Формирование покрытия
После нанесения изделие со слоем порошковой краски направляется на стадию формирования покрытия, включающую процессы оплавления слоя порошковой краски с получением пленки, ее отверждения и заключительного охлаждения.

Для оплавления, образования пленки и отверждения покрытия используются печи самого различного типа: тупиковые и проходные, с электрообогревом и обогревом топочными газами, горизонтальные и вертикальные, одно- и многоходовые. Главное требование к ним для обеспечения качества покрытия — способность равномерно прогреть изделие с порошковой краской при заданной для данной порошковой краски температуре в течение определенного времени, достаточного для отверждения порошковой краски. Для тупиковых печей большое значение имеет также скорость подъема температуры. Этим требованиям в наибольшей степени отвечают печи с рециркуляцией воздуха. Производители порошковой краски в сопровождающей техдокументации указывают, как правило, несколько возможных режимов отверждения, обеспечивающих гарантированное качество покрытия для каждого конкретного материала. Наиболее распространенные порошковые краски отверждаются при температуре 180—200°С с точностью поддержания в объеме и во времени в пределах не более ±5°С, в течение 15—30 мин. Необходимо подчеркнуть, что под температурой отверждения подразумевается температура поверхности окрашиваемого изделия, а не температура в печи.

При нагреве в печи изделия со слоем заряженной порошковой краски (которая удерживается на поверхности силой электрического притяжения) до 90—110°С частицы порошковой краски расплавляются, сливаясь в непрерывную пленку вязкого расплава, смачивающего поверхность изделия. При этом воздух, находившийся в слое порошковой краски, вытесняется. Однако часть воздуха остается в пленке, создавая поры, ухудшающие защитные и механические характеристики конечного покрытия.

Наилучшие условия для создания пленки с минимумом воздушных пор — окраска изделий, нагретых до температуры выше температуры плавления порошковой краски, и нанесение тонких слоев покрытия. В обычной практике слой порошковой краски наносят при нормальной температуре изделия.
При дальнейшем нагреве и прогреве изделия расплав порошковой краски проникает в микронеровности поверхности, обеспечивая достаточную адгезию покрытия, и отверждается.

На этом этапе отверждения обеспечивается получение покрытия с заданными характеристиками: внешний вид (уровень глянца, структура), адгезия, механическая прочность, твердость, защитные свойства и др.

Очень важно понимать, что эти характеристики только тогда будут соответствовать заданным, когда режимы отверждения соответствуют рекомендуемым (нелишне еще раз напомнить, что температура отверждения — это температура на поверхности изделия при формировании покрытия). На практике при окраске массивных металлических деталей, температура поверхности которых поднимается значительно медленнее, чем у тонкостенных изделий и не соответствует показаниям прибора, замеряющего температуру в печи, покрытие не успевает полностью отвердиться, отчего снижаются механическая прочность пленки и адгезия. В этом случае применяют предварительный нагрев изделий или увеличивают время отверждения с учетом необходимости достижения поверхностью температуры отверждения.

Из предлагаемых фирмой-производителем порошковой краски режимов отверждения лучше выбирать более “мягкий”, то есть производить отверждение при более низких температурах в течение более длительного времени. Такой режим уменьшает возможность получения таких дефектов, как шагрень, потеки и повышает механические свойства покрытия.

Аналогично приходится учитывать время прогрева, если при загрузке изделий в печь допускается значительное падение температуры, например из-за слишком большой суммарной массы подвесок с изделиями при малой мощности обогрева.

Наряду с массой изделий следует также учитывать физические свойства (теплопроводность, теплоемкость) материала, из которого изготовлена окрашиваемая деталь. В совокупности эти два свойства влияют на время получения необходимой температуры на поверхности изделия. В процессе формирования пленки покрытия выявляются неоднородности нанесенного слоя порошковой краски, обусловленные либо заданными заранее характеристиками ( например, структура поверхности — "апельсиновая корка", "антик" и пр.), либо загрязнениями, внесенными при изготовлении порошковой краски или на стадии нанесения (соринки, кратеры, проколы, крапинки другого цвета и т.п.).

Состояние поверхности и материала изделия также влияют на появление дефектов: остатки масляной пленки при плохом обезжиривании дают участки покрытия с плохой адгезией; остатки химикатов, плохо отмытые после подготовки поверхности, капельки влаги из воздуха или на поверхности, плохо высушенной после промывки, могут проявляться в виде проколов, местного изменения цвета; раковины в литых изделиях, глухие отверстия или глубокие щели в местах соединений отдельных частей изделия могут вызвать, при выходе из них нагревающегося воздуха или газов термодеструкции оставшегося от подготовки поверхности вещества, образование пузырей, мест с большим количеством пор, отслоений и т.п..

Места с недостаточным слоем нанесенной порошковой краски проявляются в виде так называемого непрокраса.

При малой вязкости расплава порошковой краски и недостаточно быстром отверждении пленки образуются потеки по нижней кромке окрашиваемой поверхности, у отверстий и выступов. При слишком высокой вязкости расплава, при размерах частиц, превышающих среднюю толщину образующейся пленки, при малой разнице температур плавления порошковой краски и начала отверждения, при чрезмерной толщине слоя поверхность покрытия приобретает вид шагрени.

Кратеры образуются в местах включений с низким поверхностным натяжением расплава пленки, например, из-за попадания микрокапель масла из сжатого воздуха или примеси другой, более легкоплавкой порошковой краски и смолы в результате плохой зачистки установки нанесения и нарушений технологического процесса при изготовлении порошковой краски.

В структурированные порошковой краски, в "антики" специально вносятся распределенные по массе порошковой краски добавки, создающие в период отверждении участки пленки с пониженным поверхностным натяжением. После (утверждения изделие с еще горячей, иногда сохраняющей пластичность и липкость поверхности пленкой покрытия требует охлаждения для повышения твердости и во избежание повреждений при съеме с подвесок и упаковке. На конвеерных линиях нанесения с непрерывным движением изделий предусматриваются, как правило, участки охлаждения за счет удлинения конвейерной цепи после выхода из печи до места съема, или специальные камеры охлаждения, в ряде установок являющиеся частью печи отверждения.

Нужно иметь в виду, что до полного охлаждения изделия с покрытием последнее может быть повреждено при механическом воздействии или загрязнено при наличии в атмосфере помещения или охлаждающем воздухе пыли.

В принципе дать какие-либо всеобъемлющие рекомендации по формированию покрытия невозможно. В каждом конкретном случае необходимо подбирать режимы, учитывая вид порошковой краски и окрашиваемого изделия, тип печи и ее эксплуатационные показатели.

Каждому работнику установок окраски порошковыми красками следует помнить, что согласно статистике наибольший процент дефектов покрытия объясняется недостаточно хорошей организацией работы установок нанесения, несоблюдением порой элементарных требований (например, чистоты помещения, отсутствия в нем пылевыделений, в том числе и от других производств), всестороннего учета характеристик как оборудования, так и данной порошковой краски и окрашиваемых изделий при настройке работы установки и выборе режимов ее работы.

Стоимость работы и времени, затраченных на наладку, окупается за счет исключения брака и повышения качества покрытия, важного для выигрыша в конкуренции с другими фирмами.

Содержание помещения и оборудования в чистом состоянии — это еще и здоровье работающих и их безопасность.