Mange kunder stiller spørsmål om overflatebehandling av metallstøpegods og presisjonsbearbeidede deler. Denne artikkelen vil fokusere på den elektroforetiske belegningsprosessen. Håper det vil være nyttig for alle partnere.
Elektro-belegg er en belegningsmetode der partikler som pigmenter og harpikser suspendert i den elektroforetiske løsningen orienteres til å migrere og avsettes på overflaten av en av elektrodene ved å bruke et eksternt elektrisk felt. Prinsippet for elektroforetisk belegg ble oppfunnet på slutten av 1930-tallet, men denne teknologien ble utviklet og oppnådd industriell anvendelse etter 1963. Elektroforetisk belegg er den mest praktiske konstruksjonsprosessen for vann-baserte belegg. Elektroforetisk belegg har egenskapene vannløselighet, ikke-toksisitet og enkel automatisk kontroll. Fordi den er egnet for overflatebehandling av ledende arbeidsstykker (metallstøpegods, maskinerte deler, smiing, metallplater og sveisedeler, etc.), har den elektroforetiske belegningsprosessen raskt blitt mye brukt i industrier som biler, byggematerialer, maskinvare og husholdningsapparater.
Prinsipper
Harpiksen i det katodiske elektroforetiske belegget har basiske grupper, som danner et salt etter syrenøytralisering og løses opp i vann. Etter at likestrømmen er påført, beveger de negative ionene av surradikal seg til anoden, og harpiksionene og pigmentpartiklene som er pakket inn av dem, beveger seg til katoden med positive ladninger og avsettes på katoden. Dette er det grunnleggende prinsippet for elektroforetisk belegg (ofte kjent som plettering). Elektroforesebelegg er en veldig kompleks elektrokjemisk reaksjon, minst fire effekter av elektroforese, elektroavsetning, elektrolyse og elektroosmose forekommer samtidig.
Elektroforese
Etter at anoden og katoden i den kolloidale løsningen er slått på, beveger de kolloidale partiklene seg til katode (eller anode) side under påvirkning av det elektriske feltet, som kalles elektroforese. Stoffet i den kolloidale løsningen er ikke i tilstanden av molekyler og ioner, men det oppløste stoffet dispergert i væsken. Stoffet er stort og vil ikke utfelles i en dispergert tilstand.
Elektrodeponering
Fenomenet med fast utfelling fra væske kalles agglomerering (agglomerasjon, avsetning), som vanligvis produseres ved avkjøling eller konsentrering av løsningen, og elektroforetisk belegg er avhengig av elektrisitet. I katodisk elektroforetisk belegg aggregerer positivt ladede partikler på katoden, og negativt ladede partikler (dvs. ioner) aggregerer på anoden. Når de positivt ladede kolloidale partiklene (harpiks og pigment) når katoden (substratet) Etter overflatearealet (svært alkalisk grensesnittsjikt) oppnås elektroner som reagerer med hydroksidioner til å bli vann-uløselige stoffer, som avsettes på katoden (malt arbeidsstykke).
Elektrolyse
I en løsning med ionisk ledningsevne kobles anoden og katoden til likestrøm, anioner tiltrekkes til anoden, og kationer trekkes til katoden, og det oppstår en kjemisk reaksjon. Anoden produserer metalloppløsning og elektrolytisk oksidasjon for å produsere oksygen, klor osv. Anoden er en elektrode som kan produsere en oksidasjonsreaksjon. Metallet utfelles ved katoden og H+ reduseres elektrolytisk til hydrogen.
Elektroosmose
Etter at de to endene (katode og anode) av løsninger med forskjellige konsentrasjoner atskilt av en semipermeabel membran er aktivert, kalles fenomenet med at lav-oppløsningen beveger seg til høy-konsentrasjonssiden elektroosmose. Beleggsfilmen som nettopp er avsatt på overflaten av den belagte gjenstanden er en semi-permeabel film. Under den kontinuerlige virkningen av det elektriske feltet dialyserer vannet i smørefilmen seg ut av filmen og beveger seg til badekaret for å dehydrere filmen. Dette er elektroosmose. Elektroosmose gjør den hydrofile beleggfilmen til en hydrofob beleggfilm, og dehydrering gjør beleggfilmen tett. Den våte malingen etter svømming med god elektro-osmose elektroforetisk maling kan berøres og ikke klebrig. Du kan skylle av badevæsken som fester seg til den våte malingsfilmen med vann.
Egenskaper ved elektro-belegg
Elektroforetisk malingsfilm har fordelene med fylde, jevnhet, flathet og glatt belegg. Hardheten, vedheften, korrosjonsmotstanden, slagytelsen og permeabiliteten til elektroforetisk malingsfilm er betydelig bedre enn andre belegningsprosesser.
(1) Det brukes vann-oppløselig maling, vann brukes som oppløsningsmedium, noe som sparer mye organiske løsemidler, reduserer luftforurensning og miljøfarer sterkt, er trygt og sanitært og unngår den skjulte faren for brann;
(2) Malingseffektiviteten er høy, malingstapet er lite, og malingens utnyttelsesgrad kan nå 90% til 95%;
(3) Beleggsfilmtykkelsen er jevn, vedheften er sterk og beleggskvaliteten er god. Hver del av arbeidsstykket, som det indre laget, fordypninger, sveiser osv., kan få en jevn og jevn beleggfilm, som løser problemet med andre belegningsmetoder for komplekse-formede arbeidsstykker. Malerproblemet;
(4) Produksjonseffektiviteten er høy, og konstruksjonen kan realisere automatisk og kontinuerlig produksjon, noe som i stor grad forbedrer arbeidseffektiviteten;
(5) Utstyret er komplekst, investeringskostnaden er høy, strømforbruket er stort, temperaturen som kreves for tørking og herding er høy, håndtering av maling og maling er komplisert, konstruksjonsforholdene er strenge, og avløpsvannbehandling er nødvendig;
(6) Kun vann-løselig maling kan brukes, og fargen kan ikke endres under belegningsprosessen. Stabiliteten til malingen er ikke lett å kontrollere etter lagring i lang tid.
(7) Det elektroforetiske belegningsutstyret er komplisert og teknologiinnholdet er høyt, noe som er egnet for produksjon av fast farge.
Begrensninger for elektro-belegg
(1) Den er kun egnet for grunning av ledende underlag som maskindeler av jernholdige metaller og ikke-jernholdige metaller. Ikke-ledende gjenstander som tre, plast, tøy osv. kan ikke belegges med denne metoden.
(2) Elektroforetisk belegningsprosess er ikke egnet for belagte gjenstander som består av flere metaller, hvis elektroforesekarakteristikkene er forskjellige.
(3) Elektroforetisk belegningsprosess kan ikke brukes for de belagte gjenstandene som ikke tåler høy temperatur.
(4) Elektroforetisk belegg er ikke egnet for belegg med begrensede krav til farge. Elektroforetisk belegg av forskjellige farger må males i forskjellige spor.
(5) Elektroforetisk belegg anbefales ikke for små-batchproduksjon (fornyelsesperioden for badet er mer enn 6 måneder), fordi fornyelseshastigheten til badet er for lav, harpiksen i badet eldes og løsemiddelinnholdet endres kraftig. Badet er ustabilt.
Trinn med elektro-belegg
(1) For elektroforetisk belegging av generelle metalloverflater er prosessflyten: for-rengjøring → avfetting → vannvask → rustfjerning → vannvask → nøytralisering → vannvasking → fosfatering → vannvasking → passivering → elektroforetisk belegg → tanktop Rengjøring → ultrafiltreringsvannvasking.
(2) Substratet og forbehandlingen av den belagte gjenstanden har stor innflytelse på den elektroforetiske beleggfilmen. Metallstøpegods blir vanligvis avrustet ved sandblåsing eller kuleblåsing, bomullsgarn brukes til å fjerne flytende støv på overflaten av arbeidsstykket, og sandpapir brukes til å fjerne gjenværende stålskudd og annet rusk på overflaten. Ståloverflaten er behandlet med avfetting og rustfjerning. Når overflatekravene er for høye, kreves fosfaterings- og passiveringsoverflatebehandlinger. Arbeidsstykker av jernholdig metall må fosfateres før anodisk elektroforese, ellers vil malingsfilmens korrosjonsmotstand være dårlig. Ved fosfatbehandling velges vanligvis sinksaltfosfateringsfilm, med en tykkelse på ca. 1 til 2 μm, og fosfatfilmen må ha fine og jevne krystaller.
(3) I filtreringssystemet blir primærfiltreringen generelt tatt i bruk, og filteret er en nettposestruktur. Den elektroforetiske malingen transporteres til filteret gjennom en vertikal pumpe for filtrering. Med tanke på den omfattende utskiftingssyklusen og kvaliteten på malingsfilmen, er filterposen med en porestørrelse på 50μm den beste. Det kan ikke bare oppfylle kvalitetskravene til malingsfilmen, men også løse problemet med tilstopping av filterpose.
(4) Størrelsen på sirkulasjonssystemet til elektroforetisk belegg påvirker direkte stabiliteten til badekaret og kvaliteten på malingsfilmen. Økning av sirkulasjonsvolumet reduserer nedbøren og boblene i badevæsken; aldringen av badevæsken akselererer imidlertid, energiforbruket øker, og stabiliteten til badevæsken blir dårligere. Det er ideelt å kontrollere syklustidene til tankvæsken til 6-8 ganger/t, noe som ikke bare garanterer kvaliteten på malingsfilmen, men sikrer også stabil drift av tankvæsken.
(5) Ettersom produksjonstiden øker, vil impedansen til anodemembranen øke og den effektive arbeidsspenningen reduseres. Derfor, i produksjon, bør driftsspenningen til strømforsyningen økes gradvis i henhold til spenningstapet for å kompensere for spenningsfallet til anodemembranen.
(6) Ultrafiltreringssystemet kontrollerer konsentrasjonen av urenheter fra arbeidsstykket for å sikre kvaliteten på belegget. Ved drift av dette systemet bør det bemerkes at når systemet er i drift, skal det kjøre kontinuerlig, og det er strengt forbudt å kjøre periodisk for å forhindre at ultrafiltreringsmembranen tørker opp. Den tørkede harpiksen og pigmentet fester seg til ultrafiltreringsmembranen og kan ikke rengjøres grundig, noe som vil påvirke vannpermeabiliteten og levetiden til ultrafiltreringsmembranen alvorlig. Vannutgangshastigheten til ultrafiltreringsmembranen viser en nedadgående trend med driftstiden. Det bør rengjøres én gang i 30-40 dager med kontinuerlig arbeid for å sikre ultrafiltreringsvannet som kreves for ultrafiltreringsutvasking og -vask.
(7) Den elektroforetiske belegningsmetoden er egnet for produksjonsprosessen av et stort antall samlebånd. Fornyelsessyklusen til elektroforesebadet bør være innen 3 måneder. Den vitenskapelige forvaltningen av badet er ekstremt viktig. Ulike parametere for badekaret testes regelmessig, og badekaret justeres og erstattes i henhold til testresultatene. Generelt måles parametrene til badeløsningen med følgende frekvens: pH-verdien, faststoffinnholdet og ledningsevnen til elektroforeseløsningen, ultrafiltreringsløsning og ultrafiltreringsrenseløsning, anion (anode) polar løsning, sirkulerende lotion og avioniseringsrenseløsning en gang om dagen; Baseforhold, innhold av organiske løsemidler og laboratorietest av liten tank to ganger i uken.
(8) For styring av kvaliteten på malingsfilmen bør jevnheten og tykkelsen på malingsfilmen kontrolleres ofte, og utseendet bør ikke ha nålehull, sagging, appelsinskall, rynker osv. Kontroller regelmessig de fysiske og kjemiske indikatorene som vedheft og korrosjonsbestandighet til beleggfilmen. Inspeksjonssyklusen er i samsvar med produsentens inspeksjonsstandarder, og generelt må hver batch inspiseres.
Overflatebehandling før elektroforese
Overflatebehandlingen av arbeidsstykket før belegging er en viktig del av elektroforetisk belegg, som hovedsakelig involverer avfetting, rustfjerning, overflatebehandling, fosfatering og andre prosesser. Kvaliteten på behandlingen påvirker ikke bare filmens utseende, reduserer anti-korrosjonsytelsen, men ødelegger også stabiliteten til malingsløsningen. Derfor, for overflaten av arbeidsstykket før maling, kreves det at den er fri for oljeflekker, rustmerker, ingen forbehandlingskjemikalier og fosfateringssedimentering osv., og fosfateringsfilmen har tette og jevne krystaller. Når det gjelder de ulike forbehandlingsprosessene, vil vi ikke diskutere dem individuelt, men bare trekke frem noen få oppmerksomhetspunkter:
1) Hvis avfettingen og rusten ikke er rene, vil det ikke bare påvirke dannelsen av fosfateringsfilm, men også påvirke bindekraften, dekorativ ytelse og korrosjonsbestandighet til belegget. Malingsfilmen er utsatt for krymping og hull.
2) Fosfatering: Hensikten er å forbedre den elektroforetiske filmens adhesjon og anti--korrosjonsevne. Dens rolle er som følger:
(1) På grunn av fysiske og kjemiske effekter forbedres adhesjonen av den organiske beleggfilmen til underlaget.
(2) Fosfatfilmen gjør metalloverflaten fra en god leder til en dårlig leder, og hindrer derved dannelsen av mikro-batterier på metalloverflaten, effektivt forhindrer korrosjon av belegget og øker beleggets korrosjonsmotstand og vannmotstand. I tillegg, kun på grunnlag av grundig bunning og avfetting, kan en tilfredsstillende fosfateringsfilm dannes på en ren, jevn og fettfri overflate-. Fra dette aspektet er selve fosfateringsfilmen den mest intuitive og pålitelige selv-sjekken av effekten av forbehandlingsprosessen.
3) Vask: Kvaliteten på vask i hvert trinn av forbehandlingen vil ha stor innflytelse på kvaliteten på hele forbehandlingen og malingsfilmen. Siste avionisert vannrengjøring før maling, sørg for at dryppledningsevnen til den belagte gjenstanden ikke er større enn 30μs/cm. Rengjøringen er ikke ren, for eksempel arbeidsstykket:
(1) Restsyre, fosfaterende kjemisk væske, flokkulering av harpiks i malingsvæske og forringelse av stabilitet;
(2) Gjenværende fremmedlegemer (oljeflekker, støv), krympehull, partikler og andre defekter i malingsfilmen;
(3) Rester av elektrolytter og salter fører til forverring av elektrolysereaksjonen og produserer hull og andre sykdommer.
