Electroacoperirea industrială este un tratament de suprafață utilizat pe scară largă pentru protejareaturnate metaliceși produse de prelucrare CNC de la coroziune cu finisaj frumos. Mulți clienți pun întrebări despre tratarea suprafeței pieselor turnate metalice șipiese prelucrate cu precizie. Acest articol se va concentra pe procesul de acoperire electroforetică. Sper că va fi de ajutor tuturor partenerilor.
Electrocoatingul este o metodă de acoperire în care particulele, cum ar fi pigmenții și rășinile suspendate în soluția electroforetică, sunt orientate să migreze și să se depună pe suprafața unuia dintre electrozi prin utilizarea unui câmp electric extern. Principiul acoperirii electroforetice a fost inventat la sfârșitul anilor 1930, dar această tehnologie a fost dezvoltată și obținută aplicare industrială după 1963. Acoperirea electroforetică este cel mai practic proces de construcție pentru acoperirile pe bază de apă. Acoperirea electroforetică are caracteristicile de solubilitate în apă, non-toxicitate și control automat ușor. Deoarece este potrivit pentru tratarea suprafeței pieselor conductoare (piese turnate metalice, piese prelucrate, forjate, piese din tablă și piese de sudură etc.), procesul de acoperire electroforetică a fost rapid utilizat pe scară largă în industrii precum automobile, materiale de construcții, feronerie. , și electrocasnice.
Principii
Rășina conținută în învelișul electroforetic catodic are grupe bazice, care formează o sare după neutralizarea acidului și se dizolvă în apă. După aplicarea curentului continuu, ionii negativi radicali acidi se deplasează la anod, iar ionii de rășină și particulele de pigment învelite de ei se deplasează la catod cu sarcini pozitive și se depun pe catod. Acesta este principiul de bază al acoperirii electroforetice (cunoscut în mod obișnuit ca placare). Acoperirea cu electroforeză este o reacție electrochimică foarte complexă, cel puțin patru efecte de electroforeză, electrodepunere, electroliză și electroosmoză apar simultan.
Electroforeză
După ce anodul și catodul din soluția coloidală sunt pornite, particulele coloidale se deplasează pe partea catodului (sau anodului) sub acțiunea câmpului electric, care se numește electroforeză. Substanța din soluția coloidală nu se află în stare de molecule și ioni, ci soluția dispersată în lichid. Substanța este mare și nu va precipita într-o stare dispersată.
Electrodepunerea
Fenomenul de precipitare solidă din lichid se numește aglomerare (aglomerare, depunere), care se produce în general la răcirea sau concentrarea soluției, iar acoperirea electroforetică se bazează pe electricitate. În acoperirea electroforetică catodică, particulele încărcate pozitiv se agregează pe catod, iar particulele încărcate negativ (adică ionii) se agregează pe anod. Când particulele coloidale încărcate pozitiv (rășină și pigment) ajung la catod (substrat) După suprafața (stratul de interfață foarte alcalin), se obțin electroni și reacţionează cu ionii de hidroxid pentru a deveni substanţe insolubile în apă, care se depun pe catod ( piesa de prelucrat vopsită).
Electroliză
Într-o soluție cu conductivitate ionică, anodul și catodul sunt conectați la curent continuu, anionii sunt atrași de anod, iar cationii sunt atrași de catod și are loc o reacție chimică. Anodul produce dizolvarea metalului și oxidarea electrolitică pentru a produce oxigen, clor etc. Anodul este un electrod care poate produce o reacție de oxidare. Metalul este precipitat la catod și H+ este redus electrolitic la hidrogen.
Electroosmoza
După ce cele două capete (catod și anod) ale soluțiilor cu concentrații diferite separate printr-o membrană semipermeabilă sunt energizate, fenomenul prin care soluția cu concentrație scăzută se deplasează pe partea cu concentrație mare se numește electroosmoză. Filmul de acoperire tocmai depus pe suprafața obiectului acoperit este un film semi-permeabil. Sub acțiunea continuă a câmpului electric, apa conținută în pelicula se dializează din film și se deplasează în baie pentru a deshidrata filmul. Aceasta este electroosmoza. Electroosmoza transformă filmul de acoperire hidrofil într-un film de acoperire hidrofob, iar deshidratarea face filmul de acoperire dens. Vopseaua umedă după înotul cu vopsea electroforetică bună electro-osmoză poate fi atinsă și nu lipicioasă. Puteți clăti cu apă lichidul de baie care aderă la pelicula umedă de vopsea.
Caracteristicile electrocoatingului
Filmul de vopsea electroforetică are avantajele de plinătate, uniformitate, planeitate și acoperire netedă. Duritatea, aderența, rezistența la coroziune, performanța la impact și permeabilitatea foliei de vopsea electroforetică sunt semnificativ mai bune decât alte procese de acoperire.
(1) Se folosește vopsea solubilă în apă, apa este folosită ca mediu de dizolvare, care economisește o mulțime de solvenți organici, reduce foarte mult poluarea aerului și pericolele pentru mediu, este sigură și sanitară și evită pericolul ascuns de incendiu;
(2) Eficiența vopselei este mare, pierderea vopselei este mică, iar rata de utilizare a vopselei poate ajunge la 90% până la 95%;
(3) Grosimea filmului de acoperire este uniformă, aderența este puternică și calitatea acoperirii este bună. Fiecare parte a piesei de prelucrat, cum ar fi stratul interior, depresiuni, suduri etc., poate obține o peliculă de acoperire uniformă și netedă, care rezolvă problema altor metode de acoperire pentru piese de prelucrat de formă complexă. Problema picturii;
(4) Eficiența producției este ridicată, iar construcția poate realiza producție automată și continuă, ceea ce îmbunătățește foarte mult eficiența muncii;
(5) Echipamentul este complex, costul investiției este mare, consumul de energie este mare, temperatura necesară pentru uscare și întărire este mare, gestionarea vopselei și vopsirii este complicată, condițiile de construcție sunt stricte și este necesară tratarea apelor uzate ;
(6) Se poate folosi numai vopsea solubilă în apă, iar culoarea nu poate fi schimbată în timpul procesului de acoperire. Stabilitatea vopselei nu este ușor de controlat după depozitare pentru o perioadă lungă de timp.
(7) Echipamentul de acoperire electroforetică este complicat și conținutul de tehnologie este ridicat, ceea ce este potrivit pentru producția de culoare fixă.
Limitările electrocoatingului
(1) Este potrivit numai pentru acoperirea grundurilor de substraturi conductoare, cum ar fi părțile de mașini din metale feroase și metale neferoase. Obiectele neconductoare precum lemnul, plasticul, pânza etc. nu pot fi acoperite cu această metodă.
(2) Procesul de acoperire electroforetică nu este potrivit pentru obiectele acoperite compuse din mai multe metale, dacă caracteristicile electroforezei sunt diferite.
(3) Procesul de acoperire electroforetică nu poate fi utilizat pentru obiectele acoperite care nu pot rezista la temperaturi ridicate.
(4) Acoperirea electroforetică nu este potrivită pentru acoperirea cu cerințe limitate privind culoarea. Acoperirea electroforetică de diferite culori trebuie vopsită în diferite caneluri.
(5) Acoperirea electroforetică nu este recomandată pentru producția în loturi mici (perioada de reînnoire a băii este mai mare de 6 luni), deoarece viteza de reînnoire a băii este prea lentă, rășina din baie îmbătrânește și conținutul de solvent se modifică foarte mult. Baia este instabilă.
Etapele electrocoatingului
(1) Pentru acoperirea electroforetică a suprafețelor metalice generale, fluxul procesului este: pre-curățare → degresare → spălare cu apă → îndepărtarea ruginii → spălare cu apă → neutralizare → spălare cu apă → fosfatare → spălare cu apă → pasivare → acoperire electroforetică → curățare capac → apa de ultrafiltrare spalare → uscare → offline.
(2) Substratul și pretratarea obiectului acoperit au o mare influență asupra filmului de acoperire electroforetică. Piesele turnate metalice sunt, în general, ruginite prin sablare sau sablare, firele de bumbac sunt folosite pentru a îndepărta praful plutitor de pe suprafața piesei de prelucrat, iar șmirghel este folosit pentru a îndepărta împușcăturile reziduale de oțel și alte resturi de pe suprafață. Suprafața de oțel este tratată cu degresare și îndepărtarea ruginii. Când cerințele de suprafață sunt prea mari, sunt necesare tratamente de suprafață de fosfatare și pasivare. Piesele de metal feroase trebuie fosfatate înainte de electroforeza anodică, altfel rezistența la coroziune a peliculei de vopsea va fi slabă. În tratamentul de fosfatare, filmul de fosfatare cu sare de zinc este în general selectat, cu o grosime de aproximativ 1 până la 2 μm, iar filmul de fosfat este necesar să aibă cristale fine și uniforme.
(3) În sistemul de filtrare, filtrarea primară este în general adoptată, iar filtrul este o structură de pungă cu plasă. Vopseaua electroforetică este transportată la filtru printr-o pompă verticală pentru filtrare. Având în vedere ciclul cuprinzător de înlocuire și calitatea filmului de vopsea, punga de filtru cu o dimensiune a porilor de 50μm este cea mai bună. Nu numai că poate îndeplini cerințele de calitate ale peliculei de vopsea, dar poate rezolva și problema înfundarii sacului filtrant.
(4) Dimensiunea sistemului de circulație al acoperirii electroforetice afectează direct stabilitatea băii și calitatea filmului de vopsea. Creșterea volumului de circulație reduce precipitațiile și bulele lichidului de baie; cu toate acestea, îmbătrânirea lichidului de baie se accelerează, consumul de energie crește, iar stabilitatea lichidului de baie se înrăutățește. Este ideal să controlați timpii de ciclu ai lichidului din rezervor la 6-8 ori/h, ceea ce nu numai că garantează calitatea filmului de vopsea, dar asigură și funcționarea stabilă a lichidului din rezervor.
(5) Pe măsură ce timpul de producție crește, impedanța diafragmei anodice va crește și tensiunea efectivă de lucru va scădea. Prin urmare, în producție, tensiunea de funcționare a sursei de alimentare trebuie crescută treptat în funcție de pierderea de tensiune pentru a compensa căderea de tensiune a diafragmei anodului.
(6) Sistemul de ultrafiltrare controlează concentrația ionilor de impurități aduși de piesa de prelucrat pentru a asigura calitatea acoperirii. În funcționarea acestui sistem, trebuie menționat că, odată ce sistemul este în funcțiune, acesta trebuie să funcționeze continuu și este strict interzis să funcționeze intermitent pentru a preveni uscarea membranei de ultrafiltrare. Rășina uscată și pigmentul aderă la membrana de ultrafiltrare și nu pot fi curățate temeinic, ceea ce va afecta grav permeabilitatea apei și durata de viață a membranei de ultrafiltrare. Debitul de apă al membranei de ultrafiltrare prezintă o tendință descendentă odată cu timpul de funcționare. Ar trebui curățat o dată, timp de 30-40 de zile de lucru continuu, pentru a asigura apa de ultrafiltrare necesară pentru leșierea și spălarea prin ultrafiltrare.
(7) Metoda de acoperire electroforetică este potrivită pentru procesul de producție a unui număr mare de linii de asamblare. Ciclul de reînnoire a băii de electroforeză ar trebui să fie în termen de 3 luni. Conducerea științifică a băii este extrem de importantă. Diferiți parametri ai băii sunt testați în mod regulat, iar baia este ajustată și înlocuită în funcție de rezultatele testului. În general, parametrii soluției de baie se măsoară la următoarea frecvență: valoarea pH-ului, conținutul solid și conductivitatea soluției de electroforeză, soluția de ultrafiltrare și soluția de curățare prin ultrafiltrare, soluția polară de anioni (anod), loțiunea de circulație și soluția de curățare deionizată o dată. o zi; Raportul de bază, conținutul de solvenți organici și testul de laborator cu rezervoare mici de două ori pe săptămână.
(8) Pentru gestionarea calității filmului de vopsea, uniformitatea și grosimea peliculei de vopsea ar trebui verificate frecvent, iar aspectul nu trebuie să aibă găuri, căderi, coajă de portocală, riduri etc. Verificați în mod regulat elementele fizice și chimice. indicatori precum aderența și rezistența la coroziune a filmului de acoperire. Ciclul de inspecție este în conformitate cu standardele de inspecție ale producătorului și, în general, fiecare lot trebuie inspectat.
Tratarea suprafeței înainte de electroforeză
Tratarea suprafeței piesei de prelucrat înainte de acoperire este o parte importantă a acoperirii electroforetice, implicând în principal degresarea, îndepărtarea ruginii, condiționarea suprafeței, fosfatarea și alte procese. Calitatea tratamentului său nu numai că afectează aspectul filmului, reduce performanța anticorozivă, dar distruge și stabilitatea soluției de vopsea. Prin urmare, pentru suprafața piesei de prelucrat înainte de vopsire, este necesar să nu aibă pete de ulei, urme de rugină, fără substanțe chimice de pretratare și sedimentare de fosfatare etc., iar filmul de fosfatare are cristale dense și uniforme. În ceea ce privește diferitele procese de pretratare, nu le vom discuta individual, ci doar propunem câteva puncte de atenție:
1) Dacă degresarea și rugina nu sunt curate, nu numai că va afecta formarea peliculei de fosfatare, ci va afecta și forța de lipire, performanța decorativă și rezistența la coroziune a stratului. Pelicula de vopsea este predispusă la contracție și la găuri.
2) Fosfatarea: Scopul este de a îmbunătăți aderența și capacitatea anticorozivă a filmului electroforetic. Rolul său este următorul:
(1) Datorită efectelor fizice și chimice, aderența filmului de acoperire organică la substrat este îmbunătățită.
(2) Filmul de fosfatare transformă suprafața metalică dintr-un conductor bun într-un conductor slab, inhibând astfel formarea de micro-baterii pe suprafața metalului, prevenind eficient coroziunea acoperirii și crescând rezistența la coroziune și rezistența la apă a acoperire. În plus, pe o suprafață curată, uniformă și lipsită de grăsimi, numai pe baza unui fund și degresare amănunțită, se poate forma o peliculă de fosfatare satisfăcătoare. Din acest aspect, pelicula de fosfatare în sine este cea mai intuitivă și fiabilă autoverificare a efectului procesului de pretratare.
3) Spălare: Calitatea spălării în fiecare etapă a pretratării va avea o mare influență asupra calității întregului pretratament și a peliculei de vopsea. La ultima curățare cu apă deionizată înainte de vopsire, asigurați-vă că conductivitatea de picurare a obiectului acoperit nu este mai mare de 30μs/cm. Curățarea nu este curată, cum ar fi piesa de prelucrat:
(1) Acid rezidual, lichid chimic de fosfatare, flocularea rășinii în lichidul de vopsea și deteriorarea stabilității;
(2) Corpuri străine reziduale (pete de ulei, praf), găuri de contracție, particule și alte defecte în pelicula de vopsea;
(3) Electroliții și sărurile reziduale duc la agravarea reacției de electroliză și produc găuri și alte boli.
Ora postării: 17.04.2021