Первый автосервисный журнал
Издается с 1997 года

«Экспертиза технического состояния и причины неисправностей автомобильной техники». Отрывок из книги. Глава 9

«Экспертиза технического состояния и причины неисправностей автомобильной техники». Отрывок  из книги. Глава 9

9. Экспертиза качества лакокрасочного покрытия

9.6. Исследование структуры лакокрасочного покрытия

Лакокрасочное покрытие кузова и других окрашенных частей автомобиля является комплексным, состоящим из нескольких слоев различных материалов. Под структурой лакокрасочного покрытия понимается количество и чередование слоев лакокрасочной системы. Определение структуры покрытия (количества и чередования слоев) может дать ответ о наличии или отсутствии всех слоев покрытия, которые должны быть нанесены при окрашивании детали, а также выявить дополнительные слои покрытия, которые наносятся при устранении повреждений и дефектов.

Основными вариантами лакокрасочного покрытия кузова автомобиля являются: однослойное неэффектное покрытие, двухслойное эффектное или неэффектное покрытие и трехслойное покрытие с перламутровым эффектом. Варианты структур лакокрасочного покрытия, нанесенного при производстве кузова, показаны на илл. 9.6.1–9.6.3.

Слой цинка и фосфатный слой не являются слоями лакокрасочного покрытия.

Структура лакокрасочного покрытия, показанная на илл. 9.6.1, характерна для неэффектной эмали. В таком покрытии эмаль является внешним слоем лакокрасочного покрытия. Несмотря на то что лакокрасочное покрытие состоит из трех слоев (грунтовочный слой, выравнивающий слой вторичной грунтовки и слой эмали), покрытие называют «однослойным», так как видимый слой один – непрозрачная эмаль.

На илл. 9.6.2 показано покрытие, состоящее из четырех слоев, но этот вариант покрытия носит название «двухслойное». Видимых слоев два – слой непрозрачной эмали и слой прозрачного лака. Внешним слоем покрытия является лак. Эмаль может быть эффектной металлизированной или одноцветной неэффектной.

На илл. 9.6.3 представлена структура лакокрасочного покрытия с перламутровым эффектом, для случая светлых покрытий, у которых «перламутровый» слой имеет низкую укрывистость, и для обеспечения укрывистости и формирования цвета дополнительно на выравнивающий слой наносится слой непрозрачной эмали. Лакокрасочные материалы с перламутровым эффектом ярких насыщенных цветов могут иметь достаточно высокую укрывистость, и в этом случае дополнительный слой эмали может отсутствовать.

Если на этапе производства проводилось устранение дефекта лакокрасочного покрытия кузова или его отдельной части, то покрытие может иметь большее число слоев и другое их чередование. Это приводит к увеличению общей толщины лакокрасочного покрытия. Факт устранения производственного дефекта лакокрасочного покрытия и бóльшая толщина покрытия не является производственным дефектом лакокрасочного покрытия, так как это предусмотрено технологией окрашивания кузова и в данном случае отсутствует несоответствие параметра установленным требованиям. Производитель в технической документации установил технологию нанесения покрытия, технические требования к его качеству, технологию устранения различных производственных дефектов, в том числе и путем нанесения дополнительных слоев покрытия. Производственный дефект, возникший на этапе производства кузова, был устранен, и на момент передачи автомобиля потребителю отсутствовал.

Структура ремонтного лакокрасочного покрытия, нанесенного на новые, замененные при ремонте детали, такая же, как это представлено на илл. 9.6.1–9.6.3. Структура покрытия будет иной, если ремонтное лакокрасочное покрытие наносилось на ранее окрашенные поверхности или применялось шпатлевание ремонтируемой поверхности. Существуют строгие технологические нормы и правила окрашивания ранее окрашенных поверхностей. Технология ремонтного окрашивания и применяемые материалы зависят от того, какое покрытие уже имеется на детали кузова. В некоторых случаях требуется полное удаление старого лакокрасочного покрытия или нанесение специального изолирующего слоя для предотвращения взаимного негативного влияния ранее нанесенного покрытия и нового лакокрасочного покрытия. При ремонте может быть нанесен выявительный слой лакокрасочного материала. Все это влияет на структуру лакокрасочного покрытия, сформированного в процессе ремонта.

Количество и чередование слоев лакокрасочной системы при проведении экспертизы может быть определено непосредственно на окрашенной детали путем изготовления косого шлифа. Для этого выбирается участок окрашенной детали. Таким участком может быть участок с уже имеющимся повреждением покрытия или без повреждений. Шлиф делается с помощью абразивной бумаги разной зернистости, закрепленной на плоской оправке небольшого размера (около 10…20 мм) или оправке цилиндрической формы диаметром 15…20 мм. Цилиндрическую оправку целесообразно применять для шлифования плоского участка поверхности. Целесообразно применять абразив с зернистостью от Р240 до Р2000 последовательно, как это делается при подготовке детали к окрашиванию. При шлифовании обеспечивается минимальный угол шлифованной поверхности к окрашиваемой поверхности детали. Это дает возможность получить достаточно широкие полосы, показывающие слои покрытия и хорошо просматриваемые их границы. Примеры косого шлифа непосредственно на деталях кузова и окрашенной пластмассовой детали показаны на илл. 9.6.4.

На фотографии видна поверхность металла, первичный слой грунтовки светло-серого цвета, второй грунтовочный выравнивающий слой темно-серого цвета, неэффектная эмаль красного цвета. Внешний слой прозрачного лака на таких снимках, как правило, не виден.

На илл. 9.6.5 показан косой шлиф окрашенной поверхности детали из пластика. Слева видна шлифованная поверхность пластика темно-серого цвета, затем более светлый серый слой грунтовки и неэффектная эмаль красного цвета. Слой прозрачного лака на фотографии не виден.

На илл. 9.6.6 показан косой шлиф эффектного лакокрасочного покрытия, нанесенного на пластиковую деталь. На фотоснимке слева шлифованная поверхность пластика, затем узкая полоса грунтовочного слоя серого цвета, и еще два слоя эффектного покрытия.

На илл. 9.6.7 показан шлиф лакокрасочного покрытия стальной детали кузова, в котором видны первичный слой грунтовки, второй грунтовочный выравнивающий слой, а затем чередование слоев металлизированной эмали и слоев лака. Такая структура лакокрасочной системы свидетельствует о проведенных ремонтных окрашиваниях.

При исследовании структуры комплексного покрытия методом косого шлифа непосредственно на детали можно определить количество и чередование его слоев. Однако у покрытий, внешним слоем которых является слой прозрачного лака, на косом шлифе слой лака, как правило, не виден. При применении абразива оптимальной зернистости косо сошлифованный слой лака может быть виден по его матовой шлифованной поверхности. При применении мелкоабразивных материалов, например, зернистостью Р2000…Р3000 прозрачный слой лака не виден. Но это не означает, что этого слоя нет.

Определить наличие слоя лака можно путем легкого поверхностного плоского шлифования внешнего слоя лакокрасочного покрытия. В том случае, если внешним слоем покрытия является эмаль, т. е. пигментированный материал, то в продуктах шлифования будут присутствовать цветовые пигменты эмали. Если внешним слоем лакокрасочной системы является слой прозрачного лака, то при шлифовании на поверхности абразивного материала и на самой шлифуемой поверхности образуются мелкодисперсные продукты шлифования белого цвета. В них отсутствуют цветовые пигменты.

При применении этого метода определения наличия или отсутствия внешнего слоя прозрачного лака необходимо использовать чистую абразивную поверхность, цвет которой не является белым и заметно отличается от цвета лакокрасочного покрытия исследуемой детали.

Пример определения наличия слоя прозрачного лака показан на илл. 9.6.8.

После легкого шлифования поверхности внешнего слоя лакокрасочного покрытия на темной цветной поверхности абразива зернистостью Р280 образовались продукты шлифования, которые имеют белый цвет. Лакокрасочное покрытие имеет красный цвет. Красный пигмент в продуктах шлифования отсутствует. Это означает, что внешним слоем лакокрасочной системы является слой прозрачного лака.

Другой пример определения наличия слоя лака лакокрасочного покрытия темно-синего цвета показан на илл. 9.6.9.

Лакокрасочное покрытие имеет темно-синий цвет. Поэтому для шлифования выбран абразив другого (желтого) цвета. На поверхности абразива желтого цвета зернистостью Р600 после шлифования поверхности лакокрасочного покрытия образовались продукты шлифования, которые имеют белый цвет. Частицы синего пигмента в продуктах шлифования отсутствуют. Это означает, что внешним слоем лакокрасочной системы является слой прозрачного лака.

Другим методом исследования структуры лакокрасочного покрытия является метод косого шлифа отобранного образца лакокрасочного покрытия. Для этого с поверхности окрашенной детали отбирается образец размером от 3 мм и более. Образец должен включать все слои лакокрасочной системы. Отбор таких образцов с участков покрытия с высокой адгезией практически невозможен. Лучше отбор образца произвести с участка отслаивания покрытия от окрашенной поверхности детали. Исследование именно этих участков покрытия и является наиболее важным для решения большинства экспертных задач.

Образец лакокрасочного покрытия проходит специальную подготовку. С него удаляются загрязнения. Для этого используется нейтральный очиститель, например, используемый для очистки оптики, и тампон из мягкого безворсового материала и мягкая волосяная кисть с длиной волоса 15…20 мм. При наличии на нижней поверхности продуктов коррозии металла детали для их удаления целесообразно использовать раствор щавелевой кислоты. Не следует удалять загрязнения и продукты коррозии металла с помощью твердых предметов, способных повредить образец.

Образец лакокрасочного покрытия после очистки закрепляется в специальном зажиме с тонкими плоскими рабочими частями шириной от 2 до 4 мм. При закреплении образца покрытия используется подкладка в виде пластины из пластика толщиной около 0,3…0,4 мм. Эта подкладка предохраняет образец покрытия от разрушения при шлифовании, уменьшает его деформацию и создает условия для получения качественного шлифа.

Образец лакокрасочного покрытия размещается на подкладке внешним слоем к ней и вместе с подкладкой крепится в зажимном приспособлении. Шлифовальная бумага крепится на плоской твердой поверхности. Образец лакокрасочного покрытия, закрепленный вместе с подкладкой в зажимном приспособлении, располагается относительно плоскости шлифовальной бумаги под углом около 15° для получения максимально большой ширины косого шлифа (илл. 9.6.10–9.6.11).

Для шлифования образца лакокрасочного покрытия применяется абразивная бумага или абразивные круги, используемые для проведения подготовки деталей кузова к окрашиванию. Начинают шлифование с абразива зернистостью Р600…Р800, постепенно уменьшая размер зерна. Заканчивается процедура шлифования на абразиве зернистостью Р1000…Р1500. После окончания шлифования со шлифованной поверхности кистью и безворсовым тампоном удаляются продукты шлифования и косой шлиф образца лакокрасочного покрытия осматривается и фотографируется с использованием микроскопа. На косом шлифе видны слои лакокрасочного покрытия, различающиеся по цвету. Особенно хорошо видны значительно отличающиеся слои. При схожести цветов отдельных слоев лакокрасочного покрытия границы слоев могут быть слабо различимы. Для выявления близких по цвету слоев покрытия очень важно организовать оптимальное освещение образца, при котором границы слоев будут наилучшим образом видны. Также важно при шлифовании применять оптимальную зернистость абразива. При зернистости Р1000…Р1500 отчетливо видны риски шлифования, что позволяет хорошо видеть слой прозрачного лака и другие слои покрытия. При зернистости Р2000…Р3000 поверхность шлифа становится слишком гладкой, и слой лака менее различим. Но для некоторых лакокрасочных покрытий абразив зернистостью Р2000…Р3000 дает хорошие результаты и четко выявляет границы слоев покрытий.

При проведении исследования целесообразно проводить последовательно шлифование образца, уменьшая шероховатость, на каждом этапе проводя осмотр и фотографирование шлифованной поверхности. Перед каждым осмотром и фотографированием с поверхности мягкой кистью и влажным безворсовым тампоном удаляются продукты шлифования до получения чистой поверхности шлифа.

По косому шлифу, изготовленному непосредственно на детали автомобиля, можно определить количество и чередование слоев, но не их толщину, так как шлифованная поверхность не является плоской, и угол шлифованной поверхности точно неизвестен. Определение толщины отдельных слоев покрытия возможно при исследовании шлифа, сделанного перпендикулярно поверхности образца лакокрасочного покрытия. Пример такого шлифа показан на илл. 9.6.12.

На шлифе видны отдельные слои покрытия, границы между ними. Толщина отдельных слоев может быть измерена с помощью шкалы микроскопа.

Так как общая толщина покрытия составляет, в большинстве случаев, от 80 до 180 мкм, то требуется большое оптическое увеличение и измерительная шкала микроскопа. Так, у микроскопа МБС‑10 при кратности увеличении 56х одно деление шкалы соответствует 16,4 мкм. При таком увеличении толщина одного слоя покрытия может быть в пределах 1…2 делений шкалы микроскопа, что дает существенную ошибку измерения.

Использование косого шлифа на жесткой подкладке позволяет исключить деформацию образца и получить при шлифовании ровную плоскую поверхность. После этого определяется угол плоскости косого шлифа, общая толщина лакокрасочной системы, ширина всего шлифа и ширина каждого слоя покрытия в плоскости шлифа. После этого можно с помощью простых вычислений определить толщину каждого слоя лакокрасочного покрытия.

Такой метод измерения относится к косвенным методам измерений, т. е. измерений, при которых результат определяется не только прямыми измерениями, но и вычислительными процедурами. Точность косвенных методов измерений, как правило, ниже точности прямых измерений. В данном случае точность определения толщины каждого отдельного слоя покрытия зависит от тщательности подготовки шлифа (образец покрытия вместе с подкладкой при шлифовании не должен деформироваться, поверхность косого шлифа должна быть ровной, плоской), точности определения общей толщины лакокрасочного покрытия, точности определения ширины шлифа и ширины каждого отдельного его слоя. Так как итоговый результат зависит от целого ряда факторов и точности измерения различных величин, то это в значительной степени влияет на точность полученного результата.

Однако в экспертной практике нечасто требуется определение толщины отдельных слоев покрытия с высокой точностью. При решении этой задачи необходимо учитывать тот фактор, что толщина как всего лакокрасочного покрытия, так и отдельных его слоев является переменной величиной и имеет разные значения на разных участках поверхности окрашенной детали. Поэтому определение толщины отдельных слоев покрытия по отобранному образцу дает информацию об этих параметрах покрытия только на конкретном локальном участке поверхности. На других участках окрашенной детали как общая толщина покрытия, так и толщина отдельных его слоев может сильно отличатся.

Примеры косых шлифов для исследования структуры лакокрасочного покрытия показаны на илл. 9.6.13–9.6.18.

В шлифе виден первичный слой грунтовки серо-зеленого цвета (внизу) выравнивающий грунтовочный слой светло-серого цвета, слой металлизированной эмали и слой прозрачного лака. Для более четкого выявления слоя прозрачного лака образец лакокрасочного покрытия размешен на поверхности белого цвета с красной полосой, которая видна сквозь слой лака и не видна через непрозрачные слои покрытия.

Адрес редакции

111033 Москва, ул. Самокатная, 2а, стр.1, офис 313

На карте

Контакты

Тел.: (495) 361-1260

E-mail: отправить письмо

Социальные сети

Журнал «АБС-авто» © 2018, все права защищены