Почему на литом алюминии после покраски точечные проколы и кратеры?

В порах литья сидит воздух, влага и смазка пресс-формы. При нагреве в полимеризации газ расширяется и выходит через ещё жидкую плёнку порошка, пузырь лопается и остаётся кратер или сквозной пинхол. Убирается предварительным обжигом детали при 190–215 °C на 30–45 мин до напыления.

При какой температуре и сколько прогревать литьё перед покраской?

Обжиг ведут на 10–20 °C выше температуры полимеризации порошка. Для литого алюминия при cure 180–200 °C это 190–215 °C, выдержка 30–45 мин. Для чугуна 205–216 °C, 45–50 мин. Для горячего цинка 205–230 °C, 45–60 мин. Максимум не выше 230–232 °C.

Обязательно ли обжигать литьё в отдельной печи?

Нет. Дегазацию делают в той же камере полимеризации без порошка. Разница только в режиме: обжиг горячее и дольше обычного цикла отверждения. Отдельная печь не нужна, нужна лишь свободная загрузка до напыления.

Что такое дегазирующий порошок и когда он нужен?

Это порошок с добавкой бензоина 0,3–0,5% формулы. Бензоин плавится в начале цикла и открывает микроканалы, через которые газ выходит не разрывая плёнку. Нужен, когда обжиг не полностью снимает проблему на очень пористом литье или горячем цинке.

Почему первый слой порошка надо класть тонким?

Первый лёгкий проход запечатывает поры по всей поверхности до набора рабочей толщины. Если сразу бить толстым слоем 120+ мкм, газу труднее пробиться и он копит давление под плёнкой. Практика: 2–3 тонких прохода вместо одного толстого.

Как понять, газит деталь или дефект от масла?

Кратеры от масла имеют жирное гладкое дно и разбросаны у пятен загрязнения. Газовые пинхолы идут насквозь, дно острое, они группируются на пористых зонах литья и по кромкам. Если после обезжиривания проколы остались, а деталь литая, причина в порах.

Оцинковку и горячий цинк тоже надо обжигать?

Да. Цинк газит при нагреве выше 190–200 °C: выходят водяной пар, водород и остатки флюса. Горячеоцинкованные детали обжигают 205–230 °C на 45–60 мин, зачищают лёгким пескоструем, потом красят. Иначе на покрытии вылезают пузыри и проколы.

Главная / Дегазация литья

Дегазация литья: прогрев перед порошковой покраской

Q: Нужно ли красить деталь сразу после обжига?

Деталь сначала остужают ниже 40 °C, иначе порошок оплавится на горячем металле до напыления. Но красить надо в течение примерно 2 минут после того, как деталь достали остывать в чистой зоне: остывшие поры быстро тянут влагу обратно из воздуха, и она снова газанёт при полимеризации.

Короткий ответ

Пинхолы и кратеры на литье это газ из пор металла, вышедший сквозь ещё жидкий порошок. Лечится обжигом голой детали в камере без порошка при температуре на 10–20 °C выше режима полимеризации: литой алюминий 190–215 °C, чугун 205–216 °C, горячий цинк 205–230 °C, выдержка 30–50 мин. Потом остудить ниже 40 °C и красить.

Деталь из литого алюминия под давлением обезжирена, отпескоструена, порошок лёг ровно. После камеры на поверхности россыпь точечных проколов, будто иглой натыкали. Смена порошка не помогает, обезжиривание не помогает. Проблема не в подготовке поверхности, а внутри металла: в порах литья сидит газ, и он выходит наружу уже под слоем краски.

Пинхолы и кратеры на порошковом покрытии литой алюминиевой детали, макро — fig.01 — точечные проколы и кратеры на литом алюминии: газ из пор прорвал плёнку до её застывания

01 / механизмОткуда берётся газ под плёнкой

Литьё пористое по природе. Когда расплав застывает в форме, внутри остаются микрополости с захваченным воздухом. К нему добавляется влага из хранения, масло и смазка пресс-формы, у песчаного литья ещё и остатки формовочной смеси. Всё это сидит в металле и до нагрева никак себя не проявляет.

В камере деталь и порошок нагреваются вместе. Порошок сначала расплавляется в жидкую плёнку, потом гелеобразует и отверждается. Пока плёнка жидкая, газ из пор расширяется и продавливает её снизу: получается пузырёк, который лопается на поверхности. Остаётся кратер с рваным краем или сквозной прокол, пинхол.

Если газ пошёл поздно, когда плёнка уже загелела и стала вязкой, пузырь не лопается, а застревает под покрытием. Тогда вместо прокола видно вздутие, блистер. Оба случая имеют одну причину: газ вышел не вовремя, уже после того как на детали появился порошок.

Почему обычная сталь так не газит, а литьё газит?

Холоднокатаная и деформированная сталь плотная, пор почти нет. Газу неоткуда взяться, поэтому такие детали красят без обжига. Пористые только литьё, чугун, цинковое литьё и горячеоцинкованный слой. Подробнее про разные металлы в камере: полимеризация алюминия, оцинковки и литья.

02 / порогКакое литьё газит: алюминий, чугун, ЦАМ, цинк

Не всё литьё одинаково опасно, но группа риска обширная.

Алюминий под давлением. Самый частый источник пинхолов. Плотная корка снаружи и пористая сердцевина, плюс смазка пресс-формы в порах. Почти всегда газит без обжига.

Песчаное литьё алюминия. Пористость более открытая, чем у литья под давлением, газ выходит легче, но и его больше. Обжиг нужен.

Чугун и серый чугун. Графитовые включения дают собственную пористость, к ним примешиваются масла от механообработки. Специалисты TIGER Drylac рекомендуют для железного литья обжиг 400–420 °F (около 204–216 °C) с выдержкой 45–50 мин, но не выше 450 °F (232 °C).

Цинковое литьё ЦАМ (Zamak). Литьё под давлением из цинкового сплава пористое так же, как алюминиевое, и газит по тому же механизму.

Горячий цинк и оцинковка. Отдельный случай. При нагреве выше 190–200 °C из цинкового слоя выходят водяной пар, водород и остатки флюса (хлорид цинка). Оцинковку обжигают 205–230 °C на 45–60 мин, потом снимают окисел лёгким пескоструем.

Как отличить газовый пинхол от кратера от масла

У кратера от масла или силикона дно жирное и гладкое, дефекты собраны у пятен загрязнения. Газовый пинхол идёт насквозь, дно острое, проколы группируются на пористых зонах и кромках. Если деталь литая и после чистого обезжиривания проколы остались, причина в порах. Разбор всех дефектов: атлас дефектов поверхности.

03 / обжигРежим дегазации: выше cure на 10–20 °C

Смысл дегазации простой: выгнать газ из пор ДО того, как на детали появился порошок. Для этого голую подготовленную деталь ставят в камеру без порошка и держат при температуре выше рабочего режима полимеризации.

Правило по температуре: греть на 10–20 °C выше температуры отверждения порошка. TIGER формулирует это как минимум +20 °C к Part Metal Temperature из паспорта краски. Если порошок отверждается при 180–200 °C, обжиг ведут при 190–215 °C. По железному литью практикой проверен bake-out при 210 °C с выдержкой 45 мин.

Выдержка зависит от массы и толщины стенки. Тонкое литьё дегазируется за 30 мин, массивные детали и чугун держат 45–50 мин. Смысл в том, чтобы весь металл прогрелся до цели и газ успел выйти, а не только поверхность. Температуру контролируют по металлу, не по воздуху камеры: пирометр или термопара на детали.

Полезный приём для очень пористых деталей: медленный выход на температуру, 15–20 мин на разогрев вместо резкого броска. При плавном нагреве газ выходит постепенно, а не залпом. Про сам режим печи: температура и время полимеризации.

Можно ли обжигать деталь в той же камере, где потом крашу?

Да, дегазацию делают в камере полимеризации без порошка, отдельная печь не нужна. Важно только освободить загрузку под голые детали и вести режим горячее обычного цикла. После обжига камеру не обязательно чистить, порошка в ней при обжиге не было.

04 / порядокПорядок операций: обжиг раньше подготовки

Частая ошибка: сначала отпескоструить и обезжирить, потом обжечь. При обжиге на поверхность из пор выходит масло и грязь, и чистая деталь снова пачкается. Правильная последовательность для литья другая.

Сначала грубая очистка от явной грязи и масла. Потом обжиг: газ и остатки смазки выходят из пор наружу. После обжига деталь остывает. Затем финишная подготовка: пескоструй и обезжиривание, которые снимают то, что вылезло при обжиге. И только потом напыление и полимеризация.

Шаг	Что делаем
1. Грубая очистка	Убрать явное масло, грязь, окалину
2. Обжиг (дегазация)	Камера без порошка, 10–20 °C выше cure, 30–50 мин
3. Остывание	Ниже 40 °C, в чистой зоне без пыли
4. Финишная подготовка	Пескоструй, обезжиривание: снять вышедшее из пор
5. Напыление	Тонкий первый проход, затем рабочая толщина
6. Полимеризация	Штатный режим порошка

Про финишную подготовку металла отдельно: пескоструй или химия. Обезжиривание после обжига не пропускать: масло из пор оседает тонкой плёнкой и само по себе даёт кратеры.

Литая деталь висит в раскалённой печи без порошка, идёт дегазация — fig.02 — обжиг голой детали в камере без порошка: газ выходит из пор заранее, а не под краской

05 / окноОкно 2 минуты и первый тонкий проход

После обжига деталь нельзя красить горячей: порошок оплавится на металле ещё до электростатики, ляжет комками. Деталь остужают ниже 40 °C. Но и тянуть с покраской нельзя.

Остывшие поры работают как губка и снова набирают влагу из воздуха цеха. За полчаса деталь может напитаться так, что при полимеризации газанёт заново, будто обжига не было. Практика: красить в течение примерно 2 минут после того, как деталь достали в чистую зону остывать. Чем короче пауза между остыванием и напылением, тем меньше шанс регазации.

Второй приём это техника напыления. Первый лёгкий проход порошком запечатывает поры по всей поверхности тонкой плёнкой. Дальше набирают рабочую толщину. Если сразу бить толстым слоем 120 мкм и выше, газу труднее пробиться, он копит давление и рвёт плёнку сильнее. Лучше 2–3 тонких прохода вместо одного толстого. Для пограничных случаев толщину поднимают всего на 20–30 мкм, не больше.

За сколько деталь набирает влагу обратно после обжига?

Заметная регазация возможна уже через 15–30 мин на воздухе, особенно во влажном цехе. Поэтому обжиг и покраску не разносят по дням. Если пришлось прервать процесс, деталь обжигают повторно перед напылением.

06 / порошкиДегазирующие порошки, когда обжига мало

Обжиг убирает большую часть газа, но на самом пористом литье и горячем цинке остаточное газовыделение может пробиваться. Тогда помогает сам порошок.

Дегазирующие порошки содержат добавку бензоина, обычно 0,3–0,5% формулы. Бензоин плавится в начале цикла отверждения и открывает микроканалы в плёнке: газ уходит сквозь них, не разрывая покрытие и не оставляя кратер. Такие порошки маркируют как OGF (outgassing-forgiving) или с дегазирующим аддитивом, который можно подмешать в обычный порошок на месте.

Порядок выбора инструмента такой. Сначала обжиг, он бесплатен и решает проблему в большинстве случаев. Если после правильного обжига пинхолы всё равно есть, берут дегазирующий порошок. Комбинация обжиг плюс OGF-порошок закрывает даже тяжёлое литьё под давлением и толстый горячий цинк.

Не гнаться за толщиной на литье

Толстый слой на пористой детали почти гарантирует проколы: газу труднее пробиться, давление растёт. Если заказчик хочет «потолще», это делают дегазированной деталью, дегазирующим порошком и в 2–3 прохода, а не одним толстым напылением. Про толщину: толщина покрытия и число слоёв.

Маляр напыляет тонкий первый слой порошка на тёплую литую деталь у открытой печи — fig.03 — красят в окне пары минут после остывания, первый проход тонкий, чтобы запечатать поры

07 / таблицаМатериал → риск газовыделения → режим дегазации

Сводка по типам металла. Температуру обжига считать от температуры отверждения конкретного порошка, значения ниже даны для типового cure 180–200 °C.

Материал	Риск газовыделения	Режим дегазации
Алюминий под давлением	Высокий	190–215 °C, 30–45 мин
Песчаное литьё алюминия	Высокий	200–215 °C, 30–45 мин
Чугун, серый чугун	Высокий	205–216 °C, 45–50 мин
Цинковое литьё ЦАМ (Zamak)	Высокий	200–215 °C, 30–45 мин
Горячий цинк, оцинковка	Высокий	205–230 °C, 45–60 мин
Сталь холоднокатаная	Низкий	Обжиг обычно не нужен
Кованая, деформированная сталь	Низкий	По необходимости

Если печь одна и деталей на дегазацию много, обжиг ставят отдельной загрузкой перед сменой, а покраску литья группируют сразу после остывания. Так поры не успевают набрать влагу, и весь цикл укладывается в один рабочий день.