Защита автомобилей от коррозии

Фосфатированноя поверхность, обработанная водной эмульсией масла или покрытая парафином, уменьшает силы трения. Хорошую сопротивляемость фреттинг-коррозии оказывают пары сталь-полиамиды или полихлорвинилы, действенным средством могут стать резиновые прокладки. Наконец, уменьшить повреждения от фреттинг-коррозии можно, повышая твердость одной детали. При увеличении твердости стали уменьшается взаимное внедрение, что снижает интенсивность изнашивания, а кроме того, продукты износа меньше по размерам и их абразивное действие слабее.

Закалка и азотирование полезны, а хромирование не предотвращает и не уменьшает повреждения из-за высокой твердости окисла хрома.

Коррозия рабочих поверхностей деталей у неработающих двигателей снижает износостойкость пар трения по следующим причинам:

у неработающих пар ухудшается качество поверхности и после пуска двигателя снова начинается приработка;

продукты коррозии действуют как абразив;

срабатывание продуктов коррозии, происходящее за малое время, сопряжено с быстрым изменением линейных размеров детали в неблагоприятную сторону.

11.Корозионно-механическое изнашивание в сопряженных деталях автомобильных двигателях (АД)

Коррозия металла в той или иной среде может происходить независимо от того, имеется трение или нет. Совместное действие коррозии, нагружения и механического изнашивания усиливает интенсивность разрушения поверхностей деталей. Однако, встречаются случаи, когда коррозия становится активной только благодаря трению в сопряженных деталях.

Поршневые кольца, цилиндровые гильзы АД, изготовленные из литейных чугунов, при наличии электролита образуют гальванические пары как друг с другом, так и между структурными составляющими чугуна - перлитом и графитом, а внутри перлита между цементитом и ферритом. Кроме того, вследствие неравномерности температуры образуются анодные участки в областях с более высокой температурой, точно такой же анодный участок появляется и в областях с более интенсивным облучением (теплопередачей).

Сжигание в дизелях топлив с повышенным содержанием серы увеличивает интенсивность изнашивания поршневых колец и гильз цилиндров в 3-4 и более раз. Сера, сгорая, образует с водяными парами продуктов сгорания серную кислоту. Некоторого снижения интенсивности изнашивания можно достигнуть повышением температуры стенок за счет регулирования количества охлаждающей жидкости (вечный компромисс во всем - эффективные показатели работы двигателя и износ цилиндро-поршневой группы (ЦПГ)).

Кардинальным решением снижения интенсивности изнашивания является нейтрализация выпавшей на стенках цилиндра кислоты с помощью щелочных добавок в смазочное масло, но применение некоторых видов цилиндровых масел сопровождается повышением корродирующей способности картерного масла по отношению к антифрикционному металлу подшипников скольжения вследствие попадания в картер отработавших газов.

Коррозионный фактор может стать составной частью процесса изнашивания ДВС, независимо от рабочего процесса в них. Так, при сгорании бензовоздушной смеси помимо водяных паров, образуется окись и двуокись углерода, небольшое количество окислов серы из органических сернистых соединений в составе топлива, окись азота в очень малом количестве и азот. В итоге взаимодействия с водяными парами эти продукты образуют следующие кислоты:

- угольную;

- сернистую;

- серную;

- азотистую;

- азотную;

- соляную, которые в основном выносятся из цилиндров с отработавшими газами.

При пониженной температуре стенок цилиндра кислоты легко конденсируются, повышая интенсивность изнашивания стенок и поршневых колец, коррозию поршня, бобышек и поршневого пальца. Испытания двигателя без регулирования температуры в системе охлаждения и такого же двигателя с термостатом показали, что износ деталей второго двигателя составлял 25-30% износа первого.

На поверхностях трения зеркала цилиндров ДВС может и не наблюдаться каких-либо специфических признаков коррозионно-механического изнашивания, поверхности трения могут иметь блеск и малую шероховатость.

12.Лакокрасочные материалы

Нанесение лакокрасочных покрытий является наиболее универсальным и широко применяемым способом защиты автомобилей от коррозии. В легковом автомобиле окрашиваются наружные и внутренние поверхности кузова, детали двигателя, шасси, трансмиссий и др. В современных моделях автомобилей окраске подлежат также отдельные элементы кузова, изготавливаемые из пластмасс,- облицовка и решетка радиатора, бамперы, различные детали интерьера и экстерьера. Окраска кузова автомобиля, несмотря на сложность, высокую трудоемкость и значительную стоимость, является единственным видом защитного покрытия, позволяющим удовлетворить разнообразные эстетические требования к цвету, блеску и другим декоративным эффектам в сочетании с высокой устойчивостью в атмосферных условиях.

Защитно-декоративные свойства и долговечность лакокрасочного покрытия определяются как свойствами самих лакокрасочных материалов, так и, в неменьшей степени, способом подготовки поверхности перед окраской и применяемой технологией окраски. Технология окраски кузовов на автомобильных заводах, как правило, включает следующие основные операции:

- обезжиривание;

- фосфатирование;

- первичное грунтование методом электрофореза (анафореза или актафореза);

- сушка;

- нанесение вторичной грунтовки методом электростатического или пневматического распыления;

- сушка;

- нанесение эмали определенного цвета;

- сушка.

Окраска деталей двигателя, шасси и трансмиссий производится обычно в один слой по обезжиренной и фосфатированной поверхности. Применяемые для окраски материалы можно условно разделить на основные и вспомогательные. Вспомогательные материалы предназначены для подготовки поверхности перед окраской, разведения ЛКМ до рабочей вязкости, ускорения сушки покрытия. К ним относятся растворители и разбавители, обезжиривающие и фосфатирующие составы, катализаторы и др. К основным материалам относятся грунтовки, шпаклевки и эмали, которые и образуют покрытие.

Лакокрасочные материалы делятся на грунтовки, шпатлевочные мастики, шпатлевки и эмалевые краски (эмали).

Грунтовками называются слои краски, накладываемые непосредственно на поверхность металла и характеризующиеся хорошей адгезией с металлом и последующими слоями эмали. Грунтовочные покрытия должны быть устойчивы к действию растворителей и других компонентов, содержащихся в моющих средствах. Кроме того, они должны быть устойчивы к действию высоких температур во время сушки последующих слоев покрытия,

которая выполняется в камерах и не размягчается при нанесении декоративных слоев эмали.

Широко используются нитроцеллюлозные, алкидные и реактивные поливиниловые грунтовки. Они содержат противокоррозионные пигменты, преимущественно хромат цинка, свинцовый сурик или цинк. Так как грунтовки включают обычно большое количество неорганического пигмента, они не дают блеска и после высыхания образуют матовую поверхность, имеющую хорошую адгезию последующих слоев краски.

Грунтовочное покрытие может быть получено в результате испарения растворителя при нормальной температуре или в результате химической реакции. Образование покрытия происходит в камере при температуре 20°С для нитроцеллюлозных 80°С - синтетических и 120°С для алкидно-меламиновых грунтовок. В любом случае грунтовочное покрытие должно иметь после высыхания хорошую устойчивость к действию последующих слоев покрытия и в особенности к содержащимся в них растворителям. Обычно толщина грунтовочных покрытий составляет 10--20 мкм при одноразовом распылении или нанесении окунанием. В практике используется двукратное или смешанное грунтование, при котором наносится один слой грунтовки, а затем на него напыляется другой тип грунтовки, что дает слой толщиной 25--40 мкм.

Шпатлевочными мастиками (замазками) называют лакокрасочные материалы пасто или тестообразной консистенции, содержащие минеральный наполнитель в связующем или отвердитель, если мастика химического отверждения.

Шпатлевочные замазки применяются для выравнивания панелей кузова перед нанесением промежуточного слоя краски. Накладывают их в несколько слоев шпателем, который применяется для равномерного разравнивания тонких слоев мастики. Следует отметить, что шпатлевочные замазки отличаются от герметизирующих мастик тем, что они применяются для выравнивания поверхностей и подвергаются шлифованию.

Шпатлевки - это материалы жидкой консистенции для выравнивания неровностей на кузове. После их распыления они создают толстое покрытие, которое подвергается мокрому шлифованию. Шпатлевки бывают распыляемые, обыкновенные и грунт-шпатлевки. Последние можно наносить распылением непосредственно на металл, так как они содержат противокоррозионные пигменты.

Шпатлевки, как правило, наносятся перед окраской распылением на загрунтованные поверхности металла или на слой отшлифованной шпатлевочной замазки. После высыхания слой шпатлевки шлифуется до получения ровной и гладкой поверхности. Иногда в целях выравнивания металла шпатлевка наносится на тщательно отшлифованную поверхность старого лакокрасочного покрытия, которое должно быть восстановлено.

Грунт-шпатлевки наносятся непосредственно на металл с целью создания основы при восстановлении лакокрасочного покрытия или защиты металла панелей от коррозии во время хранения, транспортировки и сборки.

Процесс сушки слоя шпатлевки протекает либо в естественных условиях, либо при повышенной до 80°С температуре. В качестве связующего вещества, которое входит в состав шпатлевки, могут быть нитроцеллюлозная, алкидная, эпоксидная, полиэфирная или полиуретановая смола.

Шпатлевки наносятся толщиной 30 - 40 мкм распылением через сопло диаметром 1,2 - 1,5 мм после разбавления до соответствующей вязкости. Полученный слой обладает очень хорошими покрывными свойствами ввиду содержания значительного количества наполнителя "и имеет матовый цвет.

После нанесения шпатлевки распылением поверхность подвергается сухому или мокрому шлифованию шкуркой № 220-- 400. Более грубая шкурка применяется реже. Обычно необходимая шероховатость поверхности под окраску получается при шлифовании шкуркой № 360, а при нанесении акриловых эмалей применяется шкурка № 400--500.

Лаки, эмали и краски для наружных покрытий создают слой с хорошей устойчивостью к действию внешних атмосферных факторов и имеют хорошую адгезию с грунтовками и шпатлевками.

Лаки - это материалы для наружных слоев покрытия, представляющие собой раствор пленкообразующего вещества в органическом растворителе, которые после нанесения дают прозрачный слой. Примером может служить бесцветный нитро- целлюлозный лак.

Эмали - это материалы, применяемые для наружной окраски автомобиля и дающие непрозрачное цветное покрытие. Эмали представляют собой раствор пленкообразующих смол, пигментов, декоративных и модифицирующих присадок в органических растворителях. Примером могут быть нитроцеллюлозные эмали.

Краски - это также материалы для наружной окраски автомобиля, которые представляют собой раствор вяжущих красящих веществ, преимущественно содержащих высыхающие масла, пигментов и неорганических наполнителей. Краски употребляются для противокоррозионной защиты кузова в то время, как лаки и эмали предназначаются для защитно-декоративного окрашивания.

Покрытия, полученные из эмалей и лаков, должны отличаться хорошим блеском без полирования.

13.Способы применения лакокрасочных материалов

Специфика ремонтных кузовных работ вызывает потребность в использовании дополнительных (по сравнению автозаводами) материалов и оборудования, необходимых дл качественного нанесения лакокрасочных покрытий.

Виды лакокрасочных покрытий. После устранении коррозионных повреждений все кузова подлежат окраске.

Как уже было сказано, по назначению лакокрасочные покрытия бывают противокоррозионными и защитно-декоративными. Противокоррозионное окрашивание заключается в нанесении лакокрасочных материалов на металл для защиты от коррозии в период эксплуатации автомобиля без учета требований декоративной отделки. При этом на слой противокоррозионной грунтовки наносится толстое покрытие, устойчивое к действию водных растворов, но не имеющее декоративных качеств.

Защитно-декоративное окрашивание обеспечивает внешнюю декоративную отделку кузова и одновременно его противокоррозионную защиту.

На автозаводах эти два вида работ объединены. Во время ремонта автомобиля каждый вид окрашивания выполняется самостоятельно, так как автомобиль находится в собранном состоянии и степень повреждения каждого покрытия различна. В зависимости от глубины повреждения коррозией существуют различные технологии защитно-декоративного и противокоррозионного окрашивания.

Защитно-декоративная окраска кузовов после ремонта бывает трех видов:

- без снятия прочного частично поврежденного старого лакокрасочного покрытия;

- после полного снятия старого лакокрасочного покрытия до металлического основания;

- окраска кузова или его частей (крыша, багажник) эмалью другого цвета с сохранением заводской окраски и без выполнения шпатлевочных работ.

Противокоррозионная окраска кузовов производится: со снятием старого лакокрасочного покрытия до металла отдельных элементов кузова или после замены этих частей новыми панелями, которые чаще всего покрыты грунтовкой (крылья, капот, двери и др.) :

- в местах нарушения лакокрасочного покрытия, например, на краях желоба крыши;

-внутри багажника, в подкапотном пространстве, в нижней части салона и т. п.;.

- под крыльями, в нижней части кузова со стороны шасси.

Нанесение грунтовки необходимо для получения нужной адгезионной способности верхнего слоя. Грунтовка наносится тонким слоем. Грунтовочные слои не требуют шлифования. Однако для удаления мелких вкраплений в грунтовке покрытие следует слегка обработать шлифовальной щеткой. Реактивные грунтовки, содержащие фосфорную кислоту, рекомендуются для покрытия деталей, изготовленных из алюминия и стали. Эффективны двухкомпонентные грунтовки, которые приготовляются непосредственно перед употреблением. Реактивные грунтовки не следует шлифовать шкуркой мокрым способом, так как они неводостойки.

Шпатлевание поверхности может выполняться распылением и шпателями. Пневматическое распыление шпатлевки применяется для выравнивания мелких царапин и получения соответствующей толщины покрытия. При этом шпатлевка наносится, как правило, двумя слоями, обычно толщиной около 50 мкм. Нанесение одного толстого слоя нежелательно, так как увеличивается время сушки, затрудняется шлифование и образуются отслаивания на всем покрытии.

Шпатлевочные пасты наносятся с помощью шпателя для заполнения глубоких неровностей и царапин в отдельных местах кузова. При этом можно покрывать как металлическую поверхность, так и грунтовочный слой. Шпатлевка наносится тонким слоем, так как толстый слой плохо высыхает и вызывает появление неровностей. Если необходимо, шпатлевка накладывается несколько раз и каждый слой сушится.

14.Растворители, разбавители, разжижители и смывки

Для очистки поверхности металлических изделий перед окраской, применяют растворители. В качестве растворителей используются различные органические соединения, а также вода. Органические растворители бывают однокомпонентные или многокомпонентные (смеси однокомпонентных растворителей), называемые составными растворителями, разбавителями или разжижителями. Однокомпонентные растворители представляют собой индивидуальные химические соединения или узкие фракции перегонки нефти, каменного угля и природных смол.

К ним относятся:

- ацетон;

- бензин - растворитель (уайт-спирит);

- нефрас-С4;

- ксилол;

- сольвент (каменно-угольный или нефтяной);

- толуол (каменно-угольный или нефтяной);

- скипидар;

- трихлорэтилен;

- изопропиловый спирт.

Органические растворители - это подвижные летучие однородные, прозрачные и чаще всего бесцветные жидкости с характерным запахом. Они имеют низкую температуру вспышки, что обуславливает их высокую пожароопасность. Почти все органические растворители относятся к классу легковоспламеняющихся жидкостей и образуют взрывоопасные смеси с воздухом. К составным растворителям относятся:

- разбавитель РКБ - 1;

- разбавитель Р - 7;

- разбавитель Р - 40;

- разбавитель Р-197;

- разжижитель Р-60;

- разжижитель Р-5;

- разжижитель Р-6;

- растворитель Р-4;

- растворитель Р-10;

- растворитель РС - 1;

- растворитель РС-2;

- растворитель РЭ-11;

- растворитель № 645;

- растворитель № 646;

- растворитель № 647;

- растворитель № 648;

- растворитель № 649;

- растворитель № 650;

- растворитель РКЧ;

- растворитель РФГ-1.

С использованием растворителей изготавливают смывки - специальные составы, предназначенные для удаления старых ЛКП. Смывки содержат следующие компоненты: активные растворители, загустители, замедлители испарения, разрыхлители, эмульгаторы, ингибиторы коррозии и специальные добавки. К ним относятся:

- СП-7;

- СП-6;

- СПС;

- СД (СП);

- АФТ-1;

- автосмывка старой краски.

15.Обезжиривающие составы

Обезжиривание поверхности изделий перед окраской заключается в удалении с поверхности консервационных и технологических масел, смазок, шлифовально-полировочных составов, различных загрязнений. Для обезжиривания применяются органические растворители, щелочные или кислые водные моющие составы, эмульсионные составы.

Органические растворители хорошо удаляют загрязнения органического характера, растворяя их полностью или частично.

Щелочные водные моющие составы хорошо очищают от загрязнений как органического, так и неорганического характера, однако малоэффективны для удаления шлифовально-полировочных составов, загустевших масел и смазок.

Кислые водные моющие составы характеризуются более низкой моющей способностью, чем щелочные, однако обладают способностью удалять с поверхности металла оксидные пленки.

16.Фосфатирующие составы

Фосфатирование поверхности металла перед окраской позволяет обеспечить необходимый уровень защитных свойств ЛКП - повышает адгезию покрытия к металлу и существенно тормозит развитие подпленочной коррозии. Фосфатирование производят обработкой поверхности водными растворами, содержащими фосфорные соли металлов т различные добавки, играющие роль активаторов процесса фосфатирования, ингибиторов коррозии, загустителей и наполнителей.

При фосфатировании происходит химическое взаимодействие поверхности металла с компонентами фосфатирующего раствора, в результате которого на поверхности образуется химически связанный слой нерастворимых фосфатов.

Фосфатный слой под окраску должен быть достаточно плотным, мелкокристаллическим с определенной пористостью и небольшой массой - от 1,5 до 5 г/м2. Свойства фосфатного слоя и его химический состав определяются применяемым раствором фосфатирования и способом его нанесения.

Для фосфатирования применяются растворы на основе солей цинка (цинкофосфатные), железа (железофосфатные), марганца (марганец - железофосфатные), а также их смеси. Обработка поверхности фосфатирующим раствором в заводских условиях производится окунанием или распылением. В ремонтной технологии применяются также облив и нанесение кистью или тампоном.

Растворы фосфатирования готовят с использованием концентратов фосфатирования и отдельных химических веществ. В РФ выпускаются фосфатирующие концентраты КФ-1 и КФ-12, а также препараты для холодного фосфатирования «Фосфакор», «Цинкарь» и др.

КФ-1 представляет собой концентрированный раствор фосфата цинка, нитрата цинка и фосфорной кислоты.

Фосфатирующий концентрат КФ-12 отличается от КФ-1 содержанием солей цинка и наличием солей никеля, улучшающих структуру фосфатного покрытия.

Фосфакор - это готовый к применению раствор соли «Мажеф» (смеси монофасфатов марганца и железа), нитрата цинка и катализатора фосфатирования.

Существуют следующие типы фосфатного покрытия:

- цинк-фосфатное (КФ-1, едкий натр, нитрат или нитрит натрия) или (монофосфат цинка, нитрит натрия, фосфорная кислота);

- железо-фосфатное (монофосфат натрия, молибдат аммония, танин);

- цинкбарий-фосфатное (монофосфат цинка, нитрат цинка, нитрат бария);

- марганец-железоцинковое - «Фосфакор».

Для стабилизации процесса фосфатирования и получения плотного мелкокристаллического слоя фосфата оптимальной массы в заводской технологии применяют активатор фосфатирования АФ-1 (смесь титанатов и фосфатов натрия). АФ-1 вводят в количестве 4-10 г/л в щелочные моющие растворы на последней стадии обезжиривания перед окраской.

Для повышения коррозионной стойкости фосфатное покрытие может подвергаться хроматной обработке в растворе хромового ангидрида. Концентрация раствора 5-100 мг/л, температура - 40о С.

17.Основные лакокрасочные материалы (ЛКМ)

В автомобилестроении применяют ЛКМ следующих видов: лаки, грунтовки, шпатлевки и краски (в том числе эмали).

Лаки - это растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях или в воде. Они служат для получения прозрачных покрытий или нанесения поверхностного слоя по слою эмали для увеличения блеска покрытия.

Грунтовки, шпатлевки и краски представляют собой суспензии пигментов и наполнителей в лаках или олифах. Они могут содержать также специальные добавки - пластификаторы, сиккативы, отвердители, стабилизаторы и эмульгаторы.

Пленкообразующие вещества - это основные компоненты любого ЛКМ. После высыхания нанесенного слоя они создают на окрашиваемой поверхности прочно сцепленное с подложкой покрытие, обладающее определенными механическими и физико-химическими свойствами. Большинство пленкообразующих веществ - это олигомеры, способные к реакциям поликонденсации или полимеризации.

К поликонденсационным пленкообразующим веществам относятся алкидные (глифталиевые или пентафталиевые) и другие полиэфирные смолы, фенолоформальдегидные, эпоксидные и полиуретановые смолы.

К полимеризационным пленкообразующим веществам относятся смолы на основе винилхлорида, акрилатов и метакрилатов.

В качестве пленкообразующих веществ используются также природные смолы (канифоль, асфальты, битумы и пеки), эфиры целлюлозы (нитрат, ацетат и ацетобутират целлюлозы, этилцеллюлоза) и окисленные масла (льняное, тунговое, таловое и др.), называемые олифами.

Олифы на воздухе окисляются и полимеризуются до твердого состояния. Для ускорения полимеризации в олифы добавляют катализаторы - сиккативы (свинцовое, марганцевое или кобальтовое мыла).

Краски, изготовленные на лаках называют эмалевыми красками или эмалями, а изготовленные на олифе - масляными красками.

ЛКМ могут наносится на окрашиваемые поверхности различными способами: пневматическое распылении, окунание, облив, нанесение кистью. Наиболее экономичным способом нанесения ЛКМ, особенно для сложнопрофилированных изделий, является электроосаждение на катоде или аноде из водоразбавляемых материалов - метод электрофореза. Благодаря высокой проникающей и рассеивающей способности водных растворов ЛКМ метод электрофореза позволяет наносить тонкий равномерный слой как на наружные, так и на внутренние поверхности изделия.

ЛКМ делятся на группы в зависимости от входящих в их состав основных пленкообразователей и по преимущественному назначению. Условные обозначения групп ЛКМ по типу пленкообразователя:

- на основе поликонденсационных смол: алкидноуретановые (АУ), глифталевые (ГФ), пентафталевые (ПФ), меламиноалкидные (МЛ), мочевинные (МЧ), фенольные (ФЛ), эпоксидные (ЭП) и т.д.;

- на основе полимеризационных смол: масляно-и алкидностирольные (МС), поливинилацетальные (ВЛ), перхлорвиниловые (ХВ), сополимерно-акриловые (АС) и т.д.;

- на основе природных смол: масляные (МА), битумные (БТ), канифольные (КФ), янтарные (ЯН), шеллачные (ШЛ);

- на основе эфиров целлюлозы: нитроцеллюлозные (НЦ), ацетилцеллюлозные (АЦ), этилцеллюлозные (ЭЦ).

Для ЛКМ, обладающих специфическими свойствами, перед приведенными условными обозначениями ставят индексы: В - водоразбавляемые, Э - эмульсионные, П - порошковые.

Условные обозначения групп ЛКМ по назначению делятся на:

- атмосферостойкие - 1

- ограниченно атмосферостойкие - 2

- водостойкие - 4

- специальные - 5

- маслобензостойкие - 6

- химически стойкие - 7

- термостойкие - 8

- электроизоляционные - 9

- грунтовки - 0

- шпатлевки - 00.

Например: грунтовка В-МЛ - 0143 (водоразбавляемая «В», меламиноалкидная «МЛ», грунтовка «0», регистрационный номер «143»).

18.Грунтовки и шпатлевки

Грунтовки применяют для нанесения слоев, непосредственно прилегающих к окрашиваемым поверхностям. Грунтовочные покрытия служат подслоем для нанесения последующих слоев ЛКП, а также применяются в качестве самостоятельного защитного покрытия. Грунтовки должны обеспечивать прочную адгезию покрытия к металлу и его высокие защитные свойства. Это достигается сочетанием соответствующих пленкообразующих веществ со специальными пигментами - ингибиторами коррозии металла, введением в композицию различных поверхностно-активных веществ и других добавок.

Грунтовки для металлов подразделяют на несколько типов:

- пассивирующие грунтовки - содержат в своем составе на ряду с другими пигментами хроматы и фосфаты;

- фосфатирующие грунтовки - помимо пассивирующего действия, обеспечиваемого хроматными пигментами, фосфатируют металл вследствие присутствия фосфорной кислоты;

- протекторные грунтовки - содержат большое количество цинковой пыли, что обеспечивает катодную защиту металлов, особенно эффективную в морской воде;

- изолирующие грунтовки - содержат в качестве пигментов железный сурик и цинковые белила и защищают металл от проникновения влаги;

- грунтовки - преобразователи ржавчины - содержат фосфорную кислоту, вступающую в химическое взаимодействие с продуктами коррозии на поверхности металла и преобразующую их в подслой под ЛКП.

Перечень грунтовок, применяемых в автомобилестроении:

- В-КФ-093 (бывшая ФЛ- 093) - пассивирующая (для грунтования кузовов и кабин автомобилей);

- В-КЧ-0207 - пассивирующая (для грунтования кузовов, кабин, узлов и деталей автомобилей);

- В-МЛ-0143 - пассивирующая (для окрашивания для узлов и деталей автомобилей);

- ЭП-0228 - пассивирующая (для грунтования кузовов и кабин автомобилей по электрофорезному грунту и по металлу);

- ГФ-073 - пассивирующая (для грунтования отдельных участков кузовов автомобилей: прошлифованных, сопрягаемых деталей);

- ГФ-089 - пассивирующая (для окраски корданных валов и других деталей автомобилей);

- ГФ-018 - пассивирующая (для грунтования кузовов и кабин автомобилей по электрофорезному грунту и по металлу);

- ГФ-032 - пассивирующая (для грунтования деталей из стали, алюминиевых и магниевых сплавов, оцинкованных и кадмированных);

- ГФ-021 - изолирующая (для грунтования металлических и деревянных изделий);

- ФЛ-03К - пассивирующая (для грунтования поверхностей из черных металлов);

- ФЛ-03Ж - пассивирующая (для грунтования поверхностей из цветных металлов).

Шпатлевки для металлов подразделяют на несколько типов: МС-006, НЦ-007, НЦ-008, НЦ-009, ЭП-0010, ЭП-0020, ПФ-002, ПЭ-0044, ПЭ-0085.

Практически все эмали могут наноситься на окрашиваемую поверхность методом пневматического распыления. В промышленности при производстве автомобилей применяют также методы электростатического распыления, облива, электрофорезного окрашивания. Способы их нанесения указаны в ТУ на эмали.

Предъявляемые к эмалям требования определяются их конкретным назначением. Используемые для наружной окраски кузова легкового автомобиля отделочные эмали должны обеспечивать:

- высокий блеск покрытия;

- ровную поверхность без «шагрени»;

- чистый глубокий тон;

- атмосферостойкость.

От эмалей для однослойных покрытий не требуется таких высоких декоративных свойств, так как они должны только обеспечивать защиту детали от коррозии при эксплуатации автомобилей.

19.Оценка защитных свойств ЛКМ

Защитные свойства покрытий определяются изоляцией металлической поверхности от агрессивных агентов и пассивирующим или протекторным действиям компонентов ЛКМ в случае проникновения влаги через слой покрытия.

Современные методы оценки защитных свойств ЛКМ предусматривают испытания стальных образцов с покрытиями в камере солевого тумана (распыление 3-5% водного раствора хлорида натрия, 35оС), в 3 % - ном растворе хлорида натрия. В НТД указаны защитные свойства, определяемые названными методами, лишь для ограниченного числа ЛКМ. Как правило, защитные свойства нормируются для материалов, используемых в качестве грунтовок или однослойных самостоятельных защитных покрытий.

Защитные свойства некоторых ЛКМ:

- ГФ-018 (время до начала коррозии - 24 ч в 3 % - ном растворе хлорида натрия);

- ГФ-089 (время до начала коррозии - 96 ч в 5 % - ном растворе хлорида натрия);

- В-МЛ-0143 (время до начала коррозии - 240 ч в 5 % - ном растворе хлорида натрия);

- В-КЧ-0207 (время до начала коррозии - 275 ч в 5 % - ном растворе хлорида натрия).

Надежная изоляция металлической поверхности кузова от агрессивных агентов и абразивно-механическая стойкость комплексного ЛКП обеспечиваются его суммарной толщиной.

При окраске кузовов на автозаводах толщина слоев комплексных ЛКП составляет в мкм:

- электрофорезная грунтовка - 15-25;

- вторичная грунтовка - 35-45;

- эмаль - 30-40;

- суммарная толщина - 80-110.

При исправлении дефектов окраски с прошлифовкой грунтовочных слоев до стали допускается незначительное локальное уменьшение толщины покрытия с обеспечением необходимого уровня защитных свойств.

20.Мастики для защиты кузова

В процессе изготовления кузовов и кабин автомобилей применяют различные мастики и герметики. Наряду с решением специфических функциональных задач эти материалы позволяют существенно увеличить коррозионную стойкость автомобилей. Защита от коррозии кузовов автомобилей достигается при этом за счет уплотнения щелей и зазоров, препятствующего проникновению влаги, усилению защиты зон кузова, подверженных абразивно-механическому воздействию, дополнительной защиты острых кромок зафланцовок дверей, капотов, водосточных желобов и других элементов кузова.

Уплотняющие и изолирующие материалы, применяемые при изготовлении кузовов легковых автомобилей:

- мастика противошумная битумная БПМ-1 (для антикоррозионной и противошумной защиты днища кузова);

- пластизоль Д-11А (для антикоррозионной и противошумной защиты днища кузова);

- пластизоль Д-4А (для наружной герметизации сварных швов и фланцевых соединений после грунтования кузова);

- уплотнительная мастика ТУ 6-10-1132-76 (для внутренней герметизации швов кузова, свариваемых точечной сваркой);

- одноупаковочный эпоксидный клей УП-5-207 (для склеивания наружных и внутренних панелей дверей, капотов, крышек багажника по периметральной зафланцовке).

Уплотняющие и изолирующие материалы наносят на элементы кузова до поступления его на окраску или рослее грунтования. В процессе сушки грунтовок и эмалей мастики и клеи подвергаются термообработке, необходимой для их полимеризации.

В процессе эксплуатации автомобилей возникает необходимость восстановления заводского покрытия нижних наружных частей - днища, арок колес, лонжеронов, поперечин, порогов. Для ремонтных целей выпускается ряд мастик, не требующих высокотемпературной сушки, под общим названием автоантикоры. Как правило, они представляют собой композиции на основе битумов, наполнителей, пластификаторов и органических растворителей. Выпускаются также автоантикоры, в которых использованы в качестве компонентов эпоксидные смолы и отвердители.

Автоантикоры наносят на предварительно очищенную от грязи, ржавчины и старого отслоившегося покрытия поверхность кистью или распылением. Автоантикоры наносят в 2-4 слоя (суммарная толщина покрытия 0,7-1,2 мм) с межслойной сушкой на воздухе.

21.Противокоррозионные лакокрасочные покрытия на новых автомобилях

Основная часть кузовных деталей изготавливается штамповкой из листовой стали. Для защиты их и мест точечной сварки деталей от коррозии используются защитно-декоративные покрытия.

Обеспечение герметичности кузова при сварке панелей. Большая часть работ по герметизации кузова выполняется непосредственно перед его окраской. Однако в кузове имеются соединения, к которым затруднен доступ после сварки, поэтому герметизация стыков выполняется в процессе проведения сварочных работ. Герметизирующие пасты в этом случае наносятся перед сваркой, которая затем выполняется через слой пасты.

Такие пасты являются эффективным средством для внутренней герметизации швов и их защиты от коррозии. Кроме того, они увеличивают прочность шва. Эти пасты не содержат растворителей, обладают хорошей электропроводностью и отвердевают при температуре сварки так, что приобретают необходимую устойчивость к процессам обезжиривания и фосфатирования, следующим после сварки. Окончательное отвердение осуществляется в сушильных камерах после грунтования и окрашивания.

Расширительные пасты используются для герметизации внутренних стыков и зазоров, имеющих значительные размеры. Эти пасты содержат вещества, которые при повышении температуры выделяют газ, вспенивающий уплотнительную массу.

Защита кузовных панелей грунтовыми покрытиями, транспортировка и хранение. Узлы и детали из листовой стали могут транспортироваться в железнодорожных контейнерах после обезжиривания и соответствующей противокоррозионной защиты. Для этого применяется напыление летучего ингибитора коррозии или упаковка деталей в бумагу, пропитанную ингибитором. Однако это связано с дополнительными затратами, поэтому наиболее рациональным способом является защита поверхностей путем нанесения грунта.

Грунтовые покрытия могут наноситься пневматическим распылением, погружением или обливом, электрофорезом. Выбор технологии нанесения грунта определяется требованиями, предъявляемыми к декоративности покрытия. Так, например, методом распыления и электрофореза обеспечивается получение гладких покрытий, без потеков, которые пригодны для декоративного окрашивания.

Хранение и транспортировка узлов и деталей из листовой стали с нанесенным грунтовым покрытием должны осуществляться в определенных условиях. Особенно строги эти требования к грунтовым покрытиям, наносимым разбрызгиванием нефосфатных грунтов, так как остаются места, куда грунт не попадает. Во время нанесения грунта погружением происходит герметизация стыков самим покрытием. В случае воздействия атмосферных осадков в период хранения и транспортировки в эти щели влага не попадает, а если и попадает, то не вызывает коррозии металла, так как стыки защищены.

При хранении и транспортировке деталей на открытом воздухе влага, пыль и грязь накапливаются в закрытых полостях и внутренних частях, что приводит к интенсивной коррозии металла. Кроме того, транспортировка штампованных деталей по железной дороге на открытых платформах вызывает часто не только повреждение противокоррозионного покрытия, но и механические повреждения. В результате этого необходимо повторно проводить противокоррозионную защиту полученных деталей, а также устранять имеющиеся неровности поверхности. В связи с этим целесообразно хранить штампованные детали в закрытых помещениях, а транспортировать в закрытых железнодорожных контейнерах.

Герметизация сварных соединений кузова во время окраски. Наружная герметизация легкодоступных сварных швов выполняется после процессов фосфатирования и грунтования с использованием паст, содержащих пластификаторы и растворители. Широкое применение находят сухие полившшлхлоридные пасты и растворы (эмульсии) каучука или каучука с битумом.

Применяемые герметизирующие средства перед термической сушкой лакокрасочного покрытия должны иметь: достаточно низкую текучесть, обеспечивающую их сохранность на поверхности кузова во время его транспортировки и в сушильной камере; вязкость для того, чтобы за относительно короткое время нанести достаточный слой; возможность нанесения поверх них лакокрасочного покрытия.

После сушки окрашенных поверхностей герметизирующие средства должны: не иметь пор; быть устойчивыми при воздействии низких и высоких температур; иметь хорошую эластичность и стойкость к вибрации; минимальную склонность к старению, устойчивость к воздействию красок и растворителей, хорошую адгезию с основным металлом кузова, фосфатными покрытиями и грунтом; надежно защищать металл от коррозии.

Виниловые пластизоли, используемые для уплотнения швов во время окраски кузовов, представляют собой эмульсию зерен поливинилхлорида в пластификаторе. Ввиду того что пластизоли не обладают хорошей адгезией, они должны иметь наряду с различными наполнителями в своем составе добавку, улучшающую адгезию. Пластизоли наносятся пневматическим распылением или кистью.

Растворы каучука и битума применяются для герметизации внутренних поверхностей в том случае, когда из-за высокой температуры сушки нельзя применять пластизолевые пасты.

22.Окраска кузова и элементов автомобиля

Окраска автомобиля является важной частью технологического процесса изготовления и ремонта, позволяющей значительно повысить срок службы кузова. Выбор лакокрасочных материалов и способа их нанесения на поверхность кузова зависит от технических требований, предъявляемых к автомобилю. Кроме того, для окраски агрегатов, узлов и отдельных деталей автомобиля (двигателя, амортизаторов, подвесок, пружин и др.) применяются различные защитные материалы.

Лакокрасочные материалы. Применяемые в настоящее время материалы для окраски автомобилей можно разделить на следующие группы в зависимости от химического состава, назначения, способа разбавления краски и сушки покрытия, технологии нанесения и требуемых защитных или декоративных свойств покрытий.

По химическому составу лакокрасочные материалы делятся на:

- масляные суриковые краски, применяемые для грунтования;

- масляно-смоляные замазки для шпатлевания;

- алкидные синтетические эмалевые краски (далее эмали) для ремонтных работ;

- алкидно-меламиновые эмали горячей сушки, используемые для окраски новых автомобильных кузовов;

- нитроцеллю-лозные эмали холодной сушки для ремонтных работ;

- акриловые декоративные эмали для окраски кузовов легковых автомобилей;

- битумные противошумные мастики;

- хлоркаучуковые водостойкие эмали для окраски деталей шасси;

- полиэфирные замазки и наполнители для ремонтных работ;

- полиуретановые эмали для окраски автобусов и грузовиков;

- эпоксидные грунтовочные краски для ремонтных работ;

- силиконовые материалы, устойчивые к действию высоких температур.

По назначению лакокрасочные материалы подразделяются на:

- грунтовки, непосредственно наносимые на металл при любых окрасочных работах;

- грунт-шпатлевки, используемые для выравнивания мелких неровностей на металлических деталях;

- шпатлевки, наносимые распылением при выравнивании неглубоких неровностей;

- шпатлевочные наполнители, применяемые для выравнивания глубоких неровностей;

- эмали, придающие кузову автомобиля требуемый внешний вид;

- лаки, которые наносятся на последний слой лакокрасочного покрытия в тех случаях, когда требуется особо высокое качество отделки кузова;

- герметики и звукопоглощающие мастики, применяемые для уплотнения стыков, швов соединений и уменьшения вибраций элементов кузова;

- антикоррозионные мастики; клеи для склеивания элементов кузова, а также звукопоглощения; порошки, применяемые, как правило, для противокоррозионной защиты ободьев колес.

По способу разбавления лакокрасочные материалы делятся на:

- растворяемые, к которым относятся нитроцеллюлозные краски;

- водоразбавляемые грунтовки для электрофореза;

- эмульсионные шпатлевки и наполнители.

В зависимости от способа сушки покрытий лакокрасочные материалы делятся на:

- нитроцеллюлозные комбинированные эмали, высыхающие на воздухе (эмали холодной сушки);

- синтетические эмали, требующие сушки в камерах при температуре выше 65°С;

- алкидно-меламиновые эмали, сохнущие при температуре 80°С.

В зависимости от технологии нанесения на окрашиваемые поверхности лакокрасочные материалы подразделяются на:

- масляные грунтовочные сурики, наносимые кистью;

- нитроцеллюлозные эмали, используемые при пневматическом распылении;

- синтетические алкидные эмали, наносимые на поверхность гидродинамическим способом;

- алкидно-меламиновые эмали, применяемые при электростатическом напылении;

- акриловые эмали, требующие высокой температуры сушки;

- грунтовочные эпоксидные краски, наносимые путем погружения деталей в ванны с красителем;

- водорастворимые краски для грунтования поверхностей электрофорезом.

По декоративным и защитным свойствам лакокрасочные материалы делятся на:

- декоративные алкидно-меламиновые эмали горячей сушки;

- защитно-декоративные полиуретановые эмали;

- противокоррозионные битумные мастики;

- водостойкие хлоркаучуковые материалы;

- термостойкие силиконовые материалы.

Лакокрасочные покрытия в зависимости от назначения и требований, которые к ним предъявляются, делятся на следующие типы:

- однослойные покрытия без учета требований декоративности, наносимые на отливки- и поковки-полуфабрикаты;

- покрытия, не заполняющие неровности поверхности и применяемые для противокоррозионной защиты топливных баков, радиаторов, каркасов сидений, элементов тормозной системы и др.;

- покрытия, частично заполняющие неровности и используемые для окраски мостов, колес, амортизаторов, рулевых механизмов и тяг, корпусов фильтров и др.;

- однородные покрытия, хорошо заполняющие неровности и наносимые на внутренние поверхности буферов, на детали шасси, внутреннюю поверхность кабины грузовиков и др., покрытия с определенными декоративными свойствами для наружной окраски кабин грузовых автомобилей, внутренних частей капотов и дверей легковых автомобилей, внутренних поверхностей салона автобуса и др.;

- покрытия с высокими декоративными свойствами, применяемые для наружной окраски легковых автомобилей и автобусов, а также внутренних элементов кузова, требующих декоративной отделки.

Технологический процесс окраски кузовов. В автомобильной промышленности существует множество способов окраски кузовов. Выбор технологического процесса нанесения покрытия определяется требованиями, предъявляемыми к транспортному средству, свойствами лакокрасочного материала и условиями высыхания нанесенного слоя. Так, например, синтетические пентафталевые алкидные эмали холодной сушки применяются для восстановления покрытия и противокоррозионной защиты внутренних панелей автобуса, кабин грузовых автомобилей, мелких деталей.

Весьма современными лакокрасочными материалами являются полиуретановые химически отверждаемые эмали, которые применяются для окраски автомобилей, имеющих большие габаритные размеры (цистерны, пожарные и др.). Такие автомобили не могут быть окрашены с использованием эмалей горячей сушки ввиду отсутствия сушильного оборудования.

Полиуретановые эмали обеспечивают получение покрытий с хорошим блеском и большой твердостью, они меньше подвержены истиранию, загрязнению, изменению цвета и потере блеска. Декоративные и противокоррозионные свойства этих эмалей аналогичны покрытиям, получаемым окрашиванием синтетическими эмалями горячей сушки. Кроме того, полиуретановые покрытия являются более стойкими к действию слабых щелочных растворов.

Сушка является важным элементом технологического процесса окраски автомобиля. Качество покрытий улучшается при использовании эмалей, высыхающих при повышенной температуре в сушильных камерах. Все кузова легковых автомобилей и частично автобусов окрашиваются эмалями с последующей сушкой в камерах при температуре около 120°С. Значительная часть автобусов и кабины грузовых автомобилей окрашиваются эмалями, требующими температуры сушки около 80°С температуры окружающей среды.

Декоративность лакокрасочного покрытия улучшается по мере увеличения числа слоев краски и шпатлевки.

Противокоррозионная защита днища автомобиля. Во время движения автомобиля по загрязненной дороге из-за ударов камней и песка днище подвергается механическим повреждениям. Особенно часто повреждается лакокрасочное покрытие днища, которое предназначено для противокоррозионной защиты и герметизации_от проникновения влаги и солевых растворов. Кроме того, противокоррозионная защита днища уменьшает шум и вибрации узлов автомобиля.

Материалы для окраски днища автомобиля, используемые при пневматическом распылении, не должны образовывать тумана в процессе напыления, стекать при нанесении толстых слоев, а появившиеся потеки должны легко устраняться без повреждения покрытия. После высыхания или в гелеобразном состоянии покрытие должно иметь хорошую устойчивость к истиранию, низким и высоким температурам и старению.

Противокоррозионная защита днища обеспечивается комплексным покрытием, состоящим из фосфатного покрытия, электрофорезного основания, эпоксиэфирного покрытия и специальной битумной или пластизолевой поливиниловой массы. На некоторых автозаводах дополнительно покрывают кромки противоэрозионным синтетическим полиэфирным составом, обладающим большой устойчивостью против механического воздействия. Это покрытие наносится, в частности, на нижние кромки кузова, а также на наружные поверхности порогов автомобиля.

Так как кузова легковых автомобилей чаще всего несущие, на автозаводах производится дополнительная обработка низа автомобиля и элементов подвески после их монтажа. Для этого служат средства временной защиты, которые наносятся путем распыления на днище, и средства, вводимые в скрытые полости кузова. Эти покрытия усиливают защиту щелей, стыков и других уязвимых мест, дополняя лакокрасочное покрытие, но не заменяя его.

23.Гальванические покрытия

Гальванические покрытия наносятся на детали для их противокоррозионной защиты и для придания автомобилю требуемого внешнего вида.

В зависимости от назначения гальванические покрытия делятся на защитные, предохраняющие металлические детали от коррозии, и защитно-декоративные, которые наряду с защитными свойствами придают деталям хороший внешний вид.

Примером защитных покрытий, наносимых на стальные детали и не требующих декоративной отделки, являются цинковые и применяемые реже кадмиевые.

Защитно-декоративные покрытия бывают двухслойные (никель-хром) и трехслойные (медь-никель-хром). Они наносятся на изделия, изготовленные из стали, сплавов меди и цинка, а также синтетических материалов. Чаще всего эти покрытия используются для декоративной отделки внутренних деталей автомобиля, которые меньше всего подвержены коррозионному воздействию, деталей внешней отделки кузова (стеклоочистители, дверные ручки, молдинги и т. п.), которые подвержены коррозии в большей степени, а также для частей автомобиля, работающих в исключительно агрессивных коррозионных средах (буфера, колпаки колес, рамки фар и фонарей световой сигнализации).

24.Характеристика некоторых гальванических покрытий, используемых в автомобилестроении

В зависимости от механизма защиты металла основания гальванические металлопокрытия делятся на анодные и катодные.

Анодные покрытия имеют в определенных коррозионных средах более отрицательный электродный потенциал, чем потенциал защищаемого металла. В случае повреждения покрытия или при наличии в покрытии пор происходит разрушение электролитом не металла основания, а самого покрытия. Анодные покрытия защищают металл одинаково от механических и электрохимических повреждений.

Катодные металлические покрытия обладают в определенных коррозионных средах более положительным электродным потенциалом, чем потенциал металлической основы. Примером катодных покрытий для стальных деталей являются покрытия из никеля и меди. Катодные покрытия надежно защищают металлическую основу от коррозии только в случае, когда оно образуется непроницаемо, т. е. при отсутствии пор, трещин, отколов и отслоений. В случае обнажения металла основания в электролитической среде образуется гальванический элемент в котором металл покрытия является катодом, а металл основания - анодом. В результате электрохимической реакции металлическая основа, находящаяся в контакте с покрытием, растворяется, и изделие, находящееся под покрытием, подвергается разрушению.

Некачественно выполненные катодные покрытия вызывают в открытых местах сильную коррозию. Катодное покрытие защищает металл только механическим действием, являясь изолятором между защищаемой поверхностью и коррозионной средой. Защитное действие катодных покрытий резко снижается при уменьшении толщины слоя и наличии пор.

Защита металлических деталей цинковыми и кадмиевыми покрытиями. Защитные свойства цинковых и кадмиевых слоев, используемых в качестве анодных покрытий, улучшаются при увеличении толщины слоя. Интенсивность разрушения этих покрытий коррозией определяется видом покрытия, шероховатостью поверхности и качеством дополнительной обработки, выполняемой перед нанесением защитного слоя.

На практике широко используются цинковые покрытия, так как процесс их нанесения оправдан технически и экономически. Цинковые покрытия дешевле вследствие относительно низкой стоимости цинка и обладают хорошими антикоррозионными свойствами в большинстве коррозионных сред. Преимущества цинковых покрытий перед кадмиевыми особенно значительны в коррозионной среде, содержащей даже небольшое количество отработавших газов, в состав которых входят окислы серы.

Кадмиевые покрытия используются только тогда, когда имеется опасность непосредственного воздействия на защищаемые поверхности растворов солей и в случае скапливания влаги на этих поверхностях.

Цинковые покрытия наносятся толщиной 5 - 40 мкм, а кадмиевые - 5 - 25 мкм. Однако применение кадмиевых покрытий толщиной более 12 мкм, как правило, экономически невыгодно. К недостаткам кадмиевых покрытий по сравнению с цинковыми следует отнести их высокую стоимость, дефицитность и высокую токсичность кадмия.

Сейчас широко применяется хроматирование (пассивирование) всех оцинкованных и кадмированных деталей. Выполняется этот процесс сравнительно просто (детали погружаются в ванну с раствором на несколько секунд), но позволяет значительно повысить противокоррозионную стойкость этих покрытий и увеличить их прочность. В зависимости от раствора и параметров процесса хроматированные покрытия могут быть как бесцветными, так и цветными - голубыми, светло-желтыми, золотистыми, коричневыми, черными и др. Поэтому этот процесс можно иногда применять для декоративной отделки деталей.

Защитно-декоративные покрытия никель-хром и медь-никель-хром, применяемые для металлических деталей. Принимая во внимание особенности отдельных слоев, входящих в состав многослойного покрытия медь-никель-хром на стали, необходимо знать следующие основы процесса атмосферной коррозии этих покрытий:

- хром - металл наиболее коррозионностойкий, так как подвергается очень быстрой пассивации;

- слой никеля не гарантирует сохранения декоративного вида покрытия, так как он реагирует с загрязнениями коррозионной среды, вследствие чего на его поверхности образуются продукты коррозии;

...