Co powoduje pękanie farby podczas zginania? Zapobieganie uszkodzeniom wstępnie pomalowanego aluminium

Podczas produkcji blachy wstępnie pomalowane zwoje i arkusze aluminium są rutynowo gięte, walcowane i tłoczone w celu wytworzenia pokrycia dachowego na rąbek stojący, rynien deszczowych, okładzin kasetowych i listew architektonicznych. Jednak producenci często napotykają poważny problem z jakością: pękanie farby wstępnie pomalowanego aluminium podczas procesu gięcia .

Kiedy wstępnie pomalowany metal jest poddawany ostremu zginaniu, warstwa farby wzdłuż zewnętrznego promienia podlega dużym naprężeniom rozciągającym. Jeżeli wydłużenie to przekracza elastyczność powłoki, wzdłuż linii zagięcia tworzą się mikroskopijne pęknięcia (mikropęknięcia). Z biegiem czasu te mikropęknięcia narażają leżący pod spodem metal na działanie wilgoci, soli atmosferycznych i zanieczyszczeń przemysłowych, co prowadzi do złuszczania się powłoki, korozji i przedwczesnego uszkodzenia pola.

Zrozumienie, dlaczego farba pęka i wdrożenie odpowiedniego oprzyrządowania, doboru stopu i specyfikacji powłok, pozwala producentom uzyskać małe promienie zgięcia bez pogarszania przyczepności farby i estetyki.

Fizyka mikropęknięć podczas formowania blachy

Podczas formowania na prasie krawędziowej lub ciągłego formowania na rolkach podłoże metalowe i warstwa farby organicznej podlegają różnym siłom mechanicznym.

Granice naprężenia rozciągającego i wydłużenia folii zewnętrznej

Kiedy blacha aluminiowa o grubości t jest zginana wokół promienia r, powierzchnia wewnętrzna ulega ściskaniu, podczas gdy powierzchnia zewnętrzna ulega silnemu wydłużeniu przy rozciąganiu . Zewnętrzna warstwa farby jest rozciągana w zależności od jej odległości od środkowej osi neutralnej. Jeżeli żywica farby nie może rozciągnąć się aż do metalu znajdującego się pod spodem, powłoka farby pęka.

Dynamika mikropęknięć: pękanie, rozwarstwianie i łuszczenie się

• Mikropęknięcia: Mikroskopijne pęknięcia włoskowate pojawiające się wzdłuż warstwy wierzchniej pod dużym obciążeniem, często wyglądające jak utrata połysku lub kredowa linia wzdłuż linii zagięcia.

• Makropęknięcia: Głębokie, widoczne pęknięcia, które przebijają się przez powłokę nawierzchniową i podkład aż do surowej, wstępnie obrobionej powierzchni aluminium.

• Rozwarstwianie i łuszczenie się: Występuje, gdy pękaniu farby towarzyszy słaba przyczepność podkładu, co powoduje odklejanie się płatków farby od podłoża podczas formowania.

Matryca odkształcalności i ograniczeń zginania: powłoki a stany stopowe

Praktyczne zastosowania produkcyjne: formowanie walcowe przy dużym naprężeniu

Wybór odpowiedniego stopu, systemu powłok i techniki formowania zapobiega pękaniu farby w kluczowych gałęziach przemysłu zajmujących się obróbką metali:

Często zadawane pytania

P1: Jaka jest główna przyczyna pękania farby podczas gięcia pomalowanego aluminium?

Odp.: Główną przyczyną jest wygięcie arkusza powyżej maksymalnego wydłużenia warstwy farby. Dzieje się tak zazwyczaj w przypadku stosowania zbyt małego promienia zgięcia (0T), stosowania nadmiernie utwardzonego lub kruchego systemu malarskiego, gięcia zimnego metalu lub wybierania takiego stanu podłoża, który koncentruje naprężenia wzdłuż wąskiej linii.

P2: W jaki sposób temperatura otoczenia w warsztacie wpływa na wydajność gięcia wstępnie pomalowanego aluminium?

Odp.: Niskie temperatury (<15°C / 59°F) powodują sztywnienie żywic malarskich, przez co stają się kruche podczas formowania. Ogrzanie materiału do 20°C - 25°C  przywraca elastyczność żywicy, pomagając zapobiegać mikropękaniom podczas ostrych zakrętów.

P3: Jaka jest różnica między specyfikacją zgięcia 0T a specyfikacją zgięcia 2T?

Odp.: oznacza Zagięcie 0T , że ​​panel można złożyć na płasko pod kątem 180°, bez pękania farby lub odrywania taśmy. Łuk 2T wymaga szczeliny równej dwóm grubościom metalu (2t) wewnątrz promienia gięcia, aby zapobiec uszkodzeniu farby.

P4: Czy 3-warstwowe systemy farb grubopowłokowych o grubości 35 mikronów mogą osiągnąć wygięcie 0T?

Odp.: Grubsze warstwy farby (35 μm) podlegają większemu wydłużeniu powierzchni podczas ostrego zginania. Podczas gdy standardowe systemy 2-warstwowe (25 μm) z łatwością osiągają 0T, grubsze systemy 3-warstwowe zazwyczaj wymagają promienia zgięcia 1T - 2T, aby uniknąć mikropęknięć grubszej warstwy wierzchniej.

P5: Jaki system malarski jest najlepszy do rynien deszczowych i dachów na rąbek stojący, które są poddawane ciasnemu formowaniu?

Odp.: Wysokoelastyczny system składający się w 70% z PVDF lub specjalnie zmodyfikowanego poliestru o wysokiej wytrzymałości (HDP) na niezawierającym chromu, wstępnie obrobionym podłożu aluminiowym 3003-H24 lub 3105-H24 zapewnia idealną równowagę pomiędzy odpornością na warunki atmosferyczne i elastycznością formowania.

Wniosek

Zapobieganie pękaniu farby podczas gięcia aluminium wymaga dopasowania odpowiedniego składu chemicznego żywicy, temperamentu stopu, grubości blachy i promienia formowania. Wybierając elastyczne systemy powłok PVDF lub HDP z certyfikowaną wytrzymałością na zginanie w kształcie litery T od 0T do 1T , producenci mogą wytwarzać ostre, trwałe profile architektoniczne bez ryzyka pękania powierzchni lub długotrwałego łuszczenia się farby.