Почему на порошковом покрытии шагрень — апельсиновая корка?

Слой слишком толстый (от 120 мкм) или температура оплавления недостаточна: порошок не успел разровняться до гелеобразования. Снизить толщину нанесения до 60–80 мкм, поднять температуру камеры или ускорить посадку детали в разогретую зону.

Откуда кратеры на порошковом покрытии?

Масло или силикон на поверхности детали, либо несовместимость нескольких порошков в камере. При нагреве загрязнение испаряется и разрывает ещё мягкую плёнку. Проверить обезжиривание и аэродинамику камеры: остатки одного цвета не должны лежать рядом с другим.

Проколы на литых деталях — как избавиться?

Литьё (особенно под давлением) содержит микропоры с захваченным воздухом или смазкой. При нагреве газ выходит через ещё жидкую плёнку. Решение: дегазация детали в печи без порошка при 200–220 °C на 20–30 мин перед напылением. Подробнее — статья про алюминий и литьё.

Почему в углах детали порошок не ложится?

Фарадеева клетка: электрическое поле не проникает в острые внутренние углы, порошок оседает на выступающих кромках. Снизить напряжение заряда до 30–40 кВ, подойти пистолетом ближе к углу, использовать дополнительный электрод или обдув.

Наплывы и подтёки на порошковом покрытии — причина?

Толщина слоя выше 150 мкм: при оплавлении расплав стекает под собственным весом. Контролировать толщину мокрым гребешком после напыления, до посадки в камеру.

Как устранить включения (ворс, пыль) в покрытии?

Источники: осыпающаяся минвата с потолка камеры, ворс от малярных перчаток, пыль в рабочей зоне. Камеру протереть перед сменой цвета, минвату заменить жёстким теплоизолятором или закрыть стекловатой в фольге, работать в нитриловых перчатках.

Что такое газовыделение при покраске оцинкованного металла?

При нагреве цинкового слоя выше 190–200 °C из него выходят водород и водяной пар. Если покрытие уже гелеобразовало — газ не может выйти наружу и образует пузыри или кратеры. Оцинковку красить при 180 °C с коротким временем или использовать порошок с низкой температурой отверждения.

Главная / Дефекты

Дефекты поверхности порошкового покрытия: шагрень, апельсиновая корка, кратеры, проколы

Короткий ответ

Если покрытие отслаивается — это другой класс проблем, см. статью про отслаивание и слабую адгезию. Здесь — дефекты поверхности: шагрень, кратеры, проколы, наплывы, непрокрас в углах, включения. Каждый диагностируется по внешнему виду и лечится своим способом.

На одном заводе порошок держится — но выглядит как апельсин. На другом гладкая плёнка, и вдруг на литой детали россыпь кратеров. Это разные дефекты с разными причинами. Ниже — атлас: как выглядит, откуда берётся, что менять.

Дефекты поверхности порошкового покрытия: шагрень, кратеры, проколы — fig.01 — слева шагрень (толстый слой), по центру кратеры (загрязнение), справа проколы от газовыделения на литье

01 / шагреньАпельсиновая корка и шагрень

Покрытие после камеры матово-бугристое: поверхность напоминает кожуру апельсина или тиснёную кожу. Под рукой ощущается как мелкая рябь. Глянцевые порошки дают её заметнее, матовые скрадывают — но и на матовых она видна на свету.

Причин несколько, и они складываются.

Слишком толстый слой. При толщине от 120 мкм расплавленный порошок не успевает разровняться до начала гелеобразования. Мишень для большинства порошков — 60–80 мкм. Проверить: мокрый толщиномер (гребешок) сразу после напыления, до загрузки в камеру.

Недостаточная температура или скорость нагрева. Порошок начинает гелеобразовывать, не успев растечься. Либо деталь попала в зону с холодным воздухом у дверцы. Режим оплавления для большинства стандартных порошков — 180–200 °C по металлу, выдержка от 15 мин с момента прогрева. Подробнее: правильная температура и время полимеризации.

Слабый разряд при напылении. Недозаряженные частицы плохо притягиваются к металлу, укладываются рыхло и неравномерно — шагрень усиливается. Проверить напряжение и ток пистолета по паспорту.

Состав порошка. Некоторые партии изначально дают рябь — это заводской дефект или намеренная текстура. Если шагрень появилась после смены партии порошка при прежнем режиме — причина в материале.

Шагрень была всегда, как убрать?

Шаг первый: замерить толщину гребешком, снизить до 60–75 мкм. Если не помогло — поднять температуру камеры на 5–10 °C и сравнить пробную деталь. Если и это не даёт результата — менять партию порошка или пробовать другую рецептуру с лучшим leveling-агентом.

02 / кратерыКратеры и воронки на поверхности

Одиночные или групповые выбоины с ровным краем: дно кратера гладкое, стенки — с чёткой границей. При вскрытии кратера острым предметом — под ним пустота или гладкий металл. Это не прокол изнутри (см. ниже), а дефект на поверхности.

Масло или силикон на детали. Жировое пятно не даёт порошку прилечь: при нагреве оно растекается под плёнкой, центр вздувается и лопается. Остаётся кратер с жирным дном. Проверка: протереть белую ветошь ацетоном по подозрительному месту.

Несовместимость порошков. Силиконовые добавки из другого порошка (осевшие в камере) попадают на деталь и дают кратерообразующий эффект. Особенно актуально при смене цвета без продувки камеры. Решение: перед каждой сменой цвета продуть камеру сжатым воздухом, протереть стенки.

Влага. Конденсат или влага в сжатом воздухе разрывает плёнку снизу. Проверить влагоотделитель и осушитель компрессора: напылить воздух на белый лист — нет пятен = нет масла и влаги.

Кратеры появились внезапно, хотя месяц всё было нормально?

Первое, что проверяют: сменился порошок или партия? В новой партии мог оказаться другой состав добавок. Второе — состояние компрессора и влагоотделителя. Третье — не было ли в камере покраски с силиконовым порошком перед этим.

03 / проколыПроколы и газовыделение на литье и оцинковке

Мелкие точечные отверстия по всей поверхности или сосредоточенные в одних зонах. В отличие от кратеров — проколы идут насквозь через плёнку, дно острое. Чаще всего встречаются на литых деталях (алюминиевое литьё под давлением, цинковое литьё) и на оцинкованном металле.

Механизм. Микропоры литья захватывают воздух, смазку пресс-формы, влагу при хранении. При нагреве газ расширяется и выходит через плёнку, пока она ещё мягкая. Если плёнка уже успела загелеобразовать — газ застрял и образует пузырь. Если не успела — получается прокол.

Оцинковка. При нагреве выше 190–200 °C из цинка выделяется водяной пар и водород. Решение: использовать порошок с температурой отверждения 160–170 °C или держать режим строго у нижней границы — 180 °C, 15 мин. Подробнее: полимеризация алюминия, оцинковки и литья.

Дегазация. Литые детали перед напылением прогреть в камере без порошка при 200–220 °C на 20–30 мин. Большая часть газа и влаги из пор выйдет. После охлаждения — напылять и красить штатно. Это убирает 80–90% проколов на практике.

Литьё под давлением

Детали из алюминия, отлитые под давлением, почти всегда дают проколы без дегазации. Производитель литья может уменьшить пористость технологией, но это дороже. Дегазация в собственной камере дешевле и стабильнее по результату.

04 / наплывыНаплывы и подтёки

Полосы или капли вдоль вертикальных поверхностей, утолщения по нижнему краю детали. Видны невооружённым взглядом после камеры. Покрытие держится, но выглядит неопрятно и имеет неравномерную толщину.

Причина. Толщина слоя выше 150–160 мкм: расплавленный порошок при этой вязкости стекает под собственным весом, прежде чем успевает сгелеобразовать. Критичнее всего на горизонтальных выступах и нижних кромках.

Контроль. Мокрый гребешок-толщиномер сразу после напыления: поставить зубцы на деталь перпендикулярно поверхности, снять. Зубец, который смочился порошком, показывает толщину. Цель до 100 мкм, оптимум 60–80 мкм.

При многопроходном напылении (несколько операторов или автомат с перекрытием) зоны наплывов предсказуемы: это места перекрытия проходов. Настроить перекрытие или снизить дозу материала за проход.

На горизонтальных деталях наплывы снизу — как избежать?

Деталь переориентировать или напылять снизу меньше. Либо использовать ускоренный нагрев: деталь уже в разогретой зоне гелеобразует быстрее, чем расплав успеет стечь. Проверить, что вентиляция камеры не сдувает порошок до гелеобразования — см. статью про вентилятор и неравномерный нагрев.

05 / фарадеева клеткаНепрокрас во внутренних углах

На внешних гранях и плоскостях покрытие ровное, но внутри углов, в пазах, в трубных торцах — голый металл или тонкий нестабильный слой. Граница чёткая: в 10–15 мм от угла порошок есть, в самом углу нет.

Физика. Электрическое поле концентрируется на выступах и краях детали, в вогнутые зоны не заходит. Заряженные частицы летят по силовым линиям поля — в угол попасть не могут. Это фарадеева клетка.

Варианты устранения. Снизить напряжение заряда с рабочих 60–80 кВ до 30–40 кВ — поле слабее, частицы меньше отклоняются от угла. Подойти пистолетом ближе к углу, напылять направленно. Использовать «мягкий» или трибостатический пистолет — он заряжает трением, поле нет, частицы летят по инерции и попадают в угол. Специальный угловой электрод на пистолете разворачивает поле внутрь.

Фарадеева клетка — только у сложных деталей?

Нет. Даже простой профиль П-сечения или короб со швом дают эффект. Критичный признак: угол острее 90° и глубина паза больше 20 мм при ширине меньше 15 мм. Чем глубже и уже — тем сильнее эффект.

06 / включенияСор, ворс, пылинки в покрытии

На готовом покрытии видны точки, крупинки или нити, выступающие над поверхностью. Под лупой — чужеродный материал, вплавленный в плёнку. Покрытие вокруг включения нормальное.

Осыпающаяся теплоизоляция камеры. Самая частая причина в самодельных камерах — минеральная вата открыта. При нагреве и потоках воздуха волокна падают на деталь и запекаются. Решение: зашить внутренние стенки камеры оцинкованным листом или фольгой. Минвату прятать за обшивку, ничего открытого над рабочей зоной.

Пыль в цехе. Если напыление и камера рядом с шлифовкой, сваркой, механообработкой — металлическая пыль оседает на деталь. Разделить зоны физически или накрывать детали перед посадкой в камеру.

Ворс с перчаток. Тканевые перчатки при переноске детали после напыления сбрасывают ворс. Заменить на нитриловые или тонкие латексные.

Остатки порошка в камере. При смене цвета старый порошок с потолка и стен попадает в новую партию. Продуть камеру, пропылесосить, протереть стенки влажной тряпкой — после каждой смены цвета.

Как проверить, откуда идут включения?

Напылить деталь, потом накрыть её листом бумаги до загрузки в камеру. Если включения остались — источник в самом порошке или при напылении. Если исчезли — источник в камере (сор падает при нагреве). Это делит задачу на две независимые части.

07 / сводная таблицаДефект — причина — что менять

Дефект	Главная причина	Что менять
Шагрень / апельсиновая корка	Толщина >120 мкм, низкая T или плохой разряд	Снизить слой до 60–80 мкм, поднять T, проверить пистолет
Кратеры	Масло/силикон, несовместимость порошков	Обезжиривание, продуть камеру, проверить компрессор
Проколы на литье	Газ из пор литья при нагреве	Дегазация при 200–220 °C, 20–30 мин
Проколы на оцинковке	Газовыделение цинка при T >190 °C	Порошок с T отверждения 160–170 °C или строго 180 °C
Наплывы	Толщина >150 мкм	Контроль гребешком, снизить дозу, ускорить нагрев
Непрокрас в углах (фарадеева клетка)	Электрическое поле не заходит в вогнутые зоны	Снизить кВ до 30–40, трибо-пистолет, угловой электрод
Включения (сор, ворс)	Открытая минвата, пыль, тканевые перчатки	Обшить стенки, разделить зоны, нитриловые перчатки