Průmyslové elektrolakování je široce používaná povrchová úprava pro ochranukovové odlitkya CNC obrábění výrobků z koroze s pěkným povrchem. Mnoho zákazníků se ptá na povrchovou úpravu kovových odlitků apřesně obráběné díly. Tento článek se zaměří na proces elektroforetického potahování. Doufám, že to bude užitečné pro všechny partnery.
Elektropovlakování je metoda potahování, při které se částice, jako jsou pigmenty a pryskyřice suspendované v elektroforetickém roztoku, orientují tak, aby migrovaly a ukládaly se na povrchu jedné z elektrod pomocí vnějšího elektrického pole. Princip elektroforetického nanášení byl vynalezen na konci 30. let 20. století, ale tato technologie byla vyvinuta a průmyslově využita po roce 1963. Elektroforetické nanášení je nejpraktičtější konstrukční proces pro nátěry na vodní bázi. Elektroforetický povlak má vlastnosti rozpustnosti ve vodě, netoxicitu a snadné automatické ovládání. Protože je vhodný pro povrchovou úpravu vodivých obrobků (kovové odlitky, obráběné díly, výkovky, plechové díly a svařovací díly atd.), proces elektroforetického nanášení rychle našel široké uplatnění v průmyslových odvětvích, jako jsou automobily, stavební materiály, železářství. a domácí spotřebiče.
Zásady
Pryskyřice obsažená v katodickém elektroforetickém povlaku má zásadité skupiny, které po neutralizaci kyselinou tvoří sůl a rozpouštějí se ve vodě. Po přivedení stejnosměrného proudu se záporné ionty kyselých radikálů přesunou k anodě a ionty pryskyřice a jimi obalené částice pigmentu se přesunou ke katodě s kladným nábojem a usadí se na katodě. To je základní princip elektroforetického potahování (běžně známého jako pokovování). Elektroforézní nanášení je velmi složitá elektrochemická reakce, současně probíhají nejméně čtyři efekty elektroforézy, elektrodepozice, elektrolýzy a elektroosmózy.
Elektroforéza
Po zapnutí anody a katody v koloidním roztoku se koloidní částice pohybují na stranu katody (nebo anody) působením elektrického pole, což se nazývá elektroforéza. Látka v koloidním roztoku není ve stavu molekul a iontů, ale rozpuštěná látka rozptýlená v kapalině. Látka je velká a nebude se vysrážet do dispergovaného stavu.
Elektrodepozice
Fenomén srážení pevných látek z kapaliny se nazývá aglomerace (aglomerace, usazování), která obvykle vzniká při ochlazování nebo zahušťování roztoku, a elektroforetické nanášení závisí na elektřině. Při katodickém elektroforetickém potahování se kladně nabité částice agregují na katodě a záporně nabité částice (tj. ionty) agregují na anodě. Když kladně nabité koloidní částice (pryskyřice a pigment) dosáhnou katody (substrátu) Po povrchové ploše (vysoce alkalická vrstva rozhraní) se získají elektrony, které reagují s hydroxidovými ionty za vzniku ve vodě nerozpustných látek, které se ukládají na katodě ( lakovaný obrobek).
Elektrolýza
V roztoku s iontovou vodivostí jsou anoda a katoda připojeny na stejnosměrný proud, anionty jsou přitahovány k anodě a kationty jsou přitahovány ke katodě a dochází k chemické reakci. Anoda vytváří rozpouštění kovu a elektrolytickou oxidaci za vzniku kyslíku, chlóru atd. Anoda je elektroda, která může vyvolat oxidační reakci. Kov se vysráží na katodě a H+ se elektrolyticky redukuje na vodík.
Elektroosmóza
Poté, co jsou oba konce (katoda a anoda) roztoků s různými koncentracemi oddělené semipermeabilní membránou pod napětím, jev, že se roztok s nízkou koncentrací přesune na stranu s vysokou koncentrací, se nazývá elektroosmóza. Potahový film právě nanesený na povrch potaženého předmětu je polopropustný film. Při nepřetržitém působení elektrického pole se voda obsažená v mazací fólii dialyzuje z fólie a přesouvá se do lázně k dehydrataci fólie. To je elektroosmóza. Elektroosmóza mění hydrofilní povlakový film na hydrofobní povlakový film a dehydratace činí povlakový film hustým. Vlhký nátěr po plavání s dobrou elektroosmózou elektroforetickou barvou se lze dotknout a nelepí. Koupelovou kapalinu ulpívající na mokrém nátěrovém filmu můžete opláchnout vodou.
Charakteristika elektropovlakování
Elektroforetický nátěrový film má výhody plnosti, rovnoměrnosti, rovinnosti a hladkého povlaku. Tvrdost, přilnavost, odolnost proti korozi, rázová houževnatost a propustnost elektroforetického nátěrového filmu jsou výrazně lepší než u jiných nanášecích procesů.
(1) Používá se vodou ředitelná barva, voda se používá jako rozpouštěcí médium, které šetří spoustu organických rozpouštědel, výrazně snižuje znečištění ovzduší a nebezpečí pro životní prostředí, je bezpečné a hygienické a zabraňuje skrytému nebezpečí požáru;
(2) Účinnost lakování je vysoká, ztráta barvy je malá a míra využití barvy může dosáhnout 90% až 95%;
(3) Tloušťka nátěrového filmu je rovnoměrná, adheze je silná a kvalita nátěru je dobrá. Každá část obrobku, jako je vnitřní vrstva, prohlubně, svary atd., může získat stejnoměrný a hladký povlakový film, který řeší problém jiných způsobů povlakování u složitě tvarovaných obrobků. Problém malby;
(4) Účinnost výroby je vysoká a konstrukce může realizovat automatickou a nepřetržitou výrobu, což výrazně zlepšuje efektivitu práce;
(5) Zařízení je složité, investiční náklady jsou vysoké, spotřeba energie je velká, teplota potřebná pro sušení a vytvrzování je vysoká, správa barev a nátěrů je komplikovaná, stavební podmínky jsou přísné a je vyžadováno čištění odpadních vod ;
(6) Lze použít pouze vodou ředitelnou barvu a barvu nelze během procesu nanášení změnit. Stabilita barvy se po dlouhém skladování špatně kontroluje.
(7) Zařízení pro elektroforetické lakování je složité a technologický obsah je vysoký, což je vhodné pro výrobu stálé barvy.
Omezení elektropovlakování
(1) Je vhodný pouze pro základní nátěr vodivých substrátů, jako jsou strojní součásti ze železných a neželezných kovů. Nevodivé předměty jako dřevo, plast, látka atd. nelze touto metodou potahovat.
(2) Proces elektroforetického nanášení není vhodný pro potažené předměty složené z více kovů, pokud jsou charakteristiky elektroforézy odlišné.
(3) Elektroforetický proces nanášení nelze použít pro potažené předměty, které nesnesou vysokou teplotu.
(4) Elektroforetický povlak není vhodný pro povlakování s omezenými požadavky na barvu. Elektroforetický povlak různých barev je třeba natírat v různých drážkách.
(5) Elektroforetický nátěr se nedoporučuje pro malosériovou výrobu (obnovovací doba lázně je delší než 6 měsíců), protože rychlost obnovy lázně je příliš pomalá, pryskyřice v lázni stárne a mění se obsah rozpouštědla. velmi. Vana je nestabilní.
Kroky elektropovlakování
(1) U elektroforetického lakování obecných kovových povrchů je procesní postup: předčištění → odmaštění → mytí vodou → odstranění rzi → mytí vodou → neutralizace → mytí vodou → fosfátování → mytí vodou → pasivace → elektroforetický nátěr → vršek nádrže Čištění → ultrafiltrace mytí vodou → sušení → offline.
(2) Substrát a předúprava potaženého předmětu mají velký vliv na elektroforetický nátěrový film. Kovové odlitky jsou obecně zbaveny rzi pískováním nebo brokováním, bavlněná příze se používá k odstranění plovoucího prachu na povrchu obrobku a brusný papír se používá k odstranění zbytkových ocelových broků a jiných nečistot na povrchu. Ocelový povrch je ošetřen odmaštěním a odstraněním rzi. Pokud jsou požadavky na povrch příliš vysoké, je nutné provést fosfátování a pasivaci povrchů. Obrobky ze železných kovů musí být před anodickou elektroforézou fosfátovány, jinak bude korozní odolnost nátěrového filmu špatná. Při fosfátování se obecně volí fosfátovací film zinkovou solí o tloušťce asi 1 až 2 μm a požaduje se, aby fosfátový film měl jemné a jednotné krystaly.
(3) Ve filtračním systému se obecně používá primární filtrace a filtr je struktura síta. Elektroforetická barva je dopravována k filtru vertikálním čerpadlem k filtraci. S ohledem na komplexní cyklus výměny a kvalitu nátěrového filmu je nejlepší filtrační sáček s velikostí pórů 50μm. Dokáže nejen splnit požadavky na kvalitu nátěrového filmu, ale také vyřešit problém ucpání filtračního sáčku.
(4) Velikost cirkulačního systému elektroforetického nanášení přímo ovlivňuje stabilitu lázně a kvalitu nátěrového filmu. Zvětšením cirkulačního objemu se sníží srážení a bublinky kapaliny lázně; stárnutí kapaliny lázně se však urychluje, spotřeba energie se zvyšuje a stabilita kapaliny lázně se zhoršuje. Ideální je řídit doby cyklů tankové kapaliny na 6-8x/h, což nejen zaručí kvalitu nátěrového filmu, ale také zajistí stabilní provoz tankové kapaliny.
(5) Jak se prodlužuje doba výroby, impedance anodové membrány se zvyšuje a efektivní pracovní napětí se snižuje. Proto by se ve výrobě mělo postupně zvyšovat provozní napětí zdroje podle úbytku napětí, aby se kompenzoval úbytek napětí na anodové membráně.
(6) Ultrafiltrační systém řídí koncentraci iontů nečistot přinášených obrobkem, aby byla zajištěna kvalita povlaku. Při provozu tohoto systému je třeba poznamenat, že jakmile je systém v provozu, měl by běžet nepřetržitě a je přísně zakázáno pracovat přerušovaně, aby se zabránilo vysychání ultrafiltrační membrány. Zaschlá pryskyřice a pigment přilnou k ultrafiltrační membráně a nelze je důkladně vyčistit, což vážně ovlivní propustnost vody a životnost ultrafiltrační membrány. Rychlost výstupu vody z ultrafiltrační membrány vykazuje klesající trend s dobou chodu. Měl by být čištěn jednou za 30-40 dní nepřetržité práce, aby byla zajištěna ultrafiltrační voda potřebná pro ultrafiltrační louhování a promývání.
(7) Metoda elektroforetického nanášení je vhodná pro výrobní proces velkého počtu montážních linek. Cyklus obnovy elektroforézní lázně by měl být do 3 měsíců. Vědecké vedení koupele je nesmírně důležité. Pravidelně se testují různé parametry vany a podle výsledků zkoušek se vana seřizuje a vyměňuje. Obecně jsou parametry roztoku lázně měřeny s následující frekvencí: hodnota pH, obsah pevných látek a vodivost elektroforetického roztoku, ultrafiltračního roztoku a ultrafiltračního čistícího roztoku, aniontového (anodového) polárního roztoku, cirkulačního lotionu a deionizačního čistícího roztoku jednorázově. den; Základní poměr, obsah organických rozpouštědel a laboratorní test v malé nádrži dvakrát týdně.
(8) Pro řízení kvality nátěrového filmu by měla být často kontrolována rovnoměrnost a tloušťka nátěrového filmu a vzhled by neměl mít dírky, ochablost, pomerančovou kůru, vrásky atd. Pravidelně kontrolujte fyzikální a chemické vlastnosti indikátory, jako je adheze a odolnost nátěrového filmu proti korozi. Kontrolní cyklus je v souladu s kontrolními standardy výrobce a obecně je třeba zkontrolovat každou šarži.
Povrchová úprava před elektroforézou
Povrchová úprava obrobku před povrchovou úpravou je důležitou součástí elektroforetického nanášení, zahrnující zejména odmašťování, odstraňování rzi, povrchovou úpravu, fosfátování a další procesy. Kvalita jeho ošetření ovlivňuje nejen vzhled filmu, snižuje antikorozní výkon, ale také ničí stabilitu roztoku barvy. Proto je nutné, aby povrch obrobku před lakováním byl bez olejových skvrn, stop rzi, bez chemikálií pro předúpravu a fosfátovací sedimentace atd. a fosfátovací film měl husté a jednotné krystaly. Pokud jde o různé procesy předúpravy, nebudeme je probírat jednotlivě, ale upozorníme pouze na několik bodů:
1) Pokud odmaštění a rez nejsou čisté, ovlivní to nejen tvorbu fosfátovacího filmu, ale také ovlivní lepicí sílu, dekorativní výkon a odolnost povlaku proti korozi. Nátěrový film je náchylný ke smršťování a tvorbě dírek.
2) Fosfátování: Účelem je zlepšit přilnavost a antikorozní schopnost elektroforetického filmu. Jeho role je následující:
(1) V důsledku fyzikálních a chemických účinků se zvyšuje přilnavost organického nátěrového filmu k podkladu.
(2) Fosfátovací film mění kovový povrch z dobrého vodiče na špatný vodič, čímž inhibuje tvorbu mikrobaterií na kovovém povrchu, účinně zabraňuje korozi povlaku a zvyšuje odolnost proti korozi a voděodolnost povrchu kovu. povlak. Navíc pouze na základě důkladného vysypání a odmaštění lze na čistém, rovnoměrném a nemastném povrchu vytvořit uspokojivý fosfátovací film. Z tohoto hlediska je samotná fosfátovací fólie nejintuitivnější a nejspolehlivější samokontrolou účinku procesu předúpravy.
3) Mytí: Kvalita mytí v každé fázi předúpravy bude mít velký vliv na kvalitu celé předúpravy a nátěrového filmu. Poslední čištění deionizovanou vodou před lakováním se ujistěte, že vodivost odkapávání lakovaného předmětu není větší než 30μs/cm. Čištění není čisté, jako například obrobek:
(1) Zbytková kyselina, fosfátovací chemická kapalina, vločkování pryskyřice v nátěrové kapalině a zhoršení stability;
(2) Zbytkové cizí látky (olejové skvrny, prach), smršťovací otvory, částice a jiné vady v nátěrovém filmu;
(3) Zbytkové elektrolyty a soli vedou ke zhoršení elektrolytické reakce a produkují dírky a další neduhy.
Čas odeslání: 17. dubna 2021