Picaduras y desgasificación en el recubrimiento en polvo: causas y soluciones
Respuesta rápida: Las picaduras en el recubrimiento en polvo son pequeños poros abiertos que quedan cuando el gas, la humedad o los residuos volátiles escapan a través de la película durante el curado. Las piezas fundidas porosas, el acero galvanizado por inmersión en caliente, el óxido en las soldaduras y el agua de enjuague atrapada son las fuentes habituales. La solución estándar es un precalentamiento por encima de la temperatura de curado: la American Galvanizers Association indica unos 65 °F por encima del horno de curado durante aproximadamente una hora, y un artículo del Powder Coating Institute indica 20-30 °F por encima de la temperatura de horneado. Mantener la película por debajo de 4.0-5.0 mils, usar polvo tolerante a la desgasificación (OGF) y curar a menor temperatura durante más tiempo completan el remedio.
MUSI Technology, un fabricante de líneas de recubrimiento por pulverización en polvo y líquido en Changzhou, China, diseña hornos de secado, zonas de precalentamiento y hornos de curado en función de la masa de la pieza, el espesor de sección y la velocidad de línea, de modo que las piezas fundidas y las piezas galvanizadas alcancen la temperatura del metal antes de aplicar el polvo y la película fluya antes de gelificar.
¿Cómo se ven las picaduras y la desgasificación en el recubrimiento en polvo?
Las picaduras son pequeños poros abiertos en la película curada, y la desgasificación se manifiesta como picaduras, burbujas o pequeñas ampollas reventadas que aparecen durante el curado cuando el gas o el vapor salen de la pieza a través del polvo fundido. El defecto se repite en las mismas piezas fundidas, zonas de soldadura o caras galvanizadas, y las burbujas de recubrimiento en polvo que no han reventado son el mismo mecanismo. Para otros defectos, consulte el descripción general de defectos del recubrimiento en polvo.
Hay que descartar dos defectos similares. Las ampollas por humedad o aceite se sitúan a lo largo de costuras, solapes y chapa decapada y tienen metal sano debajo. Los cráteres y ojos de pez son depresiones redondas distribuidas al azar por contaminación de silicona o aceite, no por gas.
¿Qué causa las picaduras en el recubrimiento en polvo sobre piezas fundidas y acero galvanizado?
Los poros en el recubrimiento en polvo provienen de gas, humedad o residuos volátiles que deja el sustrato después de que el polvo ha comenzado a gelificar. Las piezas fundidas retienen aire y gas en la porosidad formada durante el vertido; el acero galvanizado por inmersión en caliente retiene humedad y aire en la capa de óxido de zinc y en las grietas del zinc exterior. Las ampollas del recubrimiento en polvo en piezas fundidas y trabajos galvanizados comienzan en el sustrato.
| Material del sustrato | Por qué emite gas | Práctica recomendada |
|---|---|---|
| Piezas fundidas de aluminio y zinc | Bolsas de gas bajo la piel densa; el recorte, lijado o pulido las abre | Precalentar por encima de la temperatura de curado, recubrir en caliente, polvo o imprimación tolerante a la desgasificación (OGF), impregnación al vacío |
| Piezas fundidas de arena y hierro | La porosidad abierta retiene aire, humedad y productos químicos de proceso | Precaliente, luego granalle cuando esté frío, sople el medio, aplique una imprimación OGF |
| Acero galvanizado por inmersión en caliente | El óxido y el hidróxido de zinc atrapan la humedad; el agua de temple y el spangle contribuyen a ello | Informe al galvanizador que seguirá un recubrimiento en polvo, granalle o fosfatice, precaliente, recubra con prontitud |
| Acero soldado, cortado con láser o laminado en caliente | Cascarilla de óxido y aceite retenidos en la superficie | Granalle o elimine el óxido mecánicamente antes del pretratamiento, aumente la temperatura de secado |
| MDF | Humedad del tablero y escape de formaldehído libre al calentar | Mantener la humedad del tablero en 4-8 %, precalentar antes de pulverizar, polvo de curado a baja temperatura |
¿Qué fallos del proceso causan burbujas en el recubrimiento en polvo sobre acero ordinario?
En acero no poroso, las burbujas y los poros en el recubrimiento en polvo apuntan al proceso: agua o aceite arrastrados desde el pretratamiento, película demasiado gruesa, rampa de curado demasiado rápida, polvos incompatibles mezclados en la tolva o aire comprimido húmedo.
| Síntoma de defecto | Causa probable | Qué comprobar | Arreglar |
|---|---|---|---|
| Poros solo en zonas gruesas y bordes | Película demasiado gruesa para que escape el gas | Medidor de espesor de película contra la hoja de datos del polvo | Reducir la salida de polvo; mantener la película por debajo de 5.0 mils (aproximadamente 127 µm), preferiblemente por debajo de 4.0 mils (aproximadamente 100 µm) |
| Ampollas a lo largo de las costuras y superposiciones | Agua atrapada después del enjuague final | Pasar una pieza por el secado dos veces | Más soplado, secado más largo o más caliente, orificios de drenaje en la pieza |
| Ampollas en forma de cráter en chapa decapada y aceitada | Aceite residual retenido en la superficie | Buena adherencia y metal limpio bajo el defecto | Pruebe un ciclo de secado más caliente o granalle la superficie |
| Picaduras en todas las piezas tras un cambio de polvo | Polvos incompatibles mezclados | Rocíe polvo virgen desde una unidad de caja limpia | Limpie mangueras, bombas, tolva y cabina; separe los polvos |
| Picaduras que siguen el lote de fundición o galvanizado | Desgasificación del sustrato | Pre-hornear una rejilla y comparar | Pre-hornear o polvo OGF, como se indica a continuación |
| Poros finos con polvo blando y apelmazado | Humedad en el polvo o en el aire de fluidización | Punto de rocío en la cabina; condiciones de almacenamiento del polvo | Dar mantenimiento al secador de aire, almacenar el polvo sellado y seco |
¿Cómo se detiene la desgasificación: pre-hornear, polvo OGF o película más fina?
Pre-hornear la pieza por encima de la temperatura de curado es el primer remedio para la desgasificación en el recubrimiento en polvo, y los polvos OGF, una película más fina y un curado más suave son los complementarios. El metal de la pieza, no el aire del horno, debe alcanzar la temperatura, y el polvo debe aplicarse antes de que la pieza vuelva a la temperatura ambiente, porque una pieza fría puede reabsorber aire y humedad. En algunas piezas de fundición inyectada un pre-horneado más prolongado ha agrandado los orificios, así que realice primero una prueba con una rejilla.
| Fuente de datos | Guía de pre-curado según lo publicado |
|---|---|
| American Galvanizers Association (acero galvanizado) | Horno aproximadamente 65 °F (aproximadamente 36 °C) por encima del horno de curado durante aproximadamente una hora; no por encima de 535 °F (aproximadamente 280 °C) en zinc fosfatado; recubrir lo antes posible después |
| Artículo del Powder Coating Institute | 20-30 °F (aproximadamente 11-17 °C) por encima de la temperatura de curado recomendada; se refiere a ASTM D7803 |
| TIGER Coatings (general) | Al menos 20 °C por encima de la temperatura del metal de la pieza según la hoja de datos; recubrir antes de que la pieza alcance la temperatura ambiente |
| TIGER Coatings (piezas de fundición de hierro) | 400-420 °F (204-216 °C), no superior a 450 °F (232 °C), 45-50 minutos dependiendo de la sección |
| Products Finishing (piezas fundidas de aluminio en arena) | Por encima de la temperatura de curado durante el mismo tiempo que el ciclo de curado, o más |
| PCI Magazine (MDF) | 5-15 minutos a 100-130 °C antes de la aplicación del polvo |
Los polvos OGF o de grado desgasificante contienen aditivos que retrasan la fusión para que el gas pueda escapar antes de que se cierre la película. Se venden como imprimaciones, capas de acabado y aditivos de mezcla seca, en una gama de colores limitada. Una temperatura de curado más baja, por ejemplo 325 °F (unos 163 °C) en lugar de 375-400 °F (190-204 °C), es un remedio parcial, y la American Galvanizers Association prefiere igualmente un horno más frío y un tiempo de curado más largo.
¿Qué ajustes del horno, del secado y del aire comprimido controlan los poros?
Cuatro equipos controlan los poros: el horno de secado, una zona de precalentamiento, la rampa de calentamiento del horno de curado y el secador de aire comprimido. El horno de secado debe llevar a temperatura las juntas y las secciones gruesas, no solo las caras de la chapa. Una zona de precalentamiento necesita longitud suficiente para que las piezas fundidas pesadas alcancen la temperatura del metal a la velocidad de la línea. El horno de curado debe dejar que el polvo fluya antes de gelificar, lo que se comprueba con un perfil de temperatura registrado en la pieza. El aire de fluidización y de transporte debe ser seco y exento de aceite; los fabricantes de pistolas publican sus propios límites, mostrados a continuación junto a dos clases de ISO 8573-1.
| Fuente de referencia | Límite de agua | Límite de aceite |
|---|---|---|
| Unidad manual Gema OptiFlex Pro | 1,3 g/m³ de vapor de agua máximo | 0,1 mg/m³ de vapor de aceite máximo |
| Sistema manual Nordson Encore HD | Punto de rocío inferior a 10 °C | No se indica en los datos utilizados aquí |
| ISO 8573-1 clase 2 | -40 °C punto de rocío a presión | 0,1 mg/m³ aceite total |
| ISO 8573-1 clase 4 | +3 °C punto de rocío a presión | 5 mg/m³ aceite total |
Los componentes clave están disponibles de marcas internacionales como Riello, Weishaupt y Maxon para quemadores de horno, Datapaq (Fluke Process Instruments) para el perfilado de temperatura del horno, y Atlas Copco, Kaeser y Parker domnick hunter para secadores de aire comprimido y filtros (configurables según las especificaciones del cliente). Las opciones de calentamiento del horno se comparan en la guía del horno de curado, y recubrimientos de conversión en el comparación de pretratamiento.
¿En qué orden se deben diagnosticar los poros?
Trabaje desde la prueba más económica hasta la más costosa: espesor de película, luego humedad, luego polvo, luego sustrato.
| Paso del proceso | Método de prueba | Si el defecto desaparece |
|---|---|---|
| 1 | Mida el espesor de película en las áreas defectuosas y sanas | La acumulación de película fue la causa; restablezca la salida de la pistola |
| 2 | Recubra un panel de acero limpio y no poroso junto a las piezas sospechosas | Panel limpio: el sustrato está desgasificando. Panel defectuoso: vaya al paso 3 |
| 3 | Pase las piezas por el secado dos veces y sople las juntas | Agua de pretratamiento atrapada |
| 4 | Rocíe polvo virgen con la recuperación derivada | Recuperación contaminada o húmeda, o polvos mezclados |
| 5 | Verifique el punto de rocío y drene los filtros en la cabina | Aire comprimido húmedo o aceitoso |
| 6 | Precalentar una rejilla por encima de la temperatura de curado y recubrir en caliente | Desgasificación del sustrato; añadir precalentamiento o polvo OGF |
Preguntas frecuentes
¿Por qué aparecen los poros solo en piezas fundidas o galvanizadas y no en acero laminado? Las piezas fundidas y los recubrimientos de galvanizado por inmersión en caliente retienen aire, humedad y gas en la porosidad y las capas de óxido, y ese gas se expande a través del polvo fundido en el horno de curado. El acero laminado no tiene ese depósito, por lo que los poros limitados a piezas fundidas o trabajos galvanizados apuntan al sustrato, no al polvo.
¿A qué temperatura y durante cuánto tiempo debe ser el precalentamiento para el acero galvanizado? La American Galvanizers Association describe un horno de precalentamiento unos 65 °F más caliente que el horno de curado durante aproximadamente una hora, mantenido a 535 °F o menos cuando el zinc está fosfatado, con el polvo aplicado lo antes posible después para que el zinc no se vuelva a oxidar.
¿Puede el espesor de película por sí solo causar poros? Sí. Una película gruesa se cierra antes de que el gas pueda escapar. Un artículo del Powder Coating Institute aconseja mantener la película por debajo de 5.0 mils y preferiblemente por debajo de 4.0 mils, y los fabricantes de polvo incluyen el alto espesor de película entre las causas de ampollas y poros. La hoja de datos del polvo indica el rango de trabajo.
¿Un polvo OGF elimina la necesidad de un precalentamiento previo? No siempre. Los polvos tolerantes al desgasificado dan más tiempo al gas para escapar, lo cual es suficiente para piezas ligeramente porosas. Las fundiciones muy porosas y las secciones galvanizadas gruesas normalmente aún necesitan un precalentamiento previo, y una imprimación desgasificante bajo la capa superior es una combinación común.
Dónde encaja MUSI Technology
MUSI Technology construye líneas de polvo completas en las que el horno de secado, una zona opcional de precalentamiento previo y el horno de curado se dimensionan juntos para la pieza más pesada en el transportador. La disposición de la línea se describe en el guía de líneas de recubrimiento en polvo; los planos de piezas de fundición o galvanizadas se pueden enviar a través del página de contacto para una propuesta de horno.
Proporcionado por Lin Cong, Director Técnico, MUSI Technology
Envíenos el tamaño de sus piezas, el rendimiento y el tipo de recubrimiento — nuestros ingenieros responden con un diseño y un presupuesto en un día hábil. Contacte a MUSI Technology o explore nuestra gama de equipos.
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