Teollinen sähköpinnoite on laajalti käytetty pintakäsittely suojaamaanmetallivalutja CNC-työstötuotteet korroosiolta kauniilla viimeistelyllä.Monet asiakkaat kysyvät metallivalujen pintakäsittelystä jatarkkuuskoneistetut osat.Tämä artikkeli keskittyy elektroforeettiseen pinnoitusprosessiin.Toivottavasti siitä on apua kaikille kumppaneille.
Sähköpinnoitus on pinnoitusmenetelmä, jossa elektroforeettiseen liuokseen suspendoituneet hiukkaset, kuten pigmentit ja hartsit, suunnataan kulkeutumaan ja laskeutumaan toisen elektrodin pinnalle käyttämällä ulkoista sähkökenttää.Elektroforeettisen pinnoituksen periaate keksittiin 1930-luvun lopulla, mutta tämä tekniikka kehitettiin ja teolliseen käyttöön saatiin vuoden 1963 jälkeen. Elektroforeettinen pinnoitus on vesiohenteisten pinnoitteiden käytännöllisin rakennusprosessi.Elektroforeettisella pinnoitteella on vesiliukoisuus, myrkyttömyys ja helppo automaattinen ohjaus.Koska se soveltuu johtavien työkappaleiden pintakäsittelyyn (metallivalut, koneistetut osat, takeet, metallilevyosat ja hitsausosat jne.), elektroforeettista pinnoitusprosessia on nopeasti käytetty laajalti teollisuudessa, kuten autoissa, rakennusmateriaaleissa, laitteistoissa. ja kodinkoneet.
periaatteet
Katodisen elektroforeettisen pinnoitteen sisältämässä hartsissa on emäksisiä ryhmiä, jotka muodostavat suolan happoneutraloinnin jälkeen ja liukenevat veteen.Tasavirran syöttämisen jälkeen happoradikaalin negatiiviset ionit siirtyvät anodille ja hartsi-ionit ja niiden kietoimat pigmenttihiukkaset siirtyvät katodille positiivisin varauksin ja kerrostuvat katodille.Tämä on elektroforeettisen pinnoituksen (tunnetaan yleisesti pinnoituksena) perusperiaate.Elektroforeesipinnoite on erittäin monimutkainen sähkökemiallinen reaktio, jossa esiintyy samanaikaisesti vähintään neljä vaikutusta: elektroforeesi, sähkösaostus, elektrolyysi ja sähköosmoosi.
Elektroforeesi
Kun kolloidisen liuoksen anodi ja katodi on kytketty päälle, kolloidipartikkelit siirtyvät katodin (tai anodin) puolelle sähkökentän vaikutuksesta, jota kutsutaan elektroforeesiksi.Kolloidisessa liuoksessa oleva aine ei ole molekyylien ja ionien tilassa, vaan liuennut aine dispergoituneena nesteeseen.Aine on suurikokoinen eikä saostu dispergoituneeseen tilaan.
Sähkösaostus
Nesteestä kiinteän saostumisen ilmiötä kutsutaan agglomeraatioksi (agglomeraatioksi, kerrostukseksi), joka syntyy yleensä liuosta jäähdytettäessä tai väkevöitäessä, ja elektroforeettinen pinnoitus perustuu sähköön.Katodisessa elektroforeettisessa pinnoituksessa positiivisesti varautuneet hiukkaset aggregoituvat katodille ja negatiivisesti varautuneet hiukkaset (eli ionit) aggregoituvat anodille.Kun positiivisesti varautuneet kolloidiset hiukkaset (hartsi ja pigmentti) saavuttavat katodin (substraatin) Pinta-alan (erittäin emäksinen rajapintakerros) jälkeen saadaan elektroneja, jotka reagoivat hydroksidi-ionien kanssa veteen liukenemattomiksi aineiksi, jotka kerrostuvat katodille ( maalattu työkappale).
Elektrolyysi
Liuoksessa, jossa on ionijohtavuus, anodi ja katodi kytketään tasavirtaan, anionit vetäytyvät anodiin ja kationit vetoavat katodiin ja tapahtuu kemiallinen reaktio.Anodi tuottaa metallin liukenemista ja elektrolyyttistä hapettumista tuottaen happea, klooria jne. Anodi on elektrodi, joka voi aiheuttaa hapetusreaktion.Metalli saostuu katodilla ja H+ pelkistetään elektrolyyttisesti vedyksi.
Elektroosmoosi
Sen jälkeen, kun puoliläpäisevällä kalvolla erotettujen eripitoisten liuosten kaksi päätä (katodi ja anodi) on aktivoitu, ilmiötä, jossa pienipitoisuus liuos siirtyy korkean pitoisuuden puolelle, kutsutaan sähköosmoosiksi.Päällystetyn esineen pinnalle juuri kerrostettu pinnoitekalvo on puoliläpäisevä kalvo.Sähkökentän jatkuvan vaikutuksen alaisena leviävän kalvon sisältämä vesi dialysoituu pois kalvosta ja siirtyy kylpyyn kuivatakseen kalvon.Tämä on sähköosmoosi.Elektroosmoosi muuttaa hydrofiilisen pinnoitekalvon hydrofobiseksi pinnoitekalvoksi, ja dehydraatio tekee pinnoitekalvosta tiheän.Märkä maali uimisen jälkeen hyvällä sähköosmoosielektroforeettisella maalilla voidaan koskettaa eikä tahmea.Voit huuhdella märkään maalikalvoon tarttuneen kylpynesteen pois vedellä.
Sähköpinnoitteen ominaisuudet
Elektroforeettisen maalikalvon etuna on täyteys, tasaisuus, tasaisuus ja sileä pinnoite.Elektroforeettisen maalikalvon kovuus, tarttuvuus, korroosionkestävyys, iskunkestävyys ja läpäisevyys ovat huomattavasti parempia kuin muut pinnoitusprosessit.
(1) Vesiliukoista maalia käytetään, vettä käytetään liuotusaineena, joka säästää paljon orgaanisia liuottimia, vähentää huomattavasti ilman saastumista ja ympäristöhaittoja, on turvallinen ja hygieeninen ja välttää piilotetun tulipalon vaaran;
(2) Maalaustehokkuus on korkea, maalihäviö on pieni ja maalin käyttöaste voi olla 90-95%;
(3) Pinnoitekalvon paksuus on tasainen, tarttuvuus on vahva ja pinnoitteen laatu on hyvä.Jokainen työkappaleen osa, kuten sisäkerros, syvennykset, hitsit jne., voi saada tasaisen ja sileän pinnoituskalvon, joka ratkaisee monimutkaisen muotoisten työkappaleiden muiden pinnoitusmenetelmien ongelman.Maalausongelma;
(4) Tuotannon tehokkuus on korkea, ja rakentaminen voi toteuttaa automaattisen ja jatkuvan tuotannon, mikä parantaa huomattavasti työvoiman tehokkuutta;
(5) Laitteet ovat monimutkaisia, investointikustannukset ovat korkeat, virrankulutus on suuri, kuivaamiseen ja kovettumiseen vaadittava lämpötila on korkea, maalin ja maalauksen hallinta on monimutkaista, rakennusolosuhteet ovat tiukat ja jäteveden käsittely vaaditaan ;
(6) Vain vesiliukoista maalia voidaan käyttää, eikä väriä voi muuttaa pinnoitusprosessin aikana.Maalin pysyvyyttä ei ole helppo hallita pitkän varastoinnin jälkeen.
(7) Elektroforeettinen pinnoituslaitteisto on monimutkainen ja teknologiasisältö on korkea, mikä sopii kiinteän värin tuotantoon.
Sähköpinnoituksen rajoitukset
(1) Se soveltuu vain johtavien alustojen, kuten rautametallien ja ei-rautametallien koneenosien, pohjamaalaukseen.Sähköä johtamattomia esineitä, kuten puuta, muovia, kangasta jne., ei voida pinnoittaa tällä menetelmällä.
(2) Elektroforeettinen pinnoitusprosessi ei sovellu pinnoitetuille esineille, jotka koostuvat useista metalleista, jos elektroforeesiominaisuudet ovat erilaiset.
(3) Elektroforeettista pinnoitusprosessia ei voida käyttää pinnoitetuille esineille, jotka eivät kestä korkeita lämpötiloja.
(4) Elektroforeettinen pinnoite ei sovellu pinnoittamiseen, jonka värivaatimukset ovat rajalliset.Eriväriset elektroforeettiset pinnoitteet on maalattava eri uriin.
(5) Elektroforeettista pinnoitetta ei suositella pienierätuotantoon (kylvyn uusimisaika yli 6 kuukautta), koska kylvyn uusiutumisnopeus on liian hidas, kylvyn hartsi vanhenee ja liuotinpitoisuus muuttuu. suuresti.Kylpy on epävakaa.
Sähköpinnoituksen vaiheet
(1) Yleisten metallipintojen elektroforeettiseen pinnoitukseen prosessivirtaus on: esipuhdistus → rasvanpoisto → vesipesu → ruosteenpoisto → vesipesu → neutralointi → vesipesu → fosfatointi → vesipesu → passivointi → elektroforeettinen pinnoitus → säiliön kansi Puhdistus → ultrasuodatusvesipesu → kuivaus → offline.
(2) Pinnoitetun esineen substraatilla ja esikäsittelyllä on suuri vaikutus elektroforeettiseen pinnoituskalvoon.Metallivalut poistetaan yleensä ruosteesta hiekkapuhalluksella, puuvillalankaa käytetään kelluvan pölyn poistamiseen työkappaleen pinnalta ja hiekkapaperia käytetään teräsjäämien ja muiden roskat poistamiseen pinnalta.Teräspinta on käsitelty rasvanpoistolla ja ruosteenpoistolla.Kun pintavaatimukset ovat liian korkeat, tarvitaan fosfatointi- ja passivointipintakäsittelyjä.Rautametallityökappaleet on fosfatoitava ennen anodielektroforeesia, muuten maalikalvon korroosionkestävyys on huono.Fosfatointikäsittelyssä valitaan yleensä sinkkisuolafosfatointikalvo, jonka paksuus on noin 1-2 μm, ja fosfaattikalvon vaaditaan olevan hienoja ja tasaisia kiteitä.
(3) Suodatusjärjestelmässä käytetään yleensä ensisijaista suodatusta, ja suodatin on verkkopussirakenne.Elektroforeettinen maali kuljetetaan suodattimeen pystysuoran pumpun kautta suodatusta varten.Kun otetaan huomioon kattava vaihtosykli ja maalikalvon laatu, suodatinpussi, jonka huokoskoko on 50 μm, on paras.Se ei vain täytä maalikalvon laatuvaatimuksia, vaan myös ratkaise suodatinpussin tukkeutumisen ongelman.
(4) Elektroforeettisen pinnoitteen kiertojärjestelmän koko vaikuttaa suoraan kylvyn vakauteen ja maalikalvon laatuun.Kierrätystilavuuden lisääminen vähentää saostumista ja kylpynesteen kuplia;kylpynesteen vanheneminen kuitenkin kiihtyy, energiankulutus kasvaa ja kylpynesteen stabiilisuus huononee.On ihanteellista säätää säiliönesteen sykliajat 6-8 kertaan/h, mikä ei ainoastaan takaa maalikalvon laatua, vaan myös säiliönesteen vakaan toiminnan.
(5) Kun tuotantoaika pitenee, anodin kalvon impedanssi kasvaa ja tehollinen käyttöjännite pienenee.Siksi tuotannossa teholähteen käyttöjännitettä tulisi asteittain nostaa jännitehäviön mukaan anodikalvon jännitehäviön kompensoimiseksi.
(6) Ultrasuodatusjärjestelmä ohjaa työkappaleen tuomien epäpuhtaus-ionien pitoisuutta pinnoitteen laadun varmistamiseksi.Tätä järjestelmää käytettäessä on huomioitava, että kun järjestelmä on toiminnassa, sen tulee toimia jatkuvasti ja on ehdottomasti kiellettyä ajaa katkonaisesti ultrasuodatuskalvon kuivumisen estämiseksi.Kuivattu hartsi ja pigmentti tarttuvat ultrasuodatuskalvoon, eikä niitä voida puhdistaa perusteellisesti, mikä vaikuttaa vakavasti ultrasuodatuskalvon vedenläpäisevyyteen ja käyttöikään.Ultrasuodatuskalvon veden ulostulonopeus näyttää laskevan käyntiajan myötä.Se tulee puhdistaa kerran 30-40 päivän jatkuvaa työtä varten, jotta ultrasuodatusliuotukseen ja pesuun tarvittava ultrasuodatusvesi on taattu.
(7) Elektroforeettinen pinnoitusmenetelmä soveltuu useiden kokoonpanolinjojen tuotantoprosessiin.Elektroforeesikylvyn uusimisjakson tulisi olla 3 kuukauden sisällä.Kylvyn tieteellinen hallinta on erittäin tärkeää.Kylpyammeen erilaisia parametreja testataan säännöllisesti ja kylpyä säädetään ja vaihdetaan testitulosten mukaan.Yleensä kylpyliuoksen parametrit mitataan seuraavalla taajuudella: pH-arvo, kiintoainepitoisuus ja elektroforeesiliuoksen, ultrasuodatusliuoksen ja ultrasuodatuspuhdistusliuoksen, anionisen (anodin) polaarisen liuoksen, kiertoveden ja ioninpoistopuhdistusliuoksen johtavuus kerran. päivä;Pohjasuhde, orgaanisen liuottimen pitoisuus ja laboratorio pieni säiliötesti kahdesti viikossa.
(8) Maalikalvon laadun hallitsemiseksi maalikalvon tasaisuus ja paksuus on tarkistettava usein, eikä ulkonäössä saa olla reikiä, roikkumista, appelsiininkuorta, ryppyjä jne. Tarkista säännöllisesti fysikaalinen ja kemiallinen indikaattorit, kuten pinnoitekalvon tarttuvuus ja korroosionkestävyys.Tarkastusjakso on valmistajan tarkastusstandardien mukainen, ja yleensä jokainen erä on tarkastettava.
Pintakäsittely ennen elektroforeesia
Työkappaleen pintakäsittely ennen pinnoitusta on tärkeä osa elektroforeettista päällystystä, johon liittyy pääasiassa rasvanpoistoa, ruosteenpoistoa, pintakäsittelyä, fosfatointia ja muita prosesseja.Sen käsittelyn laatu ei vaikuta vain kalvon ulkonäköön, heikentää korroosionestokykyä, mutta myös tuhoaa maaliliuoksen stabiilisuuden.Siksi työkappaleen pinnalla ennen maalausta sen on oltava vailla öljytahroja, ruosteen jälkiä, ei esikäsittelykemikaaleja ja fosfatoivaa sedimentaatiota jne., ja fosfatointikalvossa on tiheitä ja tasalaatuisia kiteitä.Mitä tulee erilaisiin esikäsittelyprosesseihin, emme keskustele niistä erikseen, vaan esitämme vain muutaman huomion:
1) Jos rasvanpoisto ja ruoste eivät ole puhtaita, se ei vaikuta vain fosfatointikalvon muodostumiseen, vaan myös pinnoitteen sidosvoimaan, koristeelliseen suorituskykyyn ja korroosionkestävyyteen.Maalikalvo on herkkä kutistumaan ja reikiintymään.
2) Fosfatointi: Tarkoituksena on parantaa elektroforeettisen kalvon tarttuvuutta ja korroosionestokykyä.Sen rooli on seuraava:
(1) Fysikaalisten ja kemiallisten vaikutusten ansiosta orgaanisen pinnoitekalvon tarttuvuus alustaan paranee.
(2) Fosfatointikalvo muuttaa metallipinnan hyvästä johtimesta huonoksi johtimeksi, mikä estää mikroakkujen muodostumisen metallipinnalle, estää tehokkaasti pinnoitteen korroosion ja lisää pinnoitteen korroosionkestävyyttä ja vedenkestävyyttä. pinnoite.Lisäksi puhtaalle, tasaiselle ja rasvattomalle pinnalle voidaan muodostaa tyydyttävä fosfatointikalvo vain perusteellisen pohjan ja rasvanpoiston perusteella.Tästä näkökulmasta itse fosfatointikalvo on intuitiivisin ja luotettavin itsetarkistus esikäsittelyprosessin vaikutuksesta.
3) Pesu: Pesun laadulla esikäsittelyn jokaisessa vaiheessa on suuri vaikutus koko esikäsittelyn ja maalikalvon laatuun.Viimeisen deionisoidun vesipuhdistuksen yhteydessä ennen maalausta varmista, että pinnoitetun esineen tippuvan johtavuus on enintään 30 μs/cm.Puhdistus ei ole puhdas, kuten työkappale:
(1) Hapon jäännös, fosfatointineste, hartsin flokkulaatio maalinesteessä ja stabiilisuuden heikkeneminen;
(2) vieraat aineet (öljytahrat, pöly), kutistumisreiät, hiukkaset ja muut maalikalvon viat;
(3) Jäännöselektrolyytit ja suolat johtavat elektrolyysireaktion pahenemiseen ja aiheuttavat reikiä ja muita sairauksia.
Postitusaika: 17.4.2021