Промышленное гальванопокрытие является широко используемой обработкой поверхности для защитыметаллические отливкии изделия с ЧПУ от коррозии с красивой отделкой.Многие клиенты задают вопросы об обработке поверхности металлических отливок ипрецизионно обработанные детали.В этой статье основное внимание будет уделено процессу электрофоретического покрытия.Надеюсь, это будет полезно для всех партнеров.
Электропокрытие — это метод покрытия, при котором частицы, такие как пигменты и смолы, взвешенные в растворе для электрофореза, ориентируются для миграции и осаждения на поверхности одного из электродов с помощью внешнего электрического поля.Принцип электрофоретического покрытия был изобретен в конце 1930-х годов, но эта технология была разработана и получила промышленное применение после 1963 года. Электрофоретическое покрытие является наиболее практичным процессом создания покрытий на водной основе.Электрофорезное покрытие обладает такими характеристиками, как растворимость в воде, нетоксичность и легкое автоматическое управление.Поскольку он подходит для обработки поверхности токопроводящих деталей (металлические отливки, обработанные детали, поковки, детали из листового металла, сварочные детали и т. д.), процесс электрофоретического покрытия быстро нашел широкое применение в таких отраслях, как автомобили, строительные материалы, оборудование. , и бытовая техника.
Принципы
Смола, содержащаяся в катодном электрофоретическом покрытии, имеет основные группы, которые после нейтрализации кислотой образуют соль и растворяются в воде.После подачи постоянного тока отрицательные ионы радикалов кислоты перемещаются к аноду, а ионы смолы и обернутые ими частицы пигмента движутся к катоду с положительными зарядами и осаждаются на катоде.Это основной принцип электрофоретического покрытия (обычно известного как покрытие).Электрофорез покрытия представляет собой очень сложную электрохимическую реакцию, одновременно протекают по крайней мере четыре эффекта электрофореза, электроосаждения, электролиза и электроосмоса.
Электрофорез
После включения анода и катода в коллоидном растворе коллоидные частицы перемещаются в сторону катода (или анода) под действием электрического поля, что называется электрофорезом.Вещество в коллоидном растворе находится не в состоянии молекул и ионов, а в виде растворенного вещества, рассеянного в жидкости.Вещество крупное и не будет осаждаться в дисперсном состоянии.
Электроосаждение
Явление осаждения твердых веществ из жидкости называется агломерацией (агломерацией, осаждением), которое обычно происходит при охлаждении или концентрировании раствора, а электрофоретическое покрытие основано на электричестве.При катодном электрофорезном покрытии положительно заряженные частицы скапливаются на катоде, а отрицательно заряженные частицы (т.е. ионы) скапливаются на аноде.Когда положительно заряженные коллоидные частицы (смолы и пигмента) достигают катода (подложки), после поверхности (сильнощелочной интерфейсный слой) образуются электроны, которые реагируют с ионами гидроксида, превращаясь в нерастворимые в воде вещества, которые осаждаются на катоде ( окрашенная заготовка).
Электролиз
В растворе с ионной проводимостью анод и катод подключаются к постоянному току, анионы притягиваются к аноду, а катионы к катоду, и происходит химическая реакция.Анод производит растворение металла и электролитическое окисление с образованием кислорода, хлора и т. д. Анод представляет собой электрод, который может вызывать реакцию окисления.Металл осаждается на катоде, а Н+ электролитически восстанавливается до водорода.
Электроосмос
После подачи питания на два конца (катод и анод) растворов с различной концентрацией, разделенных полупроницаемой мембраной, явление перемещения раствора с низкой концентрацией в сторону с высокой концентрацией называется электроосмосом.Пленка покрытия, только что нанесенная на поверхность объекта с покрытием, представляет собой полупроницаемую пленку.Под непрерывным действием электрического поля вода, содержащаяся в смазывающей пленке, диализируется из пленки и перемещается в ванну для обезвоживания пленки.Это электроосмос.Электроосмос превращает гидрофильную пленку покрытия в гидрофобную пленку покрытия, а обезвоживание делает пленку покрытия плотной.Влажная краска после плавания с хорошей электрофорезной краской электроосмоса может быть затронута и не липкая.Жидкость для ванны, прилипшую к мокрой пленке краски, можно смыть водой.
Характеристики гальванического покрытия
Электрофорезная пленка имеет такие преимущества, как полнота, однородность, плоскостность и гладкость покрытия.Твердость, адгезия, коррозионная стойкость, ударопрочность и проницаемость пленки электрофорезной краски значительно лучше, чем у других процессов нанесения покрытия.
(1) используется водорастворимая краска, в качестве растворяющей среды используется вода, что экономит много органических растворителей, значительно снижает загрязнение воздуха и опасность для окружающей среды, является безопасным и гигиеничным и позволяет избежать скрытой опасности пожара;
(2) Эффективность окраски высока, потери краски малы, а коэффициент использования краски может достигать 90-95%;
(3) Толщина пленки покрытия одинаковая, адгезия сильная, качество покрытия хорошее.Каждая часть заготовки, такая как внутренний слой, углубления, сварные швы и т. д., позволяет получить равномерную и гладкую пленку покрытия, что решает проблему других способов покрытия заготовок сложной формы.Проблема живописи;
(4) Эффективность производства высока, а конструкция позволяет реализовать автоматическое и непрерывное производство, что значительно повышает эффективность труда;
(5) Оборудование сложное, инвестиционные затраты высокие, энергопотребление большое, температура, необходимая для сушки и отверждения, высокая, управление краской и покраской сложное, условия строительства строгие, требуется очистка сточных вод. ;
(6) Можно использовать только водорастворимую краску, и цвет не может быть изменен в процессе нанесения покрытия.Стабильность краски после длительного хранения контролировать непросто.
(7) Оборудование для электрофоретического покрытия сложное, а технологическое содержание высокое, что подходит для производства фиксированного цвета.
Ограничения гальванического покрытия
(1) Подходит только для грунтовки проводящих подложек, таких как детали машин из черных и цветных металлов.Непроводящие предметы, такие как дерево, пластик, ткань и т. д., не могут быть покрыты этим методом.
(2) Процесс электрофоретического покрытия не подходит для объектов с покрытием, состоящих из нескольких металлов, если характеристики электрофореза различны.
(3) Процесс электрофоретического покрытия нельзя использовать для объектов с покрытием, которые не выдерживают высоких температур.
(4) Электрофорезное покрытие не подходит для покрытия с ограниченными требованиями к цвету.Электрофорезное покрытие разных цветов нужно наносить в разные бороздки.
(5) Электрофорезное покрытие не рекомендуется для мелкосерийного производства (период обновления ванны более 6 месяцев), так как скорость обновления ванны слишком низкая, смола в ванне стареет и меняется содержание растворителя. сильно.Баня нестабильная.
Этапы гальванического покрытия
(1) Для электрофоретического покрытия обычных металлических поверхностей технологический процесс следующий: предварительная очистка → обезжиривание → промывка водой → удаление ржавчины → промывка водой → нейтрализация → промывка водой → фосфатирование → промывка водой → пассивация → электрофоретическое покрытие → очистка верхней части бака → ультрафильтрация промывка воды → сушка → автономный режим.
(2) Подложка и предварительная обработка объекта с покрытием оказывают большое влияние на пленку электрофоретического покрытия.Металлические отливки обычно очищают от ржавчины пескоструйной или дробеструйной очисткой, хлопчатобумажная пряжа используется для удаления плавающей пыли с поверхности заготовки, а наждачная бумага используется для удаления остатков стальной дроби и другого мусора с поверхности.Поверхность стали обрабатывается обезжириванием и удалением ржавчины.Когда требования к поверхности слишком высоки, требуется обработка поверхности фосфатированием и пассивацией.Заготовки из черных металлов необходимо фосфатировать перед анодным электрофорезом, в противном случае коррозионная стойкость лакокрасочного покрытия будет плохой.При обработке фосфатированием обычно выбирается фосфатирующая пленка на основе соли цинка толщиной примерно от 1 до 2 мкм, и требуется, чтобы фосфатная пленка имела мелкие и однородные кристаллы.
(3) В системе фильтрации обычно используется первичная фильтрация, а фильтр представляет собой сетчатый мешок.Электрофоретическая краска транспортируется к фильтру через вертикальный насос для фильтрации.Учитывая комплексный цикл замены и качество пленки краски, фильтр-мешок с размером пор 50 мкм является лучшим.Он может не только соответствовать требованиям к качеству лакокрасочной пленки, но и решить проблему засорения фильтрующего мешка.
(4) Размер системы циркуляции электрофоретического покрытия напрямую влияет на стабильность ванны и качество пленки краски.Увеличение объема циркуляции снижает образование осадков и пузырьков в жидкости ванны;однако старение жидкости в ванне ускоряется, потребление энергии увеличивается, а стабильность жидкости в ванне ухудшается.Идеально контролировать время цикла жидкости в баке до 6-8 раз/ч, что не только гарантирует качество пленки краски, но и обеспечивает стабильную работу жидкости в баке.
(5) По мере увеличения времени производства импеданс анодной диафрагмы будет увеличиваться, а эффективное рабочее напряжение будет уменьшаться.Поэтому в производстве рабочее напряжение источника питания следует постепенно увеличивать в соответствии с падением напряжения, чтобы компенсировать падение напряжения на анодной диафрагме.
(6) Система ультрафильтрации контролирует концентрацию примесных ионов, поступающих с заготовкой, для обеспечения качества покрытия.При эксплуатации этой системы следует отметить, что после того, как система начнет работать, она должна работать непрерывно, и строго запрещается работать с перерывами, чтобы предотвратить высыхание ультрафильтрационной мембраны.Высушенная смола и пигмент прилипают к ультрафильтрационной мембране и не могут быть тщательно очищены, что серьезно влияет на водопроницаемость и срок службы ультрафильтрационной мембраны.Скорость выхода воды из ультрафильтрационной мембраны имеет тенденцию к снижению со временем работы.Ее необходимо очищать один раз на 30-40 дней непрерывной работы, чтобы обеспечить ультрафильтрационную воду, необходимую для ультрафильтрационного выщелачивания и промывки.
(7) Метод электрофоретического покрытия подходит для производственного процесса большого количества сборочных линий.Цикл обновления ванны для электрофореза должен быть в течение 3 месяцев.Научное управление баней чрезвычайно важно.Регулярно проверяются различные параметры ванны, по результатам которых осуществляется регулировка и замена ванны.Как правило, параметры раствора в ванне измеряют со следующей периодичностью: значение pH, содержание твердого вещества и электропроводность раствора для электрофореза, раствора для ультрафильтрации и очищающего раствора для ультрафильтрации, анионного (анодного) полярного раствора, циркулирующего лосьона и очищающего раствора для деионизации один раз. день;Базовое соотношение, содержание органических растворителей и лабораторные испытания в небольшом резервуаре два раза в неделю.
(8) Для управления качеством лакокрасочного покрытия необходимо часто проверять однородность и толщину лакокрасочного покрытия, а внешний вид не должен иметь точечных отверстий, провисаний, апельсиновой корки, складок и т. д. Регулярно проверяйте физические и химические свойства. такие показатели, как адгезия и коррозионная стойкость пленки покрытия.Цикл проверки соответствует стандартам проверки производителя, и, как правило, необходимо проверять каждую партию.
Обработка поверхности перед электрофорезом
Обработка поверхности заготовки перед нанесением покрытия является важной частью электрофоретического покрытия, в основном включая обезжиривание, удаление ржавчины, подготовку поверхности, фосфатирование и другие процессы.Качество его обработки не только влияет на внешний вид пленки, снижает антикоррозийные показатели, но и разрушает устойчивость окрасочного раствора.Поэтому поверхность заготовки перед покраской должна быть без масляных пятен, следов ржавчины, химических средств предварительной обработки и отложений фосфата и т. д., а фосфатирующая пленка должна иметь плотные и однородные кристаллы.Что касается различных процессов предварительной обработки, мы не будем обсуждать их по отдельности, а лишь выделим несколько моментов внимания:
1) Если обезжиривание и ржавчина не чистые, это не только повлияет на образование фосфатирующей пленки, но также повлияет на силу сцепления, декоративные характеристики и коррозионную стойкость покрытия.Пленка краски склонна к усадке и образованию точечных отверстий.
2) Фосфатирование: цель состоит в том, чтобы улучшить адгезию и антикоррозионную способность электрофоретической пленки.Его роль заключается в следующем:
(1) Благодаря физическим и химическим воздействиям повышается адгезия пленки органического покрытия к подложке.
(2) Фосфатирующая пленка превращает поверхность металла из хорошего проводника в плохой проводник, тем самым препятствуя образованию микробатарей на поверхности металла, эффективно предотвращая коррозию покрытия и повышая коррозионную стойкость и водостойкость покрытие.Кроме того, только на основе тщательного дна и обезжиривания можно сформировать удовлетворительную фосфатирующую пленку на чистой, однородной и обезжиренной поверхности.С этой точки зрения сама фосфатирующая пленка является наиболее интуитивным и надежным средством самопроверки эффекта процесса предварительной обработки.
3) Мойка: качество мойки на каждом этапе предварительной обработки оказывает большое влияние на качество всей предварительной обработки и лакокрасочного покрытия.При последней очистке деионизированной водой перед покраской убедитесь, что проводимость капель с объекта с покрытием не превышает 30 мкс/см.Очистка не является чистой, например, заготовки:
(1) Остаточная кислота, фосфатирующая химическая жидкость, флокуляция смолы в жидкой краске и ухудшение стабильности;
(2) Остаточные посторонние вещества (масляные пятна, пыль), усадочные отверстия, частицы и другие дефекты в пленке краски;
(3) Остаточные электролиты и соли приводят к ухудшению реакции электролиза и вызывают точечные отверстия и другие заболевания.
Время публикации: 17 апреля 2021 г.