Нанесение порошковых покрытий

«Основы электротехнологий.
Электротехнологические процессы и
аппараты»
Электронно-ионные технологии (технологии
на основе коронного разряда)
Физические основы и техническая
реализация
3. НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ
ПОЛЕ:
- Электроокраска
- Нанесение порошковых покрытий
3.1. Электроокраска
Преимущества при окраске в электрическом поле по
сравнению с пневматической окраской:
1) уменьшение потерь краски до 5-20% вместо 50-70%;
2) уменьшение загрязнений окружающей среды;
3) повышение адгезии покрытия к поверхности изделия.
2
3.1. Электроокраска
ВН
1
2
1 – сопло распылителя;
2 – капля краски;
3 – струйка краски;
4  мелкие капли после
дробления струйки;
5  изделие
3
5
4
3
3.1. Электроокраска
На процесс распыления оказывают
наибольшее влияние:
- напряженность поля в непосредственной
близости от распылителя,
- свойства жидкости (поверхностное
натяжение, проводимость, вязкость),
- расход жидкости, то есть скорость ее
поступления в зону распыления.
4
Конструкции электроокрасочных распылителей
ВН
ВН
1
ВН
1
3
1
а)
а) лотковый;
б)
б) центробежный;
2
в)
в) электропневматический
Подача: 1  краски; 2  воздуха; 3  коронирующий электрод.
5
3.2. Нанесение порошковых покрытий
Стадии процесса нанесения порошковых
полимерных материалов в электрическом поле :
1. Зарядка частиц порошка.
2. Перенос частиц потоками воздуха к напыляемому
изделию.
3. Осаждение частиц под действием электрического поля
на поверхность изделия.
4. Оплавление слоя порошка в электропечах с
образованием сплошного полимерного покрытия на
поверхности изделия.
6
3.2. Нанесение порошковых покрытий
Достоинства метода:
1) 100% использование не осевшего на изделие порошка и
повторное его применение;
2) незначительное количество растворителей в материале
краски (не более 5%) по сравнению с жидкими красками (до
50%) - существенно меньшее загрязнение окружающей среды
газовыми выбросами;
3) получение покрытий с уникальными свойствами
(фторопласт, полиамид, полиуретан);
4) получение толстых покрытий (до нескольких миллиметров)
на изделиях сложной формы (для изоляционных конструкций и
в химической промышленности).
7
3.2. Нанесение порошковых покрытий
Зарядка частиц:
- ионная зарядка  осаждение ионов из объема газа с полем
коронного разряда,
- статическая электризация  обмен зарядами между
частицами и между частицами и элементами конструкции
распылителя при контакте между ними.
Устройства для нанесения порошковых
полимерных покрытий в электрическом поле:
1. С помощью распылителей
2. С помощью камер с электрическим кипящим
слоем
8
Нанесение покрытия с помощью распылителя
2
3
1
4
1 – распылитель,
2 - загрузочный бункер,
3 - заземленное изделие,
4 – игла.
9
Зарядное устройство распылителя с
внутренней зарядкой
3
ВН
воздух
порошок+
+воздух
воздух
1
2
1 - коронирующая игла,
2 - пористый заземленный электрод,
3 - диэлектрическая трубка.
10
Трибоэлектрические распылители
Зарядные устройства трибоэлектрических
распылителей должны удовлетворять следующим
условиям:
1. Обеспечивать многократные и эффективные соударения
частиц порошка с трибоэлектризующим элементом.
2. Производить снятие поверхностного заряда с
трибоэлектризующего элемента;
3. Обеспечивать стабильность процесса трибозарядки.
11
Камеры с электрическим кипящим слоем
1
4
3
Воздух
2
1 – изделие,
3 - порошковый материал,
2 - пористая перегородка,
4 – высоковольтный электрод.
12
3.2. Нанесение порошковых покрытий
Плотность потока массы порошка
F m
(S  t )
где m  масса порошка, осевшего на поверхность изделия,
S – площадь изделия; t  время напыления.
Время возникновения обратной короны
40 сл j 0, 68 при J  125 мкА/м 2
tок  
72 сл j 0,8 при J  125 мкА/м 2
J - [мкА/м2], t – [сек].
13
3.2. Нанесение порошковых покрытий
Зависимость тока (I) и
плотности потока осаждающихся на изделие частиц
наносимого порошка (F)
от времени напыления (t)
F
I
F0
Ik
tок
t
tок
t
14
3.2. Нанесение порошковых покрытий
Плотность потока массы порошка
F  F0 exp
 t  t ок 

F0  плотность потока массы до возникновения обратной
короны,
= 1,2 tок  эквивалентная постоянная времени.

Толщина качественного оплавленного покрытия
hопл 

1,47  Fo  tok

- плотность материала порошка
15