Industriële elektrocoating is een veelgebruikte oppervlaktebehandeling voor het beschermen van demetalen gietstukkenen CNC-bewerkingsproducten van de corrosie met een mooie afwerking.Veel klanten stellen vragen over de oppervlaktebehandeling van metalen gietstukken ennauwkeurig bewerkte onderdelen.Dit artikel zal zich richten op het elektroforetische coatingproces.Ik hoop dat het nuttig zal zijn voor alle partners.
Elektrocoating is een coatingmethode waarbij deeltjes zoals pigmenten en harsen die in de elektroforetische oplossing zijn gesuspendeerd, worden georiënteerd om te migreren en zich af te zetten op het oppervlak van een van de elektroden met behulp van een extern elektrisch veld.Het principe van elektroforetische coating werd eind jaren dertig uitgevonden, maar deze technologie werd ontwikkeld en kreeg industriële toepassing na 1963. Elektroforetische coating is het meest praktische constructieproces voor coatings op waterbasis.Elektroforetische coating heeft de kenmerken van oplosbaarheid in water, niet-toxiciteit en eenvoudige automatische controle.Omdat het geschikt is voor de oppervlaktebehandeling van geleidende werkstukken (metalen gietstukken, bewerkte onderdelen, smeedstukken, plaatwerkdelen en lasdelen, enz.), werd het elektroforetische coatingproces snel op grote schaal gebruikt in industrieën zoals auto's, bouwmaterialen, hardware , en huishoudelijke apparaten.
Principes
De hars in de kathodische elektroforetische coating heeft basische groepen, die na zuurneutralisatie een zout vormen en oplossen in water.Nadat de gelijkstroom is aangelegd, verplaatsen de negatieve ionen van het zuurradicaal zich naar de anode, en de harsionen en de pigmentdeeltjes die daardoor worden omhuld, bewegen zich met positieve ladingen naar de kathode en worden op de kathode afgezet.Dit is het basisprincipe van elektroforetische coating (algemeen bekend als plating).Elektroforesecoating is een zeer complexe elektrochemische reactie, waarbij ten minste vier effecten van elektroforese, elektrodepositie, elektrolyse en elektro-osmose tegelijkertijd plaatsvinden.
Elektroforese
Nadat de anode en kathode in de colloïdale oplossing zijn ingeschakeld, bewegen de colloïdale deeltjes naar de kathode (of anode) zijde onder invloed van het elektrische veld, dat elektroforese wordt genoemd.De stof in de colloïdale oplossing is niet in de staat van moleculen en ionen, maar de opgeloste stof is gedispergeerd in de vloeistof.De stof is groot en zal niet neerslaan in een gedispergeerde toestand.
Elektrodepositie
Het fenomeen van vaste precipitatie uit vloeistof wordt agglomeratie (agglomeratie, afzetting) genoemd, die over het algemeen wordt geproduceerd bij het koelen of concentreren van de oplossing, en elektroforetische coating is afhankelijk van elektriciteit.Bij kathodische elektroforetische coating aggregeren positief geladen deeltjes op de kathode en negatief geladen deeltjes (dwz ionen) aggregeren op de anode.Wanneer de positief geladen colloïdale deeltjes (hars en pigment) de kathode (substraat) bereiken Na het oppervlak (zeer alkalische grenslaag), worden elektronen verkregen en reageren met hydroxide-ionen om in water onoplosbare stoffen te worden, die op de kathode worden afgezet ( geschilderd werkstuk).
elektrolyse
In een oplossing met ionische geleidbaarheid zijn de anode en kathode verbonden met gelijkstroom, worden anionen aangetrokken door de anode en worden kationen aangetrokken door de kathode en vindt er een chemische reactie plaats.De anode produceert metaaloplossing en elektrolytische oxidatie om zuurstof, chloor, enz. te produceren. De anode is een elektrode die een oxidatiereactie kan veroorzaken.Het metaal wordt aan de kathode neergeslagen en het H+ wordt elektrolytisch gereduceerd tot waterstof.
Elektro-osmose
Nadat de twee uiteinden (kathode en anode) van oplossingen met verschillende concentraties gescheiden door een semipermeabel membraan zijn geactiveerd, wordt het fenomeen dat de oplossing met lage concentratie naar de kant met hoge concentratie beweegt, elektro-osmose genoemd.De coatingfilm die zojuist op het oppervlak van het gecoate object is afgezet, is een semi-permeabele film.Onder de continue werking van het elektrische veld, het water in de smeerfilm dialyse uit de film en beweegt naar het bad om de film te dehydrateren.Dit is elektro-osmose.Elektro-osmose verandert de hydrofiele coatingfilm in een hydrofobe coatingfilm en uitdroging maakt de coatingfilm dicht.De natte verf na het zwemmen met goede elektro-osmose elektroforetische verf kan worden aangeraakt en plakt niet.De aan de natte verflaag hechtende badvloeistof kunt u met water afspoelen.
Kenmerken van Electrocoating:
Elektroforetische verffilm heeft de voordelen van volheid, uniformiteit, vlakheid en gladde coating.De hardheid, hechting, corrosieweerstand, slagvastheid en permeabiliteit van elektroforetische verffilm zijn aanzienlijk beter dan bij andere coatingprocessen.
(1) In water oplosbare verf wordt gebruikt, water wordt gebruikt als het oplossende medium, wat veel organische oplosmiddelen bespaart, luchtvervuiling en milieugevaren aanzienlijk vermindert, veilig en hygiënisch is en het verborgen gevaar van brand vermijdt;
(2) De verfefficiëntie is hoog, het verfverlies is klein en de bezettingsgraad van de verf kan 90% tot 95% bereiken;
(3) De dikte van de coatingfilm is uniform, de hechting is sterk en de coatingkwaliteit is goed.Elk deel van het werkstuk, zoals de binnenlaag, depressies, lassen, enz., kan een uniforme en gladde coatingfilm verkrijgen, wat het probleem van andere coatingmethoden voor werkstukken met een complexe vorm oplost.Het schilderprobleem;
(4) De productie-efficiëntie is hoog en de constructie kan automatische en continue productie realiseren, wat de arbeidsefficiëntie aanzienlijk verbetert;
(5) De apparatuur is complex, de investeringskosten zijn hoog, het stroomverbruik is groot, de temperatuur die nodig is voor het drogen en uitharden is hoog, het beheer van verf en schilderen is ingewikkeld, de bouwvoorwaarden zijn streng en afvalwaterzuivering is vereist ;
(6) Alleen in water oplosbare verf kan worden gebruikt en de kleur kan tijdens het coatingproces niet worden gewijzigd.De stabiliteit van de verf is niet gemakkelijk te controleren na langdurige opslag.
(7) De elektroforetische coatingapparatuur is gecompliceerd en de technologie-inhoud is hoog, wat geschikt is voor de productie van vaste kleuren.
Beperkingen van elektrocoating
(1) Het is alleen geschikt voor primercoating van geleidende ondergronden zoals machineonderdelen van ferrometalen en non-ferrometalen.Niet-geleidende voorwerpen zoals hout, kunststof, stof enz. kunnen met deze methode niet worden gecoat.
(2) Het elektroforetische coatingproces is niet geschikt voor gecoate objecten die uit meerdere metalen bestaan, als de elektroforese-eigenschappen anders zijn.
(3) Elektroforetisch coatingproces kan niet worden gebruikt voor gecoate objecten die niet bestand zijn tegen hoge temperaturen.
(4) Elektroforetische coating is niet geschikt voor coating met beperkte eisen aan kleur.Elektroforetische coating van verschillende kleuren moet in verschillende groeven worden geverfd.
(5) Elektroforetische coating wordt niet aanbevolen voor productie in kleine batches (de vernieuwingsperiode van het bad is meer dan 6 maanden), omdat de vernieuwingssnelheid van het bad te langzaam is, de hars in het bad veroudert en het oplosmiddelgehalte verandert enorm.Het bad is onstabiel.
Stappen van elektrocoating
(1) Voor elektroforetische coating van algemene metalen oppervlakken is de processtroom: voorreiniging → ontvetten → wassen met water → roestverwijdering → wassen met water → neutralisatie → wassen met water → fosfateren → wassen met water → passiveren → elektroforetische coating → tanktop Reiniging → ultrafiltratie water wassen → drogen → offline.
(2) Het substraat en de voorbehandeling van het gecoate object hebben een grote invloed op de elektroforetische coatingfilm.Metalen gietstukken worden over het algemeen ontroest door zandstralen of kogelstralen, katoengaren wordt gebruikt om zwevend stof op het oppervlak van het werkstuk te verwijderen en schuurpapier wordt gebruikt om achtergebleven staalschoten en ander vuil op het oppervlak te verwijderen.Het stalen oppervlak is behandeld met ontvetten en ontroesten.Wanneer de oppervlakte-eisen te hoog zijn, zijn fosfateren en passiveren van oppervlaktebehandelingen vereist.Werkstukken van ijzerhoudend metaal moeten vóór anodische elektroforese worden gefosfateerd, anders zal de corrosieweerstand van de verffilm slecht zijn.Bij fosfatatiebehandeling wordt in het algemeen een zinkzoutfosfateringsfilm gekozen met een dikte van ongeveer 1 tot 2 m, en de fosfaatfilm moet fijne en uniforme kristallen hebben.
(3) In het filtratiesysteem wordt over het algemeen de primaire filtratie toegepast en is het filter een mesh-zakstructuur.De elektroforetische verf wordt door een verticale pomp naar het filter getransporteerd voor filtratie.Gezien de uitgebreide vervangingscyclus en de kwaliteit van de verffilm, is de filterzak met een poriegrootte van 50 m de beste.Het kan niet alleen voldoen aan de kwaliteitseisen van de verffilm, maar ook het probleem van verstopping van de filterzak oplossen.
(4) De grootte van het circulatiesysteem van elektroforetische coating heeft rechtstreeks invloed op de stabiliteit van het bad en de kwaliteit van de verffilm.Verhoging van het circulatievolume vermindert de neerslag en bellen van de badvloeistof;de veroudering van de badvloeistof versnelt echter, het energieverbruik neemt toe en de stabiliteit van de badvloeistof wordt slechter.Het is ideaal om de cyclustijden van de tankvloeistof te regelen tot 6-8 keer/u, wat niet alleen de kwaliteit van de verffilm garandeert, maar ook zorgt voor een stabiele werking van de tankvloeistof.
(5) Naarmate de productietijd toeneemt, zal de impedantie van het anodemembraan toenemen en zal de effectieve werkspanning afnemen.Daarom moet bij de productie de bedrijfsspanning van de voeding geleidelijk worden verhoogd in overeenstemming met het spanningsverlies om de spanningsval van het anodemembraan te compenseren.
(6) Het ultrafiltratiesysteem regelt de concentratie van onzuiverheidsionen die door het werkstuk worden gebracht om de kwaliteit van de coating te waarborgen.Bij de werking van dit systeem moet worden opgemerkt dat als het systeem eenmaal in bedrijf is, het continu moet werken en het is ten strengste verboden om met tussenpozen te werken om te voorkomen dat het ultrafiltratiemembraan opdroogt.De gedroogde hars en het pigment hechten aan het ultrafiltratiemembraan en kunnen niet grondig worden gereinigd, wat de waterdoorlatendheid en levensduur van het ultrafiltratiemembraan ernstig zal beïnvloeden.De waterafvoersnelheid van het ultrafiltratiemembraan vertoont een neerwaartse trend met de looptijd.Het moet een keer worden schoongemaakt gedurende 30-40 dagen continu werk om het ultrafiltratiewater te garanderen dat nodig is voor ultrafiltratie-uitloging en -wassen.
(7) De elektroforetische coatingmethode is geschikt voor het productieproces van een groot aantal assemblagelijnen.De vernieuwingscyclus van het elektroforesebad moet binnen 3 maanden zijn.Het wetenschappelijke beheer van het bad is uiterst belangrijk.Verschillende parameters van het bad worden regelmatig getest en het bad wordt aangepast en vervangen volgens de testresultaten.Over het algemeen worden de parameters van de badoplossing gemeten met de volgende frequentie: de pH-waarde, het vastestofgehalte en de geleidbaarheid van de elektroforese-oplossing, ultrafiltratie-oplossing en ultrafiltratie-reinigingsoplossing, anion (anode) polaire oplossing, circulerende lotion en deïonisatie-reinigingsoplossing eenmaal een dag;Basisverhouding, gehalte aan organisch oplosmiddel en kleine laboratoriumtest twee keer per week.
(8) Voor het beheer van de kwaliteit van de verffilm moeten de uniformiteit en dikte van de verffilm regelmatig worden gecontroleerd en mag het uiterlijk geen gaatjes, verzakking, sinaasappelschil, rimpels, enz. hebben. Controleer regelmatig de fysieke en chemische indicatoren zoals de hechting en corrosieweerstand van de coatingfilm.De inspectiecyclus is in overeenstemming met de inspectienormen van de fabrikant en in het algemeen moet elke batch worden geïnspecteerd.
Oppervlaktebehandeling vóór elektroforese
De oppervlaktebehandeling van het werkstuk vóór het coaten is een belangrijk onderdeel van elektroforetische coating, waarbij voornamelijk ontvetten, roestverwijdering, oppervlakteconditionering, fosfatering en andere processen betrokken zijn.De kwaliteit van de behandeling beïnvloedt niet alleen het uiterlijk van de film, vermindert de anticorrosieprestaties, maar vernietigt ook de stabiliteit van de verfoplossing.Daarom moet het oppervlak van het werkstuk vóór het schilderen vrij zijn van olievlekken, roestvlekken, geen voorbehandelingschemicaliën en fosfateringssedimentatie, enz., En de fosfaterende film heeft dichte en uniforme kristallen.Wat betreft de verschillende voorbehandelingsprocessen zullen we deze niet afzonderlijk bespreken, maar slechts enkele aandachtspunten naar voren brengen:
1) Als de ontvetting en roest niet schoon zijn, heeft dit niet alleen invloed op de vorming van fosfaterende film, maar ook op de hechtkracht, decoratieve prestaties en corrosieweerstand van de coating.De verffilm is gevoelig voor krimp en gaatjes.
2) Fosfateren: het doel is om de hechting en het corrosiewerende vermogen van de elektroforetische film te verbeteren.Zijn rol is als volgt:
(1) Door fysische en chemische effecten wordt de hechting van de organische coatingfilm op het substraat verbeterd.
(2) De fosfaterende film verandert het metalen oppervlak van een goede geleider in een slechte geleider, waardoor de vorming van microbatterijen op het metalen oppervlak wordt geremd, waardoor de corrosie van de coating effectief wordt voorkomen en de corrosieweerstand en waterbestendigheid van de bekleding.Bovendien kan alleen op basis van grondige bodembewerking en ontvetting een bevredigende fosfaterende film worden gevormd op een schoon, uniform en vetvrij oppervlak.Vanuit dit oogpunt is de fosfaatfilm zelf de meest intuïtieve en betrouwbare zelfcontrole van het effect van het voorbehandelingsproces.
3) Wassen: De kwaliteit van het wassen in elke fase van de voorbehandeling zal een grote invloed hebben op de kwaliteit van de gehele voorbehandeling en verffilm.De laatste reiniging met gedeïoniseerd water voor het schilderen, zorg ervoor dat de druipgeleiding van het gecoate object niet groter is dan 30μs/cm.De reiniging is niet schoon, zoals het werkstuk:
(1) Resterend zuur, fosfaterende chemische vloeistof, uitvlokking van hars in verfvloeistof en verslechtering van de stabiliteit;
(2) Resterende vreemde stoffen (olievlekken, stof), krimpgaten, deeltjes en andere defecten in de verffilm;
(3) Resterende elektrolyten en zouten leiden tot verergering van de elektrolysereactie en veroorzaken gaatjes en andere kwalen.
Posttijd: 17 april-2021