Industriell elektrobeläggning är en mycket använd ytbehandling för att skyddametallgjutgodsoch CNC-bearbetningsprodukter från korrosionen med fin finish.Många kunder ställer frågor om ytbehandling av metallgjutgods ochprecisionsbearbetade delar.Den här artikeln kommer att fokusera på den elektroforetiska beläggningsprocessen.Hoppas det kommer att vara till hjälp för alla partners.
Elektrobeläggning är en beläggningsmetod där partiklar som pigment och hartser suspenderade i den elektroforetiska lösningen orienteras för att migrera och avsättas på ytan av en av elektroderna genom att använda ett externt elektriskt fält.Principen för elektroforetisk beläggning uppfanns i slutet av 1930-talet, men denna teknik utvecklades och fick industriell tillämpning efter 1963. Elektroforetisk beläggning är den mest praktiska konstruktionsprocessen för vattenbaserade beläggningar.Elektroforetisk beläggning har egenskaperna vattenlöslighet, icke-toxicitet och enkel automatisk kontroll.Eftersom den är lämplig för ytbehandling av ledande arbetsstycken (metallgjutgods, bearbetade delar, smide, plåtdelar och svetsdelar, etc.), har den elektroforetiska beläggningsprocessen snabbt använts i stor utsträckning i industrier som bilar, byggmaterial, hårdvara och hushållsapparater.
Principer
Hartset som ingår i den katodiska elektroforetiska beläggningen har basiska grupper, som bildar ett salt efter syraneutralisering och löses upp i vatten.Efter att likströmmen har applicerats flyttar de negativa jonerna av surradikal till anoden, och hartsjonerna och pigmentpartiklarna som lindas in av dem flyttar till katoden med positiva laddningar och avsätts på katoden.Detta är den grundläggande principen för elektroforetisk beläggning (allmänt känd som plätering).Elektroforesbeläggning är en mycket komplex elektrokemisk reaktion, minst fyra effekter av elektrofores, elektroavsättning, elektrolys och elektroosmos inträffar samtidigt.
Elektrofores
Efter att anoden och katoden i den kolloidala lösningen har slagits på, flyttar de kolloidala partiklarna till katodsidan (eller anodsidan) under inverkan av det elektriska fältet, vilket kallas elektrofores.Ämnet i den kolloidala lösningen är inte i tillståndet av molekyler och joner, utan det lösta ämnet dispergerat i vätskan.Ämnet är stort och kommer inte att fällas ut i ett dispergerat tillstånd.
Elektrodeposition
Fenomenet med fast utfällning från vätska kallas agglomeration (agglomerering, avsättning), som vanligtvis uppstår när lösningen kyls eller koncentreras, och elektroforetisk beläggning är beroende av elektricitet.Vid katodisk elektroforetisk beläggning aggregerar positivt laddade partiklar på katoden och negativt laddade partiklar (dvs joner) aggregerar på anoden.När de positivt laddade kolloidala partiklarna (harts och pigment) når katoden (substratet) Efter ytarean (mycket alkaliskt gränsskikt) erhålls elektroner som reagerar med hydroxidjoner för att bli vattenolösliga ämnen, som avsätts på katoden ( målat arbetsstycke).
Elektrolys
I en lösning med jonkonduktivitet är anoden och katoden anslutna till likström, anjoner attraheras till anoden och katjoner attraheras till katoden och en kemisk reaktion sker.Anoden producerar metallupplösning och elektrolytisk oxidation för att producera syre, klor, etc. Anoden är en elektrod som kan producera en oxidationsreaktion.Metallen fälls ut vid katoden och H+ reduceras elektrolytiskt till väte.
Elektroosmos
Efter att de två ändarna (katod och anod) av lösningar med olika koncentrationer åtskilda av ett semipermeabelt membran har aktiverats, kallas fenomenet att lågkoncentrationslösningen flyttar till högkoncentrationssidan elektroosmos.Beläggningsfilmen som just avsatts på ytan av det belagda föremålet är en semipermeabel film.Under den kontinuerliga verkan av det elektriska fältet dialyserar vattnet som finns i den smetande filmen ut ur filmen och flyttar sig till badet för att torka filmen.Detta är elektroosmos.Elektroosmos förvandlar den hydrofila beläggningsfilmen till en hydrofob beläggningsfilm, och uttorkning gör beläggningsfilmen tät.Den våta färgen efter simning med bra elektro-osmos elektroforetisk färg kan vidröras och inte klibbig.Du kan skölja bort badvätskan som fäster på den våta färgfilmen med vatten.
Egenskaper för elektrobeläggning
Elektroforetisk färgfilm har fördelarna med fyllighet, enhetlighet, planhet och slät beläggning.Hårdheten, vidhäftningen, korrosionsbeständigheten, slagprestanda och permeabiliteten hos elektroforetisk färgfilm är betydligt bättre än andra beläggningsprocesser.
(1) Vattenlöslig färg används, vatten används som upplösningsmedium, vilket sparar mycket organiska lösningsmedel, minskar luftföroreningar och miljörisker kraftigt, är säkert och sanitärt och undviker den dolda brandfaran;
(2) Målningseffektiviteten är hög, färgförlusten är liten och färgens användningsgrad kan nå 90% till 95%;
(3) Beläggningsfilmens tjocklek är enhetlig, vidhäftningen är stark och beläggningskvaliteten är god.Varje del av arbetsstycket, såsom det inre skiktet, fördjupningar, svetsar etc., kan få en enhetlig och jämn beläggningsfilm, vilket löser problemet med andra beläggningsmetoder för komplext formade arbetsstycken.Målningsproblemet;
(4) Produktionseffektiviteten är hög, och konstruktionen kan realisera automatisk och kontinuerlig produktion, vilket avsevärt förbättrar arbetseffektiviteten;
(5) Utrustningen är komplex, investeringskostnaden är hög, strömförbrukningen är stor, temperaturen som krävs för torkning och härdning är hög, hanteringen av färg och målning är komplicerad, konstruktionsvillkoren är strikta och avloppsvattenrening krävs ;
(6) Endast vattenlöslig färg kan användas, och färgen kan inte ändras under beläggningsprocessen.Färgens stabilitet är inte lätt att kontrollera efter förvaring under lång tid.
(7) Den elektroforetiska beläggningsutrustningen är komplicerad och teknikinnehållet är högt, vilket är lämpligt för produktion av fast färg.
Begränsningar för elektrobeläggning
(1) Den är endast lämplig för primerbeläggning av ledande substrat såsom maskindelar av järnmetaller och icke-järnmetaller.Icke-ledande föremål som trä, plast, tyg etc. kan inte beläggas med denna metod.
(2) Elektroforetisk beläggningsprocess är inte lämplig för belagda föremål som består av flera metaller, om elektroforesegenskaperna är olika.
(3) Elektroforetisk beläggningsprocess kan inte användas för de belagda föremålen som inte tål höga temperaturer.
(4) Elektroforetisk beläggning är inte lämplig för beläggning med begränsade krav på färg.Elektroforetisk beläggning av olika färger måste målas i olika spår.
(5) Elektroforetisk beläggning rekommenderas inte för produktion av små partier (badets förnyelseperiod är mer än 6 månader), eftersom badets förnyelsehastighet är för långsam, hartset i badet åldras och lösningsmedelshalten ändras mycket.Badet är instabilt.
Steg för elektrobeläggning
(1) För elektroforetisk beläggning av allmänna metallytor är processflödet: förrengöring → avfettning → vattentvätt → rostborttagning → vattentvätt → neutralisering → vattentvätt → fosfatering → vattentvätt → passivering → elektroforetisk beläggning → tank top Rengöring → ultrafiltreringsvattentvätt → torkning → offline.
(2) Substratet och förbehandlingen av det belagda föremålet har stor inverkan på den elektroforetiska beläggningsfilmen.Metallgjutgods avrostas i allmänhet genom sandblästring eller kulblästring, bomullsgarn används för att avlägsna flytande damm på ytan av arbetsstycket och sandpapper används för att ta bort kvarvarande stålskott och annat skräp på ytan.Stålytan är behandlad med avfettning och rostborttagning.När ytkraven är för höga krävs fosfatering och passivering av ytbehandlingar.Arbetsstycken av järnmetall måste fosfateras före anodelektrofores, annars blir färgfilmens korrosionsbeständighet dålig.Vid fosfatbehandling väljs i allmänhet zinksaltfosfateringsfilm, med en tjocklek på cirka 1 till 2 μm, och fosfatfilmen måste ha fina och enhetliga kristaller.
(3) I filtreringssystemet används generellt den primära filtreringen, och filtret är en nätpåsstruktur.Den elektroforetiska färgen transporteras till filtret genom en vertikal pump för filtrering.Med tanke på den omfattande utbytescykeln och kvaliteten på färgfilmen är filterpåsen med en porstorlek på 50μm den bästa.Det kan inte bara uppfylla kvalitetskraven för färgfilmen, utan också lösa problemet med igensättning av filterpåsen.
(4) Storleken på cirkulationssystemet för elektroforetisk beläggning påverkar direkt badets stabilitet och färgfilmens kvalitet.Att öka cirkulationsvolymen minskar utfällningen och bubblorna i badvätskan;åldrandet av badvätskan accelererar dock, energiförbrukningen ökar och badvätskans stabilitet blir sämre.Det är idealiskt att kontrollera cykeltiderna för tankvätskan till 6-8 gånger/h, vilket inte bara garanterar kvaliteten på färgfilmen, utan säkerställer också en stabil drift av tankvätskan.
(5) När produktionstiden ökar kommer impedansen hos anodmembranet att öka och den effektiva arbetsspänningen minskar.Därför bör driftspänningen för strömförsörjningen vid produktion gradvis ökas i enlighet med spänningsförlusten för att kompensera för spänningsfallet i anodmembranet.
(6) Ultrafiltreringssystemet kontrollerar koncentrationen av föroreningsjoner från arbetsstycket för att säkerställa beläggningens kvalitet.Vid drift av detta system bör det noteras att när systemet väl är i drift bör det köras kontinuerligt och det är strängt förbjudet att köra intermittent för att förhindra att ultrafiltreringsmembranet torkar ut.Det torkade hartset och pigmentet fäster vid ultrafiltreringsmembranet och kan inte rengöras noggrant, vilket allvarligt kommer att påverka vattenpermeabiliteten och livslängden för ultrafiltreringsmembranet.Vattenuttaget för ultrafiltreringsmembranet visar en nedåtgående trend med gångtiden.Det bör rengöras en gång under 30-40 dagars kontinuerligt arbete för att säkerställa det ultrafiltreringsvatten som krävs för ultrafiltreringsurlakning och tvättning.
(7) Den elektroforetiska beläggningsmetoden är lämplig för tillverkningsprocessen av ett stort antal monteringslinjer.Förnyelsecykeln för elektroforesbadet bör vara inom 3 månader.Den vetenskapliga förvaltningen av badet är oerhört viktig.Olika parametrar för badet testas regelbundet, och badet justeras och byts ut enligt testresultaten.Generellt mäts parametrarna för badlösningen med följande frekvens: pH-värdet, fastämnesinnehållet och konduktiviteten i elektroforeslösningen, ultrafiltreringslösning och ultrafiltreringsrengöringslösning, anjon (anod) polär lösning, cirkulerande lotion och avjoniseringsrengöringslösning en gång en dag;Basförhållande, innehåll av organiskt lösningsmedel och laboratorietest med liten tank två gånger i veckan.
(8) För att hantera kvaliteten på färgfilmen bör färgfilmens enhetlighet och tjocklek kontrolleras ofta, och utseendet bör inte ha nålhål, hängande, apelsinskal, rynkor etc. Kontrollera regelbundet de fysiska och kemiska indikatorer som beläggningsfilmens vidhäftning och korrosionsbeständighet.Inspektionscykeln är i enlighet med tillverkarens inspektionsstandarder, och i allmänhet måste varje batch inspekteras.
Ytbehandling före elektrofores
Ytbehandlingen av arbetsstycket före beläggning är en viktig del av elektroforetisk beläggning, huvudsakligen med avfettning, rostborttagning, ytkonditionering, fosfatering och andra processer.Kvaliteten på dess behandling påverkar inte bara filmens utseende, minskar korrosionsskyddet utan förstör också färglösningens stabilitet.Därför, för arbetsstyckets yta före målning, krävs att den är fri från oljefläckar, rostmärken, inga förbehandlingskemikalier och fosfateringssedimentering etc., och fosfateringsfilmen har täta och enhetliga kristaller.När det gäller de olika förbehandlingsprocesserna kommer vi inte att diskutera dem individuellt, utan bara lägga fram några uppmärksamhetspunkter:
1) Om avfettningen och rosten inte är rena, kommer det inte bara att påverka bildandet av fosfatfilm, utan också påverka beläggningens bindningskraft, dekorativa prestanda och korrosionsbeständighet.Färgfilmen är benägen att krympa och hål.
2) Fosfatering: Syftet är att förbättra den elektroforetiska filmens vidhäftning och anti-korrosionsförmåga.Dess roll är följande:
(1) På grund av fysikaliska och kemiska effekter förbättras vidhäftningen av den organiska beläggningsfilmen till substratet.
(2) Fosfatfilmen förvandlar metallytan från en bra ledare till en dålig ledare, vilket förhindrar bildandet av mikrobatterier på metallytan, förhindrar effektivt korrosion av beläggningen och ökar korrosionsbeständigheten och vattenbeständigheten hos beläggning.Dessutom kan en tillfredsställande fosfateringsfilm bildas på en ren, likformig och fettfri yta endast på basis av grundlig bottensättning och avfettning.Ur denna aspekt är själva fosfateringsfilmen den mest intuitiva och pålitliga självkontrollen av effekten av förbehandlingsprocessen.
3) Tvätt: Kvaliteten på tvätten i varje steg av förbehandlingen kommer att ha stor inverkan på kvaliteten på hela förbehandlingen och färgfilmen.Den sista rengöringen av avjoniserat vatten före målning, se till att droppkonduktiviteten hos det belagda föremålet inte är större än 30μs/cm.Rengöringen är inte ren, till exempel arbetsstycket:
(1) Restsyra, fosfaterande kemisk vätska, flockning av harts i färgvätska och försämring av stabiliteten;
(2) Kvarvarande främmande ämnen (oljefläckar, damm), krymphål, partiklar och andra defekter i färgfilmen;
(3) Resterande elektrolyter och salter leder till förvärring av elektrolysreaktionen och ger hål och andra sjukdomar.
Posttid: 2021-apr-17