних для нанесення цим способом, становить близько 500 тис. т/рік. Основними виробниками таких матеріалів є компанії Beckers, Akzo – Nobel, BASF, PPG та ін. Схема розташування шарів лакофарбового покриття на стальній стрічці I II III IV V IV:

I – оздоблювальне покриття (10 – 400 мкм);

II – ґрунтувальне покриття (5–10 мкм);

III - хроматне або фосфатне покриття (близько 1 мкм);

IV - цинкове (гаряче) або цинкалюмінієве (10 - 40 мкм); електрохімічне покриття (3 – 6 мкм);

V – сталева стрічка.

Типова технологічна лінія фарбування рулонного металу (рис. 4) є замкнутою системою, в якій металева стрічка зі швидкістю до 150 м/хв надходить спочатку в зону хімічної обробки (травлення, лужне знежирення, промивання, лужно-мийна обробка, сушіння, фосфатування, хромування), а потім на валкові машини, де послідовно відбувається нанесення ґрунтовки та емалі. Сушильні печі складаються із чотирьох або семи зон.

1 – розмотувач; 2 – зона нанесення ґрунтовки; 3, 4 – валкові машини; 5–8 – сушильні печі; 5, 6 – зони випаровування 90% розчинників; 7, 8 – зони затвердіння покриття; 9 – зона охолодження; 10 – зона нанесення емалі; 11 – моталка

Мал. 4.Схема лінії нанесення покриттів койл-коутинг

Пікова температура металу (ПТМ, ° С) складає в зоні випаровування розчинників 50-200 ° С, в зоні сушіння 210-280 ° С. Тривалість перебування покриття в печі досягає 15-60 с, тому процес випаровування розчинників проходить дуже інтенсивно, і завдяки гарній вентиляції в печі розчинник не викидається в навколишнє середовище, а повністю згоряє разом із повітрям.

Основні переваги методу фарбування койл-коутинг полягають у наступному:

Безперервність дії;

Висока швидкість нанесення;

Швидке затвердіння покриттів;

Мала товщина і однорідність шару, що наноситься;

Отримання високоякісних покриттів, придатних для подальшої обробки

рулонного металу.

Вальцова технологія нанесення ЛКМзабезпечує пряме контактне перенесення ЛКМ на деталь наносить вальцем, покритим гумою тієї чи іншої жорсткості.

Для цієї технології ідеально підходять акрилові матеріали УФ затвердіння зі 100% сухим залишком.

Вальці можуть наносити в'язкий матеріал, тому немає необхідності додавати розчинник, що дозволяє створювати дуже компактні лінії.

Оздоблення кромки може проводитися розпиленням або на спеціальних верстатах.

Враховуючи те, що акрилові УФ матеріали не сохнуть, доки не отримають дозу УФ опромінення, багато виробників миють вальці не частіше одного разу на тиждень, зводячи втрати ЛКМ до незначної кількості.

Фото вальцевого верстата із сайту https://renner.ru/equipment-selection/roller-machine/

Наносить вал може мати жолобки кількістю близько 3-х на кожен мм, в які потрапляє ЛКМ, що наноситься. Така кількість жолобків забезпечує нанесення ЛКМ більш товстим шаром до 50 г/м.кв. при нанесенні двома такими вальцями мокрий-по-мокрому.

Звичайний вальцевий верстат, пряма ротація

Пряма ротація - валець, що наносить, обертається попутно конвеєрній стрічці, дозуючий валець - попутно наносить, як це показано на попередній схемі вальцевого верстата. Такий режим використовується для нанесення морилок, ґрунтів із витратою 10-40 г/м2.

Точний вальцевий верстат

Точний вальцевий верстат- Використовується зазвичай для нанесення фінішних шарів лаку на паркет. Відрізняється від звичайного тим, що вал, що дозує, обертається в протилежному напрямку і тягне ЛКМ вгору. Це дозволяє зменшити кількість ЛКМ, що наноситься, до 5- 10 г/м.кв.

У цьому режимі потрібна ракель- ножоподібна деталь верстата, що повертає ЛКМ з вальця, що дозує, назад у зазор між вальцями.

Режим зворотної ротації, або реверсний

Режим зворотної ротації, або реверсний - обидва вальці обертаються в напрямках, протилежних показаним на малюнку, тобто, в точці контакту зі стрічкою поверхня вальця, що наносить, рухається проти руху стрічки.

Дозуючий вал притиснутий до наносить, при цьому ЛКМ не проходить між вальцями, а піднімається вальцем, що наносить, і знімається з нього конвеєрною стрічкою.

Така схема забезпечує отримання дуже гладкого покриття з можливістю наносити товстіші шари. Використовується для нанесення ґрунтів та фінішних лаків.

Двоголовкові вальцьові верстати

Двоголовкові вальцеві верстати- Складаються з двох послідовних пар вальців. Зазвичай напрямок та швидкість обертання вальців у сучасних верстатах регулюються незалежно.

Автоматичний верстат забарвлення типу Lelo B11 Reciprocator Spray Machine

Автоматичні фарбувальні верстати прохідного типу Leif&Lorentz B3

Автоматичні фарбувальні верстати прохідного типу LEIF & LORENTZ B3 (Данія) призначені для фарбування щодо плоских виробів, таких як: панелі, дошки для підлоги, рами картин, віконні рами, плінтуси, полиці, меблеві фасади. Крім гладких виробів, для фарбування яких вони особливо ефективні, верстати моделі B3 дозволяють отримувати високу продуктивність з профільованими виробами.

Переваги:

• Фарбує поверхню та бічні кромки профільованих виробів.
• Є можливість збору надлишків ЛКМ, не нанесених на поверхню виробу, повторного використання.
• Пістолети пневмокеровані, автоматичні, з фотоелементами та тимчасовою затримкою. В основному використовуються чотири
• пістолета, але з ускладненням профілю або збільшенням контурів, допустимо підключення та більшої кількості пістолетів.
• Увімкнення пістолетів відбувається тільки в момент проходження виробу в робочій зоні. Швидкість руху стрічки регулюється. Для підтримки дрібних деталей передбачається система роликів.
• Верстат зручний для користування та профілактичних робіт. Має легкий доступ усередину для очищення.
• Верстат екологічно чистий. Система рекуперації. Фільтрування повітря, що виходить. Не потрібна додаткова камера для фарбування.

Лаконаливні фарбувальні верстати прохідного типу Leif&Lorentz B2

Спеціалізовані апарати з робочою поверхнею Lief&Lorentz B2T, що настроюється, використовуються для виконання лакофарбових робіт і забарвлення різних виробів, таких як рами, фурнітура, плінтуси, а також інші вироби зі скла, металів, дерева, полімерів та інших матеріалів.

Головні переваги лаконаливних верстатів Lief&Lorentz B2T

Велика швидкість нанесення лакофарбових покриттів, продуктивність якого становить 50-350 г/кв. м.
. Можливість нанесення лакофарбових покриттів на дві суміжні сторони деталей;
. Можливість відбору зайвих лакофарбових матеріалів, які не були нанесені на поверхні деталі, які можуть використовуватись для виконання інших робіт;
. Покриття, яке наноситься на виріб, виходить абсолютно гладким;
. Для обслуговування верстатів Lief&Lorentz B2T не потрібний висококваліфікований персонал;
. Хороша швидкість проведення профілактичних робіт та використання верстата. Очищення апарата Lief&Lorentz B2T виконується лише за 3-5 хвилин.

Основні складові верстати Lief&Lorentz B2T

1. Стіл з приймальним та вхідним конвеєром, який має привід з надійною передачею.
2. Мобільний блок для фарбування, що складається з рами, бака, головки, насоса та ємності для лакофарбових матеріалів.
3. Щітка, що обертається, для шліфування з аспіратором (опціональна можливість).

Принцип роботи:

Між двома стрічками конвеєрів є щілина, через яку ЛКМ подається в головку забарвлення за допомогою насоса, зануреного безпосередньо в бак з ЛКМ. У нижній частині алюмінієвої головки забарвлення є регульовані пластини з нержавіючої сталі, за допомогою яких створюється лакова завіса, що перетікає через щілину між конвеєрами в приймальний бак.

Швидкість конвеєрної стрічки та висота фарбувальної головки над робочим столом легко регулюється. Офарблювана деталь, проходячи по приймальному конвеєру, шліфується щіткою, що обертається і проходить через суцільну лакову завісу, де покривається саме тією кількістю лаку, на яке була налаштована фарбувальна головка. Надлишки лаку по краях деталі потрапляють у приймальний бак для повторного використання. Для того щоб очистити верстат, потрібно тільки занурити насос у бак з розчинником і прогнати розчинник через головку забарвлення до тих пір, поки вона не стане чистою.

Лаконаливні фарбувальні верстати типу Leif&Lorentz B2T

Лаконалівні верстати для фарбування з поворотним робочим столом типу LEIF&LORENTZ B2T (Данія) призначені для фарбування елементів віконних рам, плінтусів, стійок, панелей та інших подібних виробів з дерева, металу, скла, пластику та інших матеріалів.

Переваги:

• Дуже висока швидкість нанесення з регульованою продуктивністю від 50 до 350 г/кв. м поверхні.
• Можливість одночасного фарбування двох суміжних поверхонь за рахунок нахилу робочого столу до 30 °.
• Можливість збору надлишків ЛКМ, які не нанесені на поверхню виробу, для повторного використання.
• Покриття, що виходить, абсолютно гладке.
• Не потребує високої кваліфікації персоналу.
• Верстат зручний для користування та профілактичних робіт. Повне очищення за 4-5 хвилин.

Верстат складається з наступних основних блоків:

• Робочого столу з приймальним та вихідним конвеєрами, що мають загальний привід з ремінною передачею.
• Мобільного блоку фарбування, що складається з рами на колесах зі змонтованими на ній фарбувальною головкою, приймальним баком, мембранним насосом і
• підставкою під бак із ЛКМ.
• Шліфувальної щітки, що обертається, з аспірацією (опціонально).

Принцип роботи верстата типу Lief&Lorentz B2

Головні технічні особливостіверстата - це дві стрічки конвеєра, між якими щілина через неї подаються лакофарбові матеріали на головку за допомогою насоса. Цей насос занурюється в бак із ЛКМ.
Висота над деталями та швидкість руху стрічки легко налаштовуються. Після проходження деталі через головку виріб шліфується щіткою, а потім проходить через завісу, де покривається точною кількістю лаку.
Поворотний стіл дає можливість фарбувати відразу дві суміжні сторони деталі.
Надлишки матеріалів стікають у приймальний бак. Їх можна використовуватиме виконання наступних робіт. Очищення верстата від лакофарбових матеріалів виконується дуже легко.

Автоматичний верстат забарвлення типу Lelo B11 Reciprocator Spray Machine

Верстат для фарбування розроблений спеціально для фарбування як плоских, так і профільованих виробів.

Дозволяє фарбувати як лицьову, так і бічні поверхні заготовок будь-якими лакофарбовими матеріалами.

Особливості верстата:

Подача заготовок у зоні фарбування здійснюється за безшовним конвеєром за допомогою безступінчастого приводу.

Забарвлення виробів здійснюється за допомогою чотирьох (2+2) пістолетів комбінованого розпилення, розміщених надвох рухомих важелях.

Система очищення конвеєра: металевий скребок і щітка, що чистить.

Система збирання невикористаного лакофарбового матеріалу.

Для більш коректного рішення щодо Вашої фарбово-сушильної ділянки достатньо надіслати нам техзавдання за планом:

1) Опис деталей.

Мінімальні та максимальні габарити. Матеріал виробу. Бажано креслення, малюнок. Продуктивність за зміну/день/місяць/рік. Специфіка нанесення. Сторони опрацювання. Ступінь обробки.

2) Опис ЛКМ.

Технологія нанесення (у шарів, кольору, частота зміни кольорів). Вимоги до поверхні.

Технологія сушіння (швидкості сушіння за різних температур, обмеження у використанні типів сушіння).

Специфіка ЛКМ.

3) Приміщення.

Для фарбування та сушіння. Бажано план із суміжними приміщеннями (позначки за функціями суміжних ділянок), з комунікаціями (електричними, теплотехнічними, вентиляційними тощо), проходами, поверховістю. Висота до стелі та стельових ферм.

4) Опис існуючих компонентів фарбування, сушіння, шліфування та полірування.

5) Персонал. Побажання щодо кількості та кваліфікації операторів та обслуговуючого персоналу.