Aluminium poedercoaten: voorbehandeling en proces

Aluminium is een van de meest gepoedercoate metalen, van raamprofielen en gevelpanelen tot wielen, behuizingen en machinebeveiligingen. Het roest niet zoals staal, dus het is makkelijk te veronderstellen dat het weinig voorbereiding nodig heeft. In de praktijk is het omgekeerde waar: de meeste hechtings- en corrosieproblemen bij gepoedercoat aluminium zijn terug te voeren op de voorbehandeling, niet op het poeder.

Dit artikel legt uit waarom aluminium een voorbehandeling nodig heeft, loopt het industriële proces stap voor stap door, vergelijkt de opties voor conversielagen, behandelt wanneer mechanische voorbereiding geschikt is en welk gereedschap verontreiniging van het oppervlak voorkomt, en somt de gebreken op waarop je moet letten.

Waarom heeft aluminium een voorbehandeling nodig vóór het poedercoaten?

Drie eigenschappen van aluminium maken voorbehandeling noodzakelijk:

• Een natuurlijke oxidelaag. Aluminium vormt binnen enkele ogenblikken na blootstelling aan lucht een dunne oxidefilm. Oudere of verweerde oxide is ongelijkmatig, slecht bevochtigbaar en zwak gehecht aan het metaal eronder. Een coating die erover wordt aangebracht, hecht aan de oxide en niet aan het aluminium, dus de oxide wordt verwijderd en vervangen door een gecontroleerde conversielaag.
• Oppervlakteverontreiniging. Extrusiesmeermiddelen, bewerkingsvloeistoffen, trekmiddelen, vingerafdrukken en werkplaatsstof verstoren allemaal de hechting. In de sector geldt een schoon, olievrij oppervlak als de eerste voorwaarde voor goede verfhechting.
• Draadcorrosie (filiform). Op gecoat aluminium kan corrosie onder de film kruipen in draadachtige filamenten vanaf snijkanten, krassen of bevestigingsmiddelen, vooral in kust- en vochtige omgevingen. Een goede voorbehandeling is de belangrijkste verdediging ertegen.

Voor de bredere principes die voor elk metaal gelden, zie hoe je metaal voorbereidt op schilderen.

Het voorbehandelingsproces voor aluminium, stap voor stap

Industriële lijnen voor architectonisch en algemeen aluminium volgen dezelfde basisvolgorde, of het nu om een spuittunnel of dompeltanks gaat. Architectonisch werk in Europa wordt vaak uitgevoerd volgens de Qualicoat-specificaties voor vloeibare en poedervormige organische coatings op aluminium; in Noord-Amerika spelen de AAMA-prestatiespecificaties een vergelijkbare rol.

1. Inspecteren en ontvetten

Verwijder oliën, vetten en vuil met een voor aluminium geschikte alkalische of neutrale reiniger. Vooral aluminium gietstukken zijn gevoelig voor sterk alkalische of zure chemie, dus de keuze van de reiniger is belangrijk. Controleer op gedrag zonder waterfilmonderbreking: na het spoelen houdt een schoon oppervlak een doorlopende waterfilm vast in plaats van dat het water gaat parelen.

2. Etsen of deoxideren

Een alkalische of zure etsvloeistof of deoxidatiemiddel verwijdert de natuurlijke oxide en een gecontroleerde hoeveelheid oppervlaktemetaal, samen met ingebedde verontreiniging. Zo ontstaat een uniform, reactief oppervlak voor de conversielaag. Te veel etsen verspilt metaal en kan smut achterlaten; te weinig etsen laat oxide achter.

3. Grondig spoelen

Spoel tussen de stappen en sluit af met gedemineraliseerd of omgekeerde-osmosewater van hoge kwaliteit. Zouten van hard water die op het oppervlak achterblijven, verzwakken de conversielaag en kunnen later blaarvorming veroorzaken.

4. Een conversielaag aanbrengen

De conversielaag bindt chemisch aan de vers gevormde oxide en zorgt voor zowel hechting als corrosiebestendigheid. De opties worden in de volgende sectie vergeleken.

5. Drogen en, bij gietstukken, voorbakken

Droog de onderdelen volledig vóór het aanbrengen van het poeder. Poreuze gietstukken kunnen lucht en vocht vasthouden die tijdens het uitharden ontsnappen en gaatjes in de film achterlaten (uitgassing); voorbakken boven de uithardtemperatuur vóór het poedercoaten, of een poeder dat uitgassing verdraagt, vermindert het probleem.

Welke conversielaag gebruik je op aluminium?

Chroomtrioxide en verschillende dichromaten en chromaten zijn bij Verordening (EU) nr. 348/2013 van de Commissie toegevoegd aan de autorisatielijst van bijlage XIV bij REACH, een belangrijke reden waarom Europese lijnen zijn overgestapt op chroomvrije en voor-anodiseerprocessen. Als je oude, met chromaat behandelde of met chromaatprimer gecoate onderdelen strip of herwerkt, neem het stof dan serieus; zie veilig verwijderen van chroom-6-coatings.

Wanneer wordt mechanische voorbereiding op aluminium gebruikt?

Chemische voorbehandeling is de standaard voor productielijnen. Mechanische voorbereiding heeft zijn plaats wanneer:

• onderdelen te groot zijn of al zijn geïnstalleerd om door een voorbehandelingslijn te gaan, zoals gevelelementen, signalisatie of voertuigcarrosserieën;
• zware corrosie, oude coatings of kit vóór het hercoaten moeten worden verwijderd;
• de coatingspecificatie een opgeruwd oppervlak vraagt voor een dikker coatingsysteem;
• plaatselijke reparaties aan gecoate onderdelen nodig zijn.

Er gelden twee regels. Gebruik nooit koolstofstaalmiddelen of -gereedschap op aluminium: ingebedde ijzerdeeltjes veroorzaken verkleuring en galvanische corrosie onder de coating. Ten tweede vervangt mechanische voorbereiding de conversielaag niet waar die is gespecificeerd; ze bereidt het oppervlak erop voor, of op een primer die is goedgekeurd voor direct-op-metaal gebruik op aluminium.

Abrasief stralen met schone niet-metallische middelen of aluminiumoxide is gangbaar in werkplaatsen. Op locatie, of waar stralen ongewenst is, kan handgedragen roterend gereedschap het werk doen zonder los straalmiddel:

• De Bristle Blaster® met roestvaststalen banden en de bijpassende roestvaststalen acceleratorstaaf wordt gebruikt om non-ferrometalen zoals aluminium en roestvast staal voor te bereiden. MontiPower gebruikt hier specifiek roestvaststalen banden om verontreiniging van het oppervlak en de daaruit volgende contactcorrosie te voorkomen. Het gereedschap verwijdert corrosie en coatings en laat in één werkgang een geprofileerd oppervlak achter. Zie het assortiment Bristle Blaster®-banden.
• Het MBX® -systeem, met blauwe roestvaststalen banden, verwijdert verf, kit en corrosie van dunne aluminium panelen zonder hitte of vervorming. Het wordt gebruikt op voertuigcarrosserieën en, zoals beschreven op onze pagina over de lucht- en ruimtevaart, op aluminium van vliegtuigen.

Blaas of zuig na de mechanische voorbereiding het stof weg, raak het oppervlak niet aan en breng de conversielaag of primer zonder uitstel aan: vers blootgesteld aluminium begint onmiddellijk opnieuw te oxideren. Heb je een specifieke ruwheid nodig, meet die dan in plaats van aan te nemen; zie ankerprofiel.

Het poedercoatingproces op aluminium

1. Maskeren. Bescherm schroefdraad, contactvlakken en plekken die geleidend moeten blijven met hittebestendige tape en pluggen.
2. Applicatie. Poeder wordt met een elektrostatisch pistool gespoten, zodat de geladen deeltjes worden aangetrokken door het geaarde onderdeel. Goede aarding via schone haken is essentieel voor een gelijkmatige laagopbouw.
3. Uitharden. Onderdelen worden in een oven uitgehard volgens de tijd en metaaltemperatuur uit het gegevensblad van het poeder. Dunne aluminium profielen warmen snel op, dikke profielen en gietstukken langzamer, dus de metaaltemperatuur, niet de luchttemperatuur, bepaalt of het poeder is uitgehard.
4. Afkoelen en inspectie. Controleer na het afkoelen het uiterlijk, de laagdikte, de hechting (bijvoorbeeld met de kruissnedetest) en de uitharding (bijvoorbeeld met de oplosmiddelwrijftest), zoals de specificatie vereist.

Veelvoorkomende gebreken en hun oorzaken

Reparatie en herafwerking van gepoedercoat aluminium

Beschadigde poedercoatings op geïnstalleerd aluminium — gevels, signalisatie, voertuigen — kunnen meestal niet terug door een voorbehandelingslijn. De reparatieroute is om de beschadigde coating en eventuele corrosie plaatselijk te verwijderen, de randen af te schuinen in gezonde coating, het gebied te reinigen en een door de coatingfabrikant goedgekeurd reparatiesysteem aan te brengen, vaak een vloeibare coating in plaats van poeder. Straalmiddelvrij gereedschap met roestvaststalen banden maakt dit op locatie praktisch zonder afscherming voor stralen, maar de verwijderde coating wordt alsnog stof, dus gebruik afzuiging en ademhalingsbescherming die bij de coating passen.

Als stickers of vinyl vóór het herafwerken verwijderd moeten worden, verwijdert de Vinyl Zapper® vinyl en lijmresten van geverfd en blank aluminium zonder de afwerking eronder te beschadigen.

Veelgestelde vragen

Kun je aluminium poedercoaten zonder voorbehandeling?

Het poeder blijft aanvankelijk wel zitten, maar hechting en corrosiebestendigheid zijn slecht. De natuurlijke oxidelaag en eventuele verontreiniging zitten tussen de coating en het metaal, en gebreken zoals afschilfering en draadcorrosie volgen. Aluminium moet minimaal worden ontvet, gedeoxideerd en voorzien van een conversielaag of goedgekeurde primer.

Is zandstralen van aluminium vóór het poedercoaten een goed idee?

Stralen met schone niet-metallische middelen of aluminiumoxide kan het oppervlak opruwen en oude coatings verwijderen. Gebruik nooit staalgrit of middelen die eerder op staal zijn gebruikt, want die laten ijzer achter in het oppervlak. Stralen vervangt een gespecificeerde conversielaag niet, en het onderdeel moet daarna snel worden gecoat omdat vers aluminium snel opnieuw oxideert.

Wat is de beste conversielaag voor aluminium?

Dat hangt af van de specificatie en de blootstelling. Chroomvrije zirkonium- of titaanbehandelingen worden nu veel gebruikt en vermijden zeswaardig chroom. Voor-anodiseren wordt gekozen voor veeleisende kustomstandigheden. Driewaardig chroom is een gangbare vervanger voor traditioneel gele chromaat. Volg de specificatie van de coating en het systeem, zoals Qualicoat of AAMA.

Kan ik een Bristle Blaster® op aluminium gebruiken?

Ja, met roestvaststalen banden en de bijpassende roestvaststalen acceleratorstaaf, die MontiPower voorschrijft voor non-ferrometalen zoals aluminium en roestvast staal. Ze voorkomen ijzerverontreiniging van het oppervlak. Standaard banden van koolstofstaal mogen niet op aluminium worden gebruikt.