Неметаллические покрытия металла. Виды и применение

Производители изделий из металла применяют разные виды защитных покрытий, так как этот материал подвержен коррозии. Под воздействием воды, солей и кислот происходит разрушение не только поверхностных слоев, но и внутренней структуры, а затем и всей конструкции. Покрытия предотвращают разрушение путем блокирования доступа воды и прочих агрессивных веществ к металлу. Но какие неметаллические покрытия металла применяются и какими они обладают свойствами?

Типы

Для защиты металлических изделий большое распространение имеют именно металлические виды покрытий. Существует несколько технологий его создания и получается очень прочный защитный слой с великолепными практическими свойствами. Например, одним из самых надежных видов комплексного превращения любого стального изделия является горячее цинкование. Технология заключается в окунании труб и готовых металлоконструкций к расплав. Но кроме металлических, также существуют и другие виды покрытий – неметаллические, на основе полимеров и различных неорганических веществ.

На производствах применяют следующие виды:

• оксидирование или фосфатирование;
• нанесение эмалей;
• окрашивание;
• полимерные вещества.

Оксидирование

Одним из видов неметаллического покрытия для металлов выступает оксидирование. Это электрохимический процесс, в результате которого на поверхности изделий формируется прочный неразрывный оксидный слой. Реакция происходит в специальном растворе, содержащем кислотно-щелочные вещества, а образование оксида осуществляется под действием электрического тока в электролите. Признаком наличия такого вида покрытия является равномерный черный цвет в матовой структурой. Он защищает сталь от воды и химических реагентов, предотвращает незначительные механические повреждения за счет упрочнения поверхностного слоя. На производствах применяют 5 типов. Кроме химического оно бывает также лазерным, плазменным, термическим и анодным.

Нанесение эмалей

Для защиты металла от коррозии одним из методов является эмалирование. Защитный слой приобретает очень малую толщину, поэтому пользоваться таким изделием удобно, но не устойчиво к механическим ударам. Технология заключается в нанесении на стальной предмет специального стекловидного порошка, растворенного в воде. Металлический предмет окунается в ванну с эмульсией, затем помещается в печь, где разогревается до 900 градусов. Температура зависит от цвета формируемого защитного слоя. После остывания естественным способом на воздухе предметом можно пользоваться. Он не боится воды и биологических загрязнений, но не устойчив к ударам и сколам.

Окрашивание

Производители выпускают большое количество различных ЛКП для металлических изделий. Они выпускаются на разных основах от масляной до алкидной или нитролаков. Каждый из материалов обладает своими уникальными качествами и недостатками. Рассмотрим основные, доступные в магазинах:

• На эпоксидной основе. Этот тип красок изготавливается на основе эпоксидных смол и продается в виде двух компонентов, которые нужно смешать перед использованием. После высыхания формируется прочный защитный слой, который выдерживает длительный контакт с соленой водой, не боится щелочей, масел в жидком и смазок в густом состоянии. Также отличается хорошей адгезией, стойкостью к ударам и истиранию. Кроме того, выдерживает длительный нагрев до 200 градусов и создает красивый глянец на любых поверхностях. К недостаткам относится сложность восстановления и слишком толстый слой.
• Масляные. Это покрытие изготавливается на основе олифы или других смол. Создает достаточно тонкий слой, который не устойчив к истиранию и ударам, но обладает привлекательным видом, можно добиться высокой степени глянца и герметичностью. Боится механических повреждений. При попадании под в порез, отслаивается от поверхности.
• Алкидные. Применима исключительно для окрашивания металлических изделий, постоянно находящихся под крышей. Используют этот тип окрашивания для металлических изделий, подвергаемых сильному нагреву при эксплуатации. Выдерживают до 100 градусов.
• Эпоксиэфирные и этилсиликатные эмали. Для окрашивания элементов нагревательных приборов, поверхности которых греются до 400 градусов, применяют эти виды красок. Они бывают с матовой и глянцевой фактурой, поэтому используются в интерьерах с разными дизайнерскими решениями.
• Краски на основе силиконовых смол. Этот вид ЛКП относится к специальным и используется для изделий, которые при эксплуатации нагреваются до 650 градусов. Это наиболее горячие фрагменты буржуек и комнатных каминов. Также ими окрашивают мангалы и прочие аксессуары для гриля.
• Краски на основе каучуков. Резиновые покрытия используют для деталей различного оборудования и ручных инструментов. Каучуковый защитный слой предотвращает выскальзывание из рук, но не обладает механической прочностью к порезам и царапинам. При достаточной толщине защищает от деформаций при падении и ударении о твердые предметы.

Полимерные краски

Еще одним видом неметаллического покрытия является полимерное. Впервые оно стало массового применятся в промышленности с 1950 г. Одновременно с открытием самого вещества была разработана электростатическая технология нанесения. Результирующий слой получился очень прочным и стойким с любым видам физического воздействия, из-за чего мгновенно получил массовую популярность и применимость при изготовлении любого оборудования.

На ряду с эмалированием, работа с этим видом не менее технологична и состоит из следующих этапов:

1. Подготовка деталей перед окрашиванием. Необходимо удалить все загрязнения, убрать острые заусенцы и произвести обезжиривание поверхностей.
2. Послу сушки от химикатов, происходит процесс нанесения полимерного порошка. Выполняется это методом окунания в емкость с порошком или напылением пистолетом. На деталь подключается отрицательный контакт, а частицы порошка при трении о сопло заряжаются положительным зарядом, что обеспечивает их гарантированное прилипание к поверхности равномерным слоем по всей площади.
3. Затем, изделие помещают в печь для полимеризации. В ней поддерживается температура в 250 градусов в течение 15-30 минут в зависимости от вида краски и обрабатываемого изделия.
4. После всех технологических процессов поверхность приобретает равномерный цвет в каждой точке. Кроме того, слой обладает стойкостью к механическим повреждениям в виде трения, легких ударов и сколов. При необходимости деталь можно повторно обработать порошковой краской и еще раз произвести запекание в печи. Покрытие легко восстанавливается дополнительным окрашиванием. После печи получается матовый слой, но его можно полировать до получения глянца.

Назначение

Покрытия неметаллического происхождения обладают комплексом свойств, которые и определяют их применимость. К основным их качествам относится:

1. Диэлектрические свойства. Так как в составе нет проводящих компонентов, то это хороший способ сделать оборудование или технику безопасной с электрической точки зрения. Это актуально для тех случаев, когда части оборудования в определенных условиях могут оказаться под воздействием электрического тока.
2. Защита от влаги. Вода в сочетании с солями и прочими агрессивными компонентами является опасным разрушающим фактором для металлических деталей конструкции. Покрытия, не имеющие в составе металлических частиц, герметизируют изделие от внешней среды, но степень этой защиты зависит от качества нанесения. При традиционном окрашивании кистью или пистолетом всегда остаются зоны, куда не попала ЛКП. Там начинает развиваться коррозия, которая постепенно распространяется по всему изделию.
3. Привлекательный внешний вид. Нанесением красок металлоконструкциям и отдельным изделиям придают нужный цвет для соответствия определенным дизайнерским требованиям и сочетания с другими элементами конструкции.
4. Защита от механических повреждений. Некоторые виды неметаллических покрытий обладают высокой твердостью, что обеспечивает износостойкость. Такими свойствами славятся порошковые краски, затвердевающие в специальных печах при температуре более 200 градусов.

Защита металлических деталей неметаллическими покрытиями является важным этапом в производстве качественной продукции, так как железо критично к влаге и биологическим веществам. Оно легко поддается коррозии и в сильно запущенных ситуациях разрушается с нарушением общей целостности конструкции. Сформированная пленка пусть не обладает устойчивостью к механическим повреждениям, но зато она легко восстанавливается и с ее помощью можно создавать красивые композиции.