Priemyselné elektropovlakovanie je široko používaná povrchová úprava na ochranukovové odliatkya CNC obrábanie výrobkov z korózie s pekným povrchom. Mnoho zákazníkov sa pýta na povrchovú úpravu kovových odliatkov apresne opracované diely. Tento článok sa zameria na proces elektroforetického poťahovania. Dúfam, že to bude užitočné pre všetkých partnerov.
Elektropovlakovanie je metóda poťahovania, pri ktorej sú častice, ako sú pigmenty a živice suspendované v elektroforetickom roztoku, orientované tak, aby migrovali a ukladali sa na povrch jednej z elektród pomocou vonkajšieho elektrického poľa. Princíp elektroforetického nanášania bol vynájdený koncom 30. rokov 20. storočia, ale táto technológia bola vyvinutá a priemyselne využitá až po roku 1963. Elektroforetické nanášanie je najpraktickejší konštrukčný proces pre nátery na báze vody. Elektroforetický povlak má vlastnosti rozpustnosti vo vode, netoxicitu a jednoduché automatické ovládanie. Pretože je vhodný na povrchovú úpravu vodivých obrobkov (kovové odliatky, obrábané diely, výkovky, plechové diely a zváracie diely atď.), Elektroforetický proces nanášania sa rýchlo široko používa v priemyselných odvetviach, ako sú automobily, stavebné materiály, hardvér. a domáce spotrebiče.
Princípy
Živica obsiahnutá v katódovom elektroforetickom povlaku má zásadité skupiny, ktoré po neutralizácii kyselinou tvoria soľ a rozpúšťajú sa vo vode. Po privedení jednosmerného prúdu sa záporné ióny kyslých radikálov presunú na anódu a ióny živice a nimi obalené častice pigmentu sa presunú ku katóde s kladným nábojom a uložia sa na katóde. Toto je základný princíp elektroforetického poťahovania (bežne známeho ako pokovovanie). Elektroforézne nanášanie je veľmi zložitá elektrochemická reakcia, súčasne prebiehajú najmenej štyri efekty elektroforézy, elektrodepozície, elektrolýzy a elektroosmózy.
Elektroforéza
Po zapnutí anódy a katódy v koloidnom roztoku sa koloidné častice pohybujú na stranu katódy (alebo anódy) pôsobením elektrického poľa, čo sa nazýva elektroforéza. Látka v koloidnom roztoku nie je v stave molekúl a iónov, ale rozpustená látka dispergovaná v kvapaline. Látka je veľká a nebude sa vyzrážať do dispergovaného stavu.
Elektrodepozícia
Fenomén zrážania tuhej látky z kvapaliny sa nazýva aglomerácia (aglomerácia, usadzovanie), ktorá vo všeobecnosti vzniká pri ochladzovaní alebo koncentrácii roztoku a elektroforetické poťahovanie je závislé od elektriny. Pri katódovom elektroforetickom poťahovaní sa kladne nabité častice agregujú na katóde a záporne nabité častice (tj ióny) agregujú na anóde. Keď kladne nabité koloidné častice (živica a pigment) dosiahnu katódu (substrát) Po povrchovej ploche (vysoko alkalická vrstva rozhrania) sa získajú elektróny, ktoré reagujú s hydroxidovými iónmi za vzniku vo vode nerozpustných látok, ktoré sa ukladajú na katóde ( lakovaný obrobok).
Elektrolýza
V roztoku s iónovou vodivosťou sú anóda a katóda pripojené k jednosmernému prúdu, anióny sú priťahované k anóde a katióny sú priťahované ku katóde a dochádza k chemickej reakcii. Anóda vytvára rozpúšťanie kovu a elektrolytickú oxidáciu za vzniku kyslíka, chlóru atď. Anóda je elektróda, ktorá môže vyvolať oxidačnú reakciu. Kov sa vyzráža na katóde a H+ sa elektrolyticky redukuje na vodík.
Elektroosmóza
Po aktivácii dvoch koncov (katóda a anóda) roztokov s rôznymi koncentráciami oddelenými semipermeabilnou membránou sa jav, že roztok s nízkou koncentráciou presunie na stranu s vysokou koncentráciou, nazýva elektroosmóza. Poťahový film práve nanesený na povrch potiahnutého predmetu je polopriepustný film. Pri nepretržitom pôsobení elektrického poľa voda obsiahnutá v roztieracom filme dialyzuje z filmu a presúva sa do kúpeľa, aby film vysušila. Toto je elektroosmóza. Elektroosmóza premení hydrofilný povlakový film na hydrofóbny povlakový film a dehydratácia spôsobuje, že povlakový film je hustý. Mokrá farba po plávaní s dobrou elektroosmóznou elektroforetickou farbou sa môže dotýkať a nie je lepkavá. Tekutinu z kúpeľa prilepenú na mokrom náterovom filme môžete opláchnuť vodou.
Charakteristika elektropovlakovania
Elektroforetický náterový film má výhody plnosti, rovnomernosti, rovinnosti a hladkého povlaku. Tvrdosť, priľnavosť, odolnosť proti korózii, rázová húževnatosť a priepustnosť elektroforetického náterového filmu sú výrazne lepšie ako pri iných procesoch nanášania.
(1) Používa sa vodou riediteľná farba, voda sa používa ako rozpúšťacie médium, ktoré šetrí veľa organických rozpúšťadiel, výrazne znižuje znečistenie ovzdušia a nebezpečenstvo pre životné prostredie, je bezpečné a hygienické a zabraňuje skrytému nebezpečenstvu požiaru;
(2) Účinnosť lakovania je vysoká, strata farby je malá a miera využitia farby môže dosiahnuť 90% až 95%;
(3) Hrúbka náterového filmu je rovnomerná, priľnavosť je silná a kvalita náteru je dobrá. Každá časť obrobku, ako je vnútorná vrstva, priehlbiny, zvary atď., môže získať rovnomerný a hladký povlakový film, ktorý rieši problém iných spôsobov povlakovania pre obrobky zložitého tvaru. Problém maľovania;
(4) Efektívnosť výroby je vysoká a konštrukcia môže realizovať automatickú a nepretržitú výrobu, čo výrazne zlepšuje efektivitu práce;
(5) Zariadenie je zložité, investičné náklady sú vysoké, spotreba energie je veľká, teplota potrebná na sušenie a vytvrdzovanie je vysoká, riadenie farieb a náterov je komplikované, stavebné podmienky sú prísne a vyžaduje sa čistenie odpadových vôd ;
(6) Môže sa použiť iba vodou riediteľná farba a farba sa nemôže počas procesu nanášania meniť. Stabilita farby sa po dlhšom skladovaní nedá ľahko kontrolovať.
(7) Zariadenie na elektroforetické nanášanie je zložité a obsah technológie je vysoký, čo je vhodné na výrobu stálej farby.
Obmedzenia elektropovlakovania
(1) Je vhodný len na základný náter vodivých substrátov, ako sú časti strojov zo železných a neželezných kovov. Nevodivé predmety ako drevo, plast, tkanina atď. nie je možné natierať touto metódou.
(2) Proces elektroforetického poťahovania nie je vhodný pre potiahnuté predmety zložené z viacerých kovov, ak sú charakteristiky elektroforézy odlišné.
(3) Elektroforetický proces nanášania nie je možné použiť na natierané predmety, ktoré nevydržia vysokú teplotu.
(4) Elektroforetický náter nie je vhodný na náter s obmedzenými požiadavkami na farbu. Elektroforetický náter rôznych farieb je potrebné natrieť do rôznych drážok.
(5) Elektroforetický náter sa neodporúča pre malosériovú výrobu (obdobie obnovy kúpeľa je viac ako 6 mesiacov), pretože rýchlosť obnovy kúpeľa je príliš pomalá, živica v kúpeli starne a mení sa obsah rozpúšťadla. veľmi. Kúpeľ je nestabilný.
Kroky elektropovlakovania
(1) Pre elektroforetické nanášanie všeobecných kovových povrchov je procesný postup: predčistenie → odmasťovanie → umývanie vodou → odstraňovanie hrdze → umývanie vodou → neutralizácia → umývanie vodou → fosfátovanie → umývanie vodou → pasivácia → elektroforetický náter → vrchná časť nádrže Čistenie → ultrafiltrácia umývanie vody → sušenie → offline.
(2) Substrát a predúprava potiahnutého predmetu majú veľký vplyv na elektroforetický náterový film. Kovové odliatky sa vo všeobecnosti zbavujú hrdze pieskovaním alebo brokovaním, bavlnená priadza sa používa na odstránenie plávajúceho prachu na povrchu obrobku a brúsny papier sa používa na odstránenie zvyškov oceľových brokov a iných nečistôt na povrchu. Oceľový povrch je ošetrený odmasťovaním a odhrdzovaním. Ak sú požiadavky na povrch príliš vysoké, vyžaduje sa fosfátovanie a pasivácia povrchu. Obrobky zo železných kovov musia byť pred anodickou elektroforézou fosfátované, inak bude odolnosť náterového filmu proti korózii zlá. Pri fosfátovaní sa vo všeobecnosti volí fosfátovací film zinkovej soli s hrúbkou približne 1 až 2 μm a vyžaduje sa, aby fosfátový film mal jemné a jednotné kryštály.
(3) Vo filtračnom systéme sa vo všeobecnosti používa primárna filtrácia a filter je štruktúra sieťového vrecka. Elektroforetická farba sa dopravuje k filtru cez vertikálne čerpadlo na filtráciu. Vzhľadom na komplexný cyklus výmeny a kvalitu náterového filmu je najlepšie filtračné vrecko s veľkosťou pórov 50μm. Dokáže nielen splniť požiadavky na kvalitu náterového filmu, ale aj vyriešiť problém upchávania filtračného vrecka.
(4) Veľkosť cirkulačného systému elektroforetického náteru priamo ovplyvňuje stabilitu kúpeľa a kvalitu náterového filmu. Zvýšenie cirkulačného objemu znižuje zrážanie a bublinky kvapaliny kúpeľa; starnutie kvapaliny v kúpeli sa však urýchľuje, spotreba energie sa zvyšuje a stabilita kvapaliny v kúpeli sa zhoršuje. Ideálne je riadiť časy cyklov tankovej kvapaliny na 6-8 krát/h, čím je zaručená nielen kvalita náterového filmu, ale aj stabilná prevádzka tankovej kvapaliny.
(5) So zvyšujúcim sa časom výroby sa impedancia anódovej membrány zvýši a efektívne pracovné napätie sa zníži. Preto by sa pri výrobe malo prevádzkové napätie napájacieho zdroja postupne zvyšovať podľa straty napätia, aby sa kompenzoval pokles napätia na anódovej membráne.
(6) Ultrafiltračný systém riadi koncentráciu iónov nečistôt, ktoré prináša obrobok, aby sa zabezpečila kvalita povlaku. Pri prevádzke tohto systému je potrebné poznamenať, že akonáhle je systém v prevádzke, mal by bežať nepretržite a je prísne zakázané bežať prerušovane, aby sa zabránilo vysychaniu ultrafiltračnej membrány. Zaschnutá živica a pigment priľnú k ultrafiltračnej membráne a nedajú sa dôkladne vyčistiť, čo vážne ovplyvní priepustnosť vody a životnosť ultrafiltračnej membrány. Rýchlosť výstupu vody z ultrafiltračnej membrány vykazuje klesajúci trend s dobou chodu. Mal by sa čistiť raz za 30-40 dní nepretržitej práce, aby sa zabezpečila ultrafiltračná voda potrebná na ultrafiltračné lúhovanie a premývanie.
(7) Metóda elektroforetického nanášania je vhodná na výrobný proces veľkého počtu montážnych liniek. Cyklus obnovy elektroforetického kúpeľa by mal byť do 3 mesiacov. Vedecké vedenie kúpeľa je mimoriadne dôležité. Pravidelne sa testujú rôzne parametre vane a podľa výsledkov skúšok sa vaňa upravuje a vymieňa. Vo všeobecnosti sa parametre kúpeľového roztoku merajú s nasledujúcou frekvenciou: hodnota pH, obsah pevných látok a vodivosť elektroforetického roztoku, ultrafiltračného roztoku a ultrafiltračného čistiaceho roztoku, aniónového (anódového) polárneho roztoku, cirkulujúceho mlieka a jednorazovo deionizačného čistiaceho roztoku. deň; Základný pomer, obsah organického rozpúšťadla a laboratórny test v malej nádrži dvakrát týždenne.
(8) Kvôli riadeniu kvality náterového filmu by sa mala často kontrolovať rovnomernosť a hrúbka náterového filmu a vzhľad by nemal mať dierky, ochabnutie, pomarančovú kôru, vrásky atď. Pravidelne kontrolujte fyzikálne a chemické vlastnosti indikátory, ako je priľnavosť a odolnosť náterového filmu proti korózii. Kontrolný cyklus je v súlade s kontrolnými normami výrobcu a vo všeobecnosti je potrebné skontrolovať každú šaržu.
Povrchová úprava pred elektroforézou
Povrchová úprava obrobku pred lakovaním je dôležitou súčasťou elektroforetického lakovania, zahŕňa najmä odmasťovanie, odstraňovanie hrdze, povrchovú úpravu, fosfátovanie a iné procesy. Kvalita jeho spracovania ovplyvňuje nielen vzhľad filmu, znižuje antikorózny výkon, ale tiež ničí stabilitu roztoku farby. Preto sa na povrchu obrobku pred lakovaním vyžaduje, aby bol bez olejových škvŕn, škvŕn od hrdze, bez chemikálií na predbežnú úpravu a sedimentácie fosfátovania atď., A fosfátovací film má husté a rovnomerné kryštály. Čo sa týka rôznych procesov predúpravy, nebudeme ich diskutovať jednotlivo, ale upozorníme len na niekoľko bodov:
1) Ak odmasťovanie a hrdza nie sú čisté, ovplyvní to nielen tvorbu fosfátovacieho filmu, ale ovplyvní aj lepiacu silu, dekoratívny výkon a odolnosť náteru proti korózii. Náterový film je náchylný na zmršťovanie a dierky.
2) Fosfátovanie: Účelom je zlepšiť priľnavosť a antikoróznu schopnosť elektroforetického filmu. Jeho úloha je nasledovná:
(1) V dôsledku fyzikálnych a chemických účinkov sa zvyšuje priľnavosť organického náterového filmu k podkladu.
(2) Fosfátovací film premení kovový povrch z dobrého vodiča na slabý vodič, čím inhibuje tvorbu mikrobatérií na kovovom povrchu, účinne zabraňuje korózii povlaku a zvyšuje odolnosť proti korózii a vode. náter. Okrem toho len na základe dôkladného dna a odmastenia možno na čistom, rovnomernom a odmastenom povrchu vytvoriť uspokojivý fosfátovací film. Z tohto hľadiska je samotná fosfátovacia fólia najintuitívnejšou a najspoľahlivejšou samokontrolou účinku procesu predúpravy.
3) Pranie: Kvalita umytia v každej fáze predúpravy bude mať veľký vplyv na kvalitu celej predúpravy a náterového filmu. Pri poslednom čistení deionizovanou vodou pred lakovaním sa uistite, že vodivosť odkvapkávania potiahnutého predmetu nie je väčšia ako 30μs/cm. Čistenie nie je čisté, ako napríklad obrobok:
(1) Zvyšková kyselina, fosfátovacia chemická kvapalina, flokulácia živice v kvapaline farby a zhoršenie stability;
(2) Zvyškové cudzie látky (olejové škvrny, prach), diery po zmrštení, častice a iné chyby v náterovom filme;
(3) Zvyškové elektrolyty a soli vedú k zhoršeniu elektrolýznej reakcie a vytvárajú dierky a iné choroby.
Čas odoslania: 17. apríla 2021