Die industrielle Elektrotauchlackierung ist eine weit verbreitete Oberflächenbehandlung zum Schutz derGussteile aus Metallund CNC-Bearbeitungsprodukte aus der Korrosion mit schönem Finish.Viele Kunden stellen Fragen zur Oberflächenbehandlung von Metallguss undpräzisionsgefertigte Teile.Dieser Artikel konzentriert sich auf das elektrophoretische Beschichtungsverfahren.Ich hoffe, es wird für alle Partner hilfreich sein.
Die Elektrobeschichtung ist ein Beschichtungsverfahren, bei dem Partikel wie Pigmente und Harze, die in der elektrophoretischen Lösung suspendiert sind, so orientiert werden, dass sie wandern und sich auf der Oberfläche einer der Elektroden ablagern, indem ein externes elektrisches Feld verwendet wird.Das Prinzip der elektrophoretischen Beschichtung wurde Ende der 1930er Jahre erfunden, aber diese Technologie wurde erst nach 1963 entwickelt und fand industrielle Anwendung. Die elektrophoretische Beschichtung ist das praktischste Konstruktionsverfahren für wasserbasierte Beschichtungen.Die elektrophoretische Beschichtung hat die Eigenschaften Wasserlöslichkeit, Ungiftigkeit und einfache automatische Steuerung.Da es für die Oberflächenbehandlung von leitfähigen Werkstücken (Metallgussteile, bearbeitete Teile, Schmiedeteile, Blechteile und Schweißteile usw.) geeignet ist, hat das elektrophoretische Beschichtungsverfahren schnell breite Anwendung in Industrien wie Automobilen, Baumaterialien, Hardware gefunden , und Haushaltsgeräte.
Prinzipien
Das im kathodischen Elektrotauchlack enthaltene Harz weist basische Gruppen auf, die nach Säureneutralisation ein Salz bilden und sich in Wasser lösen.Nach Anlegen des Gleichstroms bewegen sich die negativen Ionen des Säureradikals zur Anode, und die Harzionen und die von ihnen umhüllten Pigmentpartikel bewegen sich mit positiven Ladungen zur Kathode und werden auf der Kathode abgeschieden.Dies ist das Grundprinzip der elektrophoretischen Beschichtung (allgemein bekannt als Plattieren).Elektrophoresebeschichtung ist eine sehr komplexe elektrochemische Reaktion, mindestens vier Wirkungen von Elektrophorese, Elektroabscheidung, Elektrolyse und Elektroosmose treten gleichzeitig auf.
Elektrophorese
Nachdem die Anode und Kathode in der kolloidalen Lösung eingeschaltet wurden, bewegen sich die kolloidalen Partikel unter der Wirkung des elektrischen Feldes zur Kathoden- (oder Anoden-) Seite, was als Elektrophorese bezeichnet wird.Die Substanz in der kolloidalen Lösung befindet sich nicht im Zustand von Molekülen und Ionen, sondern der in der Flüssigkeit dispergierte gelöste Stoff.Die Substanz ist groß und fällt nicht in einen dispergierten Zustand aus.
Elektroabscheidung
Als Agglomeration (Agglomeration, Abscheidung) bezeichnet man das Phänomen der Feststoffausfällung aus Flüssigkeit, das im Allgemeinen beim Abkühlen oder Konzentrieren der Lösung entsteht, und die elektrophoretische Beschichtung beruht auf Elektrizität.Bei der kathodischen elektrophoretischen Beschichtung aggregieren positiv geladene Teilchen an der Kathode und negativ geladene Teilchen (dh Ionen) aggregieren an der Anode.Wenn die positiv geladenen kolloidalen Partikel (Harz und Pigment) die Kathode (Substrat) erreichen Nach der Oberfläche (hochalkalische Grenzschicht) werden Elektronen gewonnen und reagieren mit Hydroxidionen zu wasserunlöslichen Substanzen, die sich auf der Kathode ablagern ( lackiertes Werkstück).
Elektrolyse
In einer Lösung mit Ionenleitfähigkeit werden Anode und Kathode an Gleichstrom angeschlossen, Anionen werden von der Anode und Kationen von der Kathode angezogen, und es findet eine chemische Reaktion statt.Die Anode erzeugt eine Metallauflösung und elektrolytische Oxidation, um Sauerstoff, Chlor usw. zu erzeugen. Die Anode ist eine Elektrode, die eine Oxidationsreaktion erzeugen kann.An der Kathode wird das Metall ausgefällt und das H+ elektrolytisch zu Wasserstoff reduziert.
Elektroosmose
Nachdem die beiden Enden (Kathode und Anode) von Lösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen, die durch eine semipermeable Membran getrennt sind, mit Energie versorgt werden, wird das Phänomen, dass sich die Lösung mit niedriger Konzentration zur Seite mit hoher Konzentration bewegt, als Elektroosmose bezeichnet.Der gerade auf der Oberfläche des beschichteten Objekts abgeschiedene Beschichtungsfilm ist ein halbdurchlässiger Film.Unter der kontinuierlichen Einwirkung des elektrischen Feldes dialysiert das in dem Schmierfilm enthaltene Wasser aus dem Film heraus und bewegt sich zum Bad, um den Film zu dehydrieren.Das ist Elektroosmose.Elektroosmose verwandelt den hydrophilen Beschichtungsfilm in einen hydrophoben Beschichtungsfilm, und Dehydratisierung macht den Beschichtungsfilm dicht.Die nasse Farbe nach dem Schwimmen mit guter Elektroosmose-Elektrophoresefarbe kann berührt werden und klebt nicht.Die am nassen Lackfilm anhaftende Badflüssigkeit können Sie mit Wasser abspülen.
Eigenschaften der Elektrobeschichtung
Der elektrophoretische Lackfilm hat die Vorteile von Fülle, Gleichmäßigkeit, Ebenheit und glatter Beschichtung.Härte, Haftung, Korrosionsbeständigkeit, Schlagfestigkeit und Durchlässigkeit des Elektrotauchlackfilms sind deutlich besser als bei anderen Beschichtungsverfahren.
(1) Es wird wasserlösliche Farbe verwendet, Wasser wird als Lösungsmedium verwendet, das viele organische Lösungsmittel einspart, Luftverschmutzung und Umweltgefahren stark reduziert, sicher und hygienisch ist und die versteckte Brandgefahr vermeidet;
(2) Die Lackiereffizienz ist hoch, der Farbverlust ist gering und die Ausnutzungsrate der Farbe kann 90 % bis 95 % erreichen;
(3) Die Beschichtungsfilmdicke ist gleichmäßig, die Haftung ist stark und die Beschichtungsqualität ist gut.Jeder Teil des Werkstücks, wie die Innenschicht, Vertiefungen, Schweißnähte usw., kann einen gleichmäßigen und glatten Beschichtungsfilm erhalten, der das Problem anderer Beschichtungsverfahren für komplex geformte Werkstücke löst.Das Malproblem;
(4) Die Produktionseffizienz ist hoch, und die Konstruktion kann eine automatische und kontinuierliche Produktion realisieren, was die Arbeitseffizienz erheblich verbessert;
(5) Die Ausrüstung ist komplex, die Investitionskosten sind hoch, der Energieverbrauch ist groß, die zum Trocknen und Aushärten erforderliche Temperatur ist hoch, das Farb- und Lackiermanagement ist kompliziert, die Baubedingungen sind streng und eine Abwasserbehandlung ist erforderlich ;
(6) Es darf nur wasserlösliche Farbe verwendet werden und die Farbe kann während des Beschichtungsprozesses nicht verändert werden.Die Stabilität der Farbe ist nach längerer Lagerung nicht einfach zu kontrollieren.
(7) Die elektrophoretische Beschichtungsausrüstung ist kompliziert und der technologische Inhalt ist hoch, was für die Herstellung von fester Farbe geeignet ist.
Einschränkungen der Elektrobeschichtung
(1) Es ist nur für die Grundierung von leitfähigen Substraten wie Maschinenteilen aus Eisenmetallen und Nichteisenmetallen geeignet.Nichtleitende Gegenstände wie Holz, Kunststoff, Stoff usw. können mit diesem Verfahren nicht beschichtet werden.
(2) Das elektrophoretische Beschichtungsverfahren ist nicht für beschichtete Gegenstände geeignet, die aus mehreren Metallen bestehen, wenn die Elektrophoreseeigenschaften unterschiedlich sind.
(3) Der elektrophoretische Beschichtungsprozess kann nicht für beschichtete Gegenstände verwendet werden, die hohen Temperaturen nicht standhalten können.
(4) Die Elektrotauchlackierung ist für Beschichtungen mit eingeschränkten Farbanforderungen nicht geeignet.Elektrotauchlackierung in verschiedenen Farben muss in verschiedenen Rillen lackiert werden.
(5) Die Elektrotauchlackierung wird für die Kleinserienfertigung (Erneuerungsdauer des Bades beträgt mehr als 6 Monate) nicht empfohlen, da die Erneuerungsgeschwindigkeit des Bades zu langsam ist, das Harz im Bad altert und sich der Lösungsmittelgehalt ändert sehr.Das Bad ist instabil.
Schritte der Elektrobeschichtung
(1) Für die elektrophoretische Beschichtung von allgemeinen Metalloberflächen ist der Prozessablauf: Vorreinigung → Entfettung → Wasserwäsche → Rostentfernung → Wasserwäsche → Neutralisation → Wasserwäsche → Phosphatierung → Wasserwäsche → Passivierung → Elektrotauchlackierung → Tankdeckelreinigung → Waschen mit Ultrafiltrationswasser → Trocknen → offline.
(2) Das Substrat und die Vorbehandlung des beschichteten Objekts haben einen großen Einfluss auf den elektrophoretischen Beschichtungsfilm.Metallgussteile werden im Allgemeinen durch Sandstrahlen oder Kugelstrahlen entrostet, Baumwollgarn wird verwendet, um schwebenden Staub auf der Oberfläche des Werkstücks zu entfernen, und Schleifpapier wird verwendet, um restliche Stahlkugeln und andere Ablagerungen auf der Oberfläche zu entfernen.Die Stahloberfläche wird mit Entfettung und Rostentfernung behandelt.Wenn die Anforderungen an die Oberfläche zu hoch sind, sind Phosphatierung und Passivierung der Oberflächenbehandlungen erforderlich.Eisenhaltige Metallwerkstücke müssen vor der anodischen Elektrophorese phosphatiert werden, da sonst die Korrosionsbeständigkeit des Lackfilms schlecht wird.Bei der Phosphatierungsbehandlung wird im Allgemeinen ein Zinksalz-Phosphatierungsfilm mit einer Dicke von etwa 1 bis 2 &mgr;m ausgewählt, und der Phosphatfilm muss feine und gleichmäßige Kristalle aufweisen.
(3) Im Filtrationssystem wird im Allgemeinen die Primärfiltration übernommen, und der Filter ist eine Maschenbeutelstruktur.Der Elektrotauchlack wird zur Filtration durch eine vertikale Pumpe zum Filter transportiert.In Anbetracht des umfangreichen Austauschzyklus und der Qualität des Lackfilms ist der Filterbeutel mit einer Porengröße von 50 μm am besten.Es kann nicht nur die Qualitätsanforderungen des Lackfilms erfüllen, sondern auch das Problem der Verstopfung des Filterbeutels lösen.
(4) Die Größe des Kreislaufsystems der elektrophoretischen Beschichtung wirkt sich direkt auf die Stabilität des Bades und die Qualität des Lackfilms aus.Eine Erhöhung des Umwälzvolumens reduziert Ausfällungen und Blasenbildung der Badflüssigkeit;allerdings beschleunigt sich die Alterung der Badflüssigkeit, der Energieverbrauch steigt und die Stabilität der Badflüssigkeit verschlechtert sich.Es ist ideal, die Zykluszeiten der Tankflüssigkeit auf 6-8 Mal/h zu steuern, was nicht nur die Qualität des Lackfilms garantiert, sondern auch den stabilen Betrieb der Tankflüssigkeit gewährleistet.
(5) Mit zunehmender Produktionszeit steigt die Impedanz des Anodendiaphragmas und die effektive Arbeitsspannung sinkt.Daher sollte in der Produktion die Betriebsspannung der Stromversorgung allmählich entsprechend dem Spannungsverlust erhöht werden, um den Spannungsabfall der Anodenmembran zu kompensieren.
(6) Das Ultrafiltrationssystem steuert die Konzentration von Verunreinigungsionen, die durch das Werkstück eingebracht werden, um die Qualität der Beschichtung sicherzustellen.Beim Betrieb dieses Systems sollte beachtet werden, dass das System, sobald es in Betrieb ist, kontinuierlich laufen sollte und es strengstens verboten ist, intermittierend zu laufen, um ein Austrocknen der Ultrafiltrationsmembran zu verhindern.Das getrocknete Harz und Pigment haften an der Ultrafiltrationsmembran und können nicht gründlich gereinigt werden, was die Wasserdurchlässigkeit und die Lebensdauer der Ultrafiltrationsmembran ernsthaft beeinträchtigt.Die Wasserabgaberate der Ultrafiltrationsmembran zeigt mit der Laufzeit einen fallenden Trend.Es sollte einmal für 30-40 Tage ununterbrochener Arbeit gereinigt werden, um das Ultrafiltrationswasser sicherzustellen, das für die Ultrafiltrationslaugung und das Waschen erforderlich ist.
(7) Das elektrophoretische Beschichtungsverfahren ist für den Produktionsprozess einer großen Anzahl von Fließbändern geeignet.Der Erneuerungszyklus des Elektrophoresebades sollte innerhalb von 3 Monaten erfolgen.Die wissenschaftliche Leitung des Bades ist äußerst wichtig.Verschiedene Parameter des Bades werden regelmäßig getestet, und das Bad wird gemäß den Testergebnissen eingestellt und ausgetauscht.Im Allgemeinen werden die Parameter der Badlösung mit der folgenden Häufigkeit gemessen: der pH-Wert, der Feststoffgehalt und die Leitfähigkeit der Elektrophoreselösung, der Ultrafiltrationslösung und der Ultrafiltrations-Reinigungslösung, der Anionen- (Anoden-) polaren Lösung, der Umlauflotion und der Deionisierungs-Reinigungslösung einmal ein Tag;Basenverhältnis, Gehalt an organischen Lösungsmitteln und Labortest mit kleinem Tank zweimal pro Woche.
(8) Für das Management der Qualität des Lackfilms sollte die Gleichmäßigkeit und Dicke des Lackfilms häufig überprüft werden, und das Erscheinungsbild sollte keine Nadelstiche, Absacken, Orangenhaut, Falten usw. aufweisen. Überprüfen Sie regelmäßig die physikalischen und chemischen Eigenschaften Indikatoren wie die Haftung und Korrosionsbeständigkeit des Beschichtungsfilms.Der Inspektionszyklus entspricht den Inspektionsstandards des Herstellers, und im Allgemeinen muss jede Charge inspiziert werden.
Oberflächenbehandlung vor der Elektrophorese
Die Oberflächenbehandlung des Werkstücks vor dem Beschichten ist ein wichtiger Teil der elektrophoretischen Beschichtung und umfasst hauptsächlich Entfetten, Entrosten, Oberflächenkonditionieren, Phosphatieren und andere Prozesse.Die Qualität seiner Behandlung beeinflusst nicht nur das Aussehen des Films, verringert die Korrosionsschutzleistung, sondern zerstört auch die Stabilität der Farblösung.Daher muss die Oberfläche des Werkstücks vor dem Lackieren frei von Ölflecken, Rostflecken, Vorbehandlungschemikalien und Phosphatablagerungen usw. sein, und der Phosphatfilm muss dichte und gleichmäßige Kristalle aufweisen.Bezüglich der verschiedenen Vorbehandlungsverfahren gehen wir nicht einzeln darauf ein, sondern geben nur einige Hinweise:
1) Wenn die Entfettung und der Rost nicht sauber sind, beeinträchtigt dies nicht nur die Bildung des Phosphatierungsfilms, sondern auch die Haftkraft, die dekorative Leistung und die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung.Der Lackfilm neigt zu Schrumpfung und Nadelstichen.
2) Phosphatierung: Der Zweck besteht darin, die Haftung und die Korrosionsschutzfähigkeit des elektrophoretischen Films zu verbessern.Seine Rolle ist wie folgt:
(1) Aufgrund physikalischer und chemischer Effekte wird die Haftung des organischen Beschichtungsfilms auf dem Substrat verbessert.
(2) Der Phosphatierungsfilm verwandelt die Metalloberfläche von einem guten Leiter in einen schlechten Leiter, wodurch die Bildung von Mikrobatterien auf der Metalloberfläche gehemmt wird, die Korrosion der Beschichtung wirksam verhindert wird und die Korrosionsbeständigkeit und Wasserbeständigkeit der Oberfläche erhöht werden Glasur.Außerdem kann nur durch gründliches Grundieren und Entfetten ein zufriedenstellender Phosphatierungsfilm auf einer sauberen, gleichmäßigen und fettfreien Oberfläche gebildet werden.Unter diesem Aspekt ist der Phosphatierungsfilm selbst die intuitivste und zuverlässigste Selbstkontrolle über die Wirkung des Vorbehandlungsprozesses.
3) Waschen: Die Qualität des Waschens in jeder Stufe der Vorbehandlung hat einen großen Einfluss auf die Qualität der gesamten Vorbehandlung und des Lackfilms.Bei der letzten VE-Wasser-Reinigung vor dem Lackieren ist darauf zu achten, dass die Abtropfleitfähigkeit des beschichteten Objekts nicht größer als 30μs/cm ist.Die Reinigung ist nicht sauber, wie das Werkstück:
(1) Restsäure, chemische Phosphatierungsflüssigkeit, Harzausflockung in der Farbflüssigkeit und Verschlechterung der Stabilität;
(2) Restfremdstoffe (Ölflecken, Staub), Lunker, Partikel und andere Defekte im Lackfilm;
(3) Restelektrolyte und Salze führen zu einer Verschlechterung der Elektrolysereaktion und erzeugen Nadelstiche und andere Krankheiten.
Postzeit: 17. April 2021