Teräksen kemialliset ja mekaaniset esikäsittelyt Juha Kilpinen
Sisältö Fosfatointi esikäsittelynä Rautafosfatointi Sinkkifosfatointi Korvaavat esikäsittelyt Terästyön viimeistely Suihkupuhdistus
Fosfatointi esikäsittelynä Fosfatointi parantaa sekä maalikalvon tarttuvuutta että maalatun pinnan korroosiokestävyyttä. Fosfatoitaviksi soveltuvat rauta- teräs- ja sinkkipinnat sekä alumiinipinnat. Fosfatoinnissa metallin pinnalle muodostuu ohut kiteinen metallifosfaattikalvo. Yleisimmät menetelmät ovat rauta- ja sinkkifosfatointi. Maalattavan kappaleen sijoituspaikasta riippuu, kumpi valitaan.
Fosfatointi esikäsittelynä Fosfatoitavien pintojen tulee olla puhtaita pinnoilta tulee poistaa rasvat, öljyt, lika ja erilaiset metallioksidit kuten hehku- tai valssihilse, kuona ja ruoste. Fosfatointi tapahtuu joko upottamalla tai suihkuttamalla. Fosfatointia käytetään pääasiassa kylmävalssatuille ohutlevytuotteille. Fosfatointikylpyjä tulee valvoa vähintään päivittäin ja valvonnasta tulee pitää päiväkirjaa. 4
Rautafosfatointi Rautafosfatointia käytetään lähinnä sisäkäyttöön tulevissa laitteissa. Fosfatoitaessa lievästi öljyisiä, ruosteettomia, kylmävalssatusta teräksestä tehtyjä tuotteita ei yleensä tarvita erillistä rasvanpoistovaihetta Rautafosfatointia käytetään teräkselle, sinkille ja alumiinille. Sinkillä ja alumiinilla se toimii lähinnä pesuna. Teräkseen seostetut kromi ja wolframi sekä korkea hiilipitoisuus häiritsevät fosfaattikerroksen muodostumista Jos käsiteltävät kappaleet ovat hyvin likaisia, tulee ne pestä ennen fosfatointikäsittelyä 5
Rautafosfatointi Rautafosfatointi sisältää vähintään seuraavat vaiheet: 1. Yhdistetty puhdistus/fosfatointikylpy 2. Vesihuuhtelu 3. Huuhtelu ionivapaalla vedellä 6
Rautafosfatointi Kylpyjen valvonta Jotta rautafosfatointilinja tuottaa siltä odotettua esikäsittelyä, tulee linjaa valvoa ja kylpyjen parametreja mitata vähintään päivittäin ja mittauksista tulee pitää päiväkirjaa. Fosfatointikylvystä tulee mitata: lämpötila (usein 50 60 ºC) ph (3,5 6) kokonaishappoluku (3,5 7) ruiskutuspaine (1,2 1,6 bar) Huuhteluista tulee mitata: lämpötila (40 60 ºC) paine (0,8 1,2 bar) viimeisestä huuhtelusta myös johtokyky Kuivaus lämpötila (110 150 ºC) 7
Rautafosfatointi Rautafosfatoidun teräksen väri vaihtelee kellertävästä iridisoivasta tummaan punertavaan siniseen < 0,2 g/m² sininen 0,2 0,6 g/m² siniharmaan kirjava 0,6 1,0 g/m² yhtenäisen harmaa Pintaruoste tai hailakka väri kielivät toimimattomasta fosfatoinnista Valumajäljet ripustuskoukuista tai härmäinen pinta saattavat johtua likaisesta huuhtelusta 8
Sinkkifosfatointi Kemiallisista esikäsittelyistä paras maalauspohja teräkselle saadaan sinkkifosfatoimalla. Sinkkifosfatointia käytetään yleisesti esimerkiksi ajoneuvoteollisuudessa ja yleensä tuotteissa, jotka on tarkoitettu ulkokäyttöön Sinkkifosfatointilinjassa on aina erillinen pesu Sinkkifosfatointia voidaan käyttää teräkselle, sinkille ja alumiinille 9
Sinkkifosfatointi Sinkkifosfatoinnissa on vähintään seuraavat vaiheet: 1.rasvanpoisto, voi sisältää myös aktivointiaineen 2.huuhtelut 3.Sinkkifosfatointi 4.huuhtelut 5.(passivointi) 6.kuivaus 10
Sinkkifosfatointi Kylpyjen valvonta Sinkkifosfatointilinjassa tulee valvoa mm. seuraavia parametreja: Alkalinen pesu: lämpötila, ph Huuhtelut: lämpötila, johtokyky Fosfatointikylpy: lämpötila, vapaahappo, kokonaishappo, nitriittipiste, sinkkipitoisuus Huuhtelut: lämpötila, johtokyky Kuivaus: lämpötila 11
Sinkkifosfatointi Sinkkifosfatoinnissa muodostuvan pinnoitteen paksuus on 2 4,5 g/m². Sinkkifosfatoitu pinta on harmaa. Sinkkifosfatoinnissa altaaseen muodostuu sakkaa, joka pitää aikaajoin poistaa. 12
Korvaavat esikäsittelyt Markkinoille on tullut silaani- ja zirkoniumkäsittelyitä korvaamaan rauta- ja sinkkifosfatointeja. käsittelyitä vertailtaessa on hyvä varmistaa, että testitulokset ovat täysin vertailukelpoisia. Käsittelyitä on eritasoisia yksinkertaisimmat vastaavat rautafosfatointia ja vaativimmat sinkkifosfatointia Bonderite CC 40 Kylvyn kontrollointi: ph (4,8 5,5) Zr -pitoisuuden mittaus (fotometri) Huuhtelut: - Johtokyky 13
Korvaavat esikäsittelyt Bonderite NT-1 Vaatii huolellisen puhdistuksen ennen käsittelyä Laadullisesti asettuu sinkkifosfatoinnin ja rautafosfatoinnin väliin Prosessin valvonta: Puhdistuksen ph ja lämpötila huuhteluiden johtokyky (alle 200 µs) NT-1 kylvyn ph (3,8 5,5) ja fotometrillä Zr-pitoisuus (0,15-0,25) 26.10.2015 14
Terästyön viimeistely ISO 8501-3 Esikäsittelyasteiden riippuvuus: Esikäsittelyaste P1 P2 P3 Rasitusluokka C1 ja C2 C3 ja C4 C5-I ja C5-M 15
Teräksen ruostumisasteet ja esikäsittelyasteet ennen pinnan maalaamista suojamaaliyhdistelmillä Standardi SFS ISO 8501-1 Teräksen ruostumisasteet A, B, C, D Teräsrakenteisiin tulisi käyttää vain ruostumisasteessa A, B ja C olevia teräksiä Ruostumisasteessa D oleva teräs ei sovellu koneenrakentamiseen. Esikäsittelyasteet Teräsharjausasteet St 2 ja St 3 Suihkupuhdistusasteet Sa1, Sa2, Sa2½ ja Sa3. 16
Puhallusprofiili Hieno Shot karkeus 25 40 µm (Ry5) Grit karkeus 25 60 µm (Ry5) Maalin kuivakalvonpaksuuksille alle 100 µm Karhea Shot karkeus 75 100 µm (Ry5) Grit karkeus 90 150 µm (Ry5) Käytetään esimerkiksi liuotteettomille epoksipinnoitteille Keskikarhea Maalin kuivakalvonpaksuuksille yli 100 µm Shot karkeus 40 75 µm (Ry5) Grit karkeus 60 90 µm (Ry5) suositeltu EN ISO 12944-5 Vaatimus suurimalle osalle NORSOK - maalausjärjestelmistä Vaikea saavuttaa luonnonhiekalla
Kemiallisen esikäsittelyn ja suihkupuhdistuksen vertailu Suihkupuhdistus Kemiallinen esikäsittely + poistaa valssihilseen + poistaa vanhat maalit ym. + ainoa menetelmä EN ISO 12944 - vain paksulle teräkselle + soveltuu myös ohuille teräslevyille + helppo automatisoida - tarvitaan esikäsittelylinja - osa käsittelyistä ei sovellu massiivisille kappaleille - ei poista valssihilsettä
KUUMASINKITYN TERÄKSEN ESIKÄSITTELY PSK 2702 Kuumasinkittyjen teräsrakenteiden hankinta ja maalaus. käyttösuositus prosessiteollisuudelle Terästyön laatuasteen tulee olla maalattavissa kappaleissa standardin SFS 8145 kohdan 04 mukainen Maalattavaksi tarkoitettua pintaa ei saa jäähdyttää vedellä kuumasinkityksen jälkeen 26.3.2015 19
KUUMASINKITYN TERÄKSEN ESIKÄSITTELY PSK 2702: Sinkityn pinnan puhdistuksella on ratkaiseva merkitys maalikalvon kiinnipysymiselle. Kuumasinkityn teräksen pinnalla on aina sinkin korroosiotuotteita ja muita ympäristöstä tulleita epäpuhtauksia. Korroosiotuotteet ovat sinkin värisiä ja siten vaikeasti havaittavia. Ne täytyy aina poistaa huolellisesti. 26.3.2015 20
KUUMASINKITYN TERÄKSEN ESIKÄSITTELY SFS-EN ISO 12944-4 Pintatyypit ja Pinnan esikäsittely. Pyyhkäisysuihkupuhdistus: Pyyhkäisysuihkupuhdistuksessa puhdistetaan tai karhennetaan pinnoitteita ainoastaan niiden pinnalta tai poistaa pintakerros niin, että pinnoitteeseen ei synny kuoppia eikä sitä poisteta alustaan saakka. Tavallisesti pyyhkäisysuihkupuhdistuksessa käytetään alhaista ilmanpainetta ja hienojakoista särmikästä raetta. 26.3.2015 21
KUUMASINKITYN TERÄKSEN ESIKÄSITTELY Teräsrakenteiden CE -merkintä SFS-EN 1090-2: "Jos sinkitty teräsrakenne maalataan, pinnan puhdistus vaatii erityistä huomiota. Pinnat tulee puhdistaa ja mahdollisesti käsitellä sopivalla peittausmaalilla tai standardin EN ISO 12944-4 mukaisella pyyhkäisysuihkupuhdistuksella standardin EN ISO 8503-2 mukaiseen pinnan karheuteen "hieno". Esikäsittely tulee tarkastaa ennen maalausta" Kuumasinkitys suoritetaan standardin EN ISO 1461 mukaisesti 26.3.2015 22
KUUMASINKITYN TERÄKSEN ESIKÄSITTELY PSK 2702: Uudet ja ilmastoituneet kuumasinkityt pinnat pyyhkäisysuihkupuhdistetaan (SaS) varovasti kauttaaltaan hyväksyttävällä puhdistusrakeella käyttämällä alennettua painetta. Suihkupuhdistukseen ei saa käyttää teräsrakeita, kupari- tai nikkeli-kuonaa. Suihkupuhdistuskulma 30 60º ja etäisyys pinnasta 0,3 1 m. Maalattava sinkkipinta karhennetaan kauttaaltaan niin, että sinkkipinnoite ei pääse kuitenkaan irtoamaan. 26.3.2015 23
Suihkupuhdistus 4 vuotta Bohus-Malmössä Suihkupuhdistus Sa 2½ Eri valmistajien kromaattivapaita alkydipohjamaaleja
Rasvanpoisto 4 vuotta Bohus-Malmössä Rasvanpoisto liuottimella Eri valmistajien kromaattivapaita alkydipohjamaaleja
Kiitos!