Промислове електропокриття є широко використовуваним методом обробки поверхні для захистуметалеві виливкиі продукти обробки з ЧПУ від корозії з гарною обробкою.Багато клієнтів задають питання про обробку поверхні металевих відливок іточні оброблені деталі.Ця стаття присвячена процесу електрофоретичного покриття.Сподіваюся, це буде корисно для всіх партнерів.
Електропокриття — це метод нанесення покриття, при якому частки, такі як пігменти та смоли, суспендовані в електрофоретичному розчині, орієнтуються таким чином, щоб мігрувати та осідати на поверхні одного з електродів за допомогою зовнішнього електричного поля.Принцип електрофоретичного покриття був винайдений наприкінці 1930-х років, але ця технологія була розроблена та отримала промислове застосування після 1963 року. Електрофоретичне покриття є найбільш практичним процесом виготовлення покриттів на водній основі.Електрофоретичне покриття має характеристики водорозчинності, нетоксичності та легкого автоматичного контролю.Оскільки він підходить для обробки поверхонь струмопровідних заготовок (металеві виливки, оброблені деталі, поковки, деталі з листового металу та зварювальні деталі тощо), процес електрофоретичного нанесення покриттів швидко широко використовується в таких галузях, як автомобілебудування, виробництво будівельних матеріалів, металовироби. , і побутова техніка.
Принципи
Смола, що міститься в катодному електрофоретичному покритті, має основні групи, які після нейтралізації кислотою утворюють сіль і розчиняються у воді.Після подачі постійного струму негативні іони кислотного радикалу рухаються до анода, а іони смоли та обгорнуті ними частинки пігменту рухаються до катода з позитивними зарядами та осідають на катоді.Це основний принцип електрофоретичного покриття (широко відомого як металізація).Електрофорезне покриття - це дуже складна електрохімічна реакція, щонайменше чотири ефекти електрофорезу, електроосадження, електролізу та електроосмосу відбуваються одночасно.
Електрофорез
Після вмикання анода і катода в колоїдному розчині колоїдні частинки під дією електричного поля переміщуються на бік катода (або анода), що називається електрофорезом.Речовина в колоїдному розчині знаходиться не в стані молекул і іонів, а розчиненої речовини, диспергованої в рідині.Речовина велика і не випаде в дисперсний стан.
Електроосадження
Явище твердого осаду з рідини називається агломерацією (агломерація, осадження), яка зазвичай виникає при охолодженні або концентруванні розчину, а електрофоретичне покриття покладається на електрику.При катодному електрофоретичному покритті позитивно заряджені частинки агрегують на катоді, а негативно заряджені частинки (тобто іони) агрегують на аноді.Коли позитивно заряджені колоїдні частинки (смола та пігмент) досягають катода (підкладки), після поверхні (високолужного шару розділу) утворюються електрони, які реагують з іонами гідроксиду, перетворюючись на нерозчинні у воді речовини, які осідають на катоді ( пофарбована заготовка).
Електроліз
У розчині з іонною провідністю анод і катод підключені до постійного струму, аніони притягуються до анода, а катіони притягуються до катода, і відбувається хімічна реакція.Анод забезпечує розчинення металу та електролітичне окислення з утворенням кисню, хлору тощо. Анод — це електрод, який може викликати реакцію окислення.Метал осідає на катоді, а Н+ електролітично відновлюється до водню.
Електроосмос
Після того, як два кінці (катод і анод) розчинів з різною концентрацією, розділених напівпроникною мембраною, подають під напругу, явище, коли розчин з низькою концентрацією переміщується на бік з високою концентрацією, називається електроосмосом.Плівка покриття, щойно нанесена на поверхню об’єкта з покриттям, є напівпроникною плівкою.Під безперервною дією електричного поля вода, що міститься в мазучій плівці, діалізується з плівки та переміщується у ванну для зневоднення плівки.Це електроосмос.Електроосмос перетворює гідрофільну плівку покриття на гідрофобну плівку покриття, а дегідратація робить плівку покриття щільною.Мокру фарбу після купання з хорошою електроосмотичною електрофоретичною фарбою можна торкатися, і вона не липне.Ви можете змити рідину для ванни, яка прилипла до мокрої плівки фарби, водою.
Характеристики електропокриття
Електрофоретична фарбувальна плівка має переваги повноти, рівномірності, плоскості та гладкого покриття.Твердість, адгезія, стійкість до корозії, ударна здатність і проникність плівки електрофоретичної фарби значно кращі, ніж інші процеси покриття.
(1) Використовується водорозчинна фарба, вода використовується як середовище для розчинення, що економить багато органічних розчинників, значно зменшує забруднення повітря та небезпеку для навколишнього середовища, є безпечним та санітарним і дозволяє уникнути прихованої небезпеки пожежі;
(2) Ефективність фарбування висока, втрати фарби невеликі, а коефіцієнт використання фарби може досягати 90% до 95%;
(3) Товщина плівки покриття рівномірна, адгезія міцна, а якість покриття хороша.Кожна частина заготовки, така як внутрішній шар, западини, зварні шви тощо, може отримати однорідну та гладку плівку покриття, що вирішує проблему інших методів покриття для заготовок складної форми.Проблема живопису;
(4) Ефективність виробництва висока, і конструкція може реалізовувати автоматичне та безперервне виробництво, що значно підвищує ефективність праці;
(5) Обладнання складне, інвестиційні витрати високі, енергоспоживання велике, температура, необхідна для сушіння та затвердіння, висока, керування фарбою та фарбуванням складне, умови будівництва суворі, необхідна очистка стічних вод ;
(6) Можна використовувати лише водорозчинну фарбу, а колір не можна змінювати під час процесу нанесення покриття.Стійкість фарби нелегко контролювати після тривалого зберігання.
(7) Обладнання для електрофоретичного покриття є складним, а технологічний вміст високий, що підходить для виробництва фіксованого кольору.
Обмеження електропокриття
(1) Він підходить лише для грунтовки провідних підкладок, таких як частини машин із чорних і кольорових металів.Неструмопровідні предмети, такі як дерево, пластик, тканина тощо, не можна покривати цим методом.
(2) Процес електрофоретичного покриття не підходить для об’єктів із покриттям, що складаються з кількох металів, якщо характеристики електрофорезу різні.
(3) Електрофоретичний процес нанесення покриття не можна використовувати для об’єктів із покриттям, які не можуть витримувати високу температуру.
(4) Електрофоретичне покриття не підходить для покриття з обмеженими вимогами до кольору.Електрофорне покриття різних кольорів потрібно фарбувати в різні борозенки.
(5) Електрофоретичне покриття не рекомендується для дрібносерійного виробництва (період оновлення ванни більше 6 місяців), оскільки швидкість оновлення ванни надто повільна, смола у ванні старіє, а вміст розчинника змінюється. сильно.Ванна нестійка.
Етапи електропокриття
(1) Для електрофоретичного покриття загальних металевих поверхонь технологічний процес такий: попереднє очищення → знежирення → промивання водою → видалення іржі → промивання водою → нейтралізація → промивання водою → фосфатування → промивання водою → пасивація → електрофоретичне покриття → очищення бака → ультрафільтрація вода промивання → сушіння → офлайн.
(2) Субстрат і попередня обробка об’єкта з покриттям мають великий вплив на плівку електрофоретичного покриття.Металеві виливки зазвичай очищають від іржі піскоструминною або дробеструйною обробкою, бавовняну пряжу використовують для видалення плаваючого пилу на поверхні заготовки, а наждачний папір використовують для видалення залишків сталевої дроби та іншого сміття на поверхні.Сталева поверхня оброблена знежиренням і видаленням іржі.Коли вимоги до поверхні занадто високі, необхідна обробка поверхні фосфатуванням і пасивацією.Заготовки з чорних металів необхідно фосфатувати перед анодним електрофорезом, інакше корозійна стійкість плівки фарби буде низькою.Під час обробки фосфатуванням зазвичай вибирають фосфатну плівку солі цинку товщиною приблизно від 1 до 2 мкм, і фосфатна плівка повинна мати дрібні однорідні кристали.
(3) У системі фільтрації зазвичай використовується первинна фільтрація, а фільтр є сітчастою мішковою структурою.Електрофоретична фарба транспортується до фільтра через вертикальний насос для фільтрації.Враховуючи комплексний цикл заміни та якість плівки фарби, фільтр-мішок із розміром пор 50 мкм є найкращим.Він може не тільки відповідати вимогам якості плівки фарби, але й вирішити проблему засмічення фільтрувального мішка.
(4) Розмір циркуляційної системи електрофоретичного покриття безпосередньо впливає на стабільність ванни та якість плівки фарби.Збільшення об'єму циркуляції зменшує випадання осаду та бульбашок рідини ванни;однак старіння рідини для ванни прискорюється, споживання енергії збільшується, а стабільність рідини для ванни погіршується.Ідеально контролювати час циклу рідини в резервуарі до 6-8 разів на годину, що не тільки гарантує якість плівки фарби, але й забезпечує стабільну роботу рідини в резервуарі.
(5) Зі збільшенням часу виробництва імпеданс анодної діафрагми буде збільшуватися, а ефективна робоча напруга зменшуватиметься.Тому на виробництві робочу напругу джерела живлення слід поступово збільшувати відповідно до втрати напруги, щоб компенсувати падіння напруги на анодній діафрагмі.
(6) Система ультрафільтрації контролює концентрацію іонів домішок, що приносяться заготовкою, щоб забезпечити якість покриття.Під час роботи цієї системи слід зазначити, що коли система працює, вона повинна працювати безперервно, і суворо заборонено працювати з перервами, щоб запобігти висиханню ультрафільтраційної мембрани.Висохла смола та пігмент прилипають до ультрафільтраційної мембрани і не можуть бути ретельно очищені, що серйозно вплине на водопроникність і термін служби ультрафільтраційної мембрани.Швидкість виходу води з ультрафільтраційної мембрани демонструє тенденцію до зниження з часом роботи.Його слід очищати один раз протягом 30-40 днів безперервної роботи, щоб забезпечити ультрафільтраційну воду, необхідну для ультрафільтраційного вилуговування та промивання.
(7) Метод електрофоретичного покриття підходить для виробничого процесу великої кількості складальних ліній.Цикл відновлення електрофорезної ванни повинен бути протягом 3 місяців.Наукове управління лазнею надзвичайно важливе.Регулярно перевіряються різні параметри ванни, відповідно до результатів випробувань ванна регулюється та замінюється.Як правило, параметри розчину ванни вимірюються з такою частотою: значення рН, вміст твердої речовини та провідність розчину для електрофорезу, розчину для ультрафільтрації та розчину для очищення ультрафільтрації, полярного розчину аніона (аноду), циркулюючого лосьйону та розчину для деіонізації, що очищає один раз. день;Базове співвідношення, вміст органічних розчинників і лабораторні випробування в невеликому резервуарі двічі на тиждень.
(8) Для управління якістю плівки фарби слід часто перевіряти рівномірність і товщину плівки фарби, а зовнішній вигляд не повинен мати точкових отворів, провисання, апельсинової кірки, зморшок тощо. Регулярно перевіряйте фізико-хімічні такі показники, як адгезія та стійкість до корозії покривної плівки.Цикл перевірки відповідає стандартам перевірки виробника, і, як правило, кожну партію необхідно перевіряти.
Обробка поверхні перед електрофорезом
Поверхнева обробка заготовки перед нанесенням покриття є важливою частиною електрофоретичного покриття, головним чином включає знежирення, видалення іржі, кондиціонування поверхні, фосфатування та інші процеси.Якість її обробки не тільки впливає на зовнішній вигляд плівки, знижує антикорозійні показники, але і руйнує стійкість фарбувального розчину.Таким чином, для поверхні заготовки перед фарбуванням необхідно, щоб вона була вільна від масляних плям, слідів іржі, без хімічних речовин для попередньої обробки та фосфатуючого осаду тощо, а фосфатуюча плівка має щільні та рівномірні кристали.Що стосується різних процесів попередньої обробки, ми не будемо розглядати їх окремо, а лише звернемо увагу на кілька моментів:
1) Якщо знежирення та іржа не чисті, це не тільки вплине на утворення фосфатуючої плівки, але також вплине на силу склеювання, декоративні характеристики та корозійну стійкість покриття.Плівка фарби схильна до усадки та появи точкових отворів.
2) Фосфатування: метою є покращення адгезії та антикорозійної здатності електрофоретичної плівки.Його роль полягає в наступному:
(1) Завдяки фізичним і хімічним ефектам посилюється адгезія плівки органічного покриття до основи.
(2) Фосфатуюча плівка перетворює поверхню металу з хорошого провідника на поганий, тим самим перешкоджаючи утворенню мікробатарей на поверхні металу, ефективно запобігаючи корозії покриття та підвищуючи стійкість до корозії та водонепроникність покриття.Крім того, лише на основі ретельного очищення дна та знежирення можна сформувати задовільну фосфатуючу плівку на чистій, однорідній та знежиреній поверхні.З цього погляду сама фосфатуюча плівка є найбільш інтуїтивно зрозумілою та надійною самоперевіркою впливу процесу попередньої обробки.
3) Миття: Якість миття на кожному етапі попередньої обробки матиме великий вплив на якість усієї попередньої обробки та плівки фарби.Під час останнього очищення деіонізованою водою перед фарбуванням переконайтеся, що провідність крапель об’єкта з покриттям не перевищує 30 мкс/см.Очищення не чисте, наприклад заготовка:
(1) Залишкова кислота, хімічна рідина для фосфатування, флокуляція смоли в рідині фарби та погіршення стабільності;
(2) Залишки сторонніх речовин (масляні плями, пил), отвори від усадки, частки та інші дефекти фарби;
(3) Залишки електролітів і солей призводять до загострення реакції електролізу та викликають дрібні дірки та інші захворювання.
Час публікації: 17 квітня 2021 р