Rūpnieciskais elektropārklājums ir plaši izmantota virsmas apstrāde, lai aizsargātumetāla lējumiun CNC apstrādes produkti no korozijas ar jauku apdari. Daudzi klienti uzdod jautājumus par metāla lējumu virsmas apstrādi unprecīzi apstrādātas detaļas. Šajā rakstā galvenā uzmanība tiks pievērsta elektroforētiskās pārklāšanas procesam. Cerams, ka tas būs noderīgs visiem partneriem.
Elektropārklāšana ir pārklāšanas metode, kurā elektroforētiskajā šķīdumā suspendētās daļiņas, piemēram, pigmenti un sveķi, tiek orientētas uz migrāciju un nogulsnēšanos uz viena elektroda virsmas, izmantojot ārēju elektrisko lauku. Elektroforētiskā pārklājuma princips tika izgudrots 20. gadsimta 30. gadu beigās, bet šī tehnoloģija tika izstrādāta un rūpnieciski izmantota pēc 1963. gada. Elektroforētiskais pārklājums ir vispraktiskākais būvniecības process ūdens bāzes pārklājumiem. Elektroforētiskajam pārklājumam piemīt ūdens šķīdības, netoksicitātes un vieglas automātiskas kontroles īpašības. Tā kā tas ir piemērots vadošu sagatavju virsmu apstrādei (metāla lējumi, mehāniski apstrādātas detaļas, kalumi, lokšņu metāla daļas un metināšanas daļas utt.), elektroforētiskā pārklājuma process ātri tika plaši izmantots tādās nozarēs kā automobiļi, būvmateriāli, aparatūra. , un sadzīves tehniku.
Principi
Katodiskā elektroforētiskā pārklājuma sastāvā esošajiem sveķiem ir bāzes grupas, kas pēc skābes neitralizācijas veido sāli un izšķīst ūdenī. Pēc līdzstrāvas pielikšanas skābes radikāļu negatīvie joni pārvietojas uz anodu, un sveķu joni un to iesaiņotās pigmenta daļiņas ar pozitīviem lādiņiem pārvietojas uz katodu un tiek nogulsnēti uz katoda. Šis ir elektroforētiskā pārklājuma (plašāk pazīstams kā apšuvums) pamatprincips. Elektroforēzes pārklājums ir ļoti sarežģīta elektroķīmiska reakcija, kurā vienlaikus notiek vismaz četri elektroforēzes, elektrodepozīcijas, elektrolīzes un elektroosmozes efekti.
Elektroforēze
Pēc koloidālā šķīduma anoda un katoda ieslēgšanas koloidālās daļiņas elektriskā lauka iedarbībā pārvietojas uz katoda (vai anoda) pusi, ko sauc par elektroforēzi. Koloidālā šķīdumā esošā viela nav molekulu un jonu stāvoklī, bet šķidrumā izkliedētā izšķīdinātā viela. Viela ir liela un neizgulsnējas izkliedētā stāvoklī.
Elektrodepozīcija
Cietu nokrišņu parādību no šķidruma sauc par aglomerāciju (aglomerāciju, nogulsnēšanos), kas parasti rodas, atdzesējot vai koncentrējot šķīdumu, un elektroforētiskais pārklājums balstās uz elektrību. Katodiskā elektroforētiskā pārklājumā pozitīvi lādētas daļiņas agregējas uz katoda, bet negatīvi lādētas daļiņas (ti, joni) agregējas uz anoda. Kad pozitīvi lādētās koloidālās daļiņas (sveķi un pigments) sasniedz katodu (substrātu) Pēc virsmas laukuma (ļoti sārmains saskarnes slānis) tiek iegūti elektroni, kas reaģē ar hidroksīda joniem, lai kļūtu par ūdenī nešķīstošām vielām, kuras nogulsnējas uz katoda ( krāsota sagatave).
Elektrolīze
Šķīdumā ar jonu vadītspēju anods un katods ir savienoti ar līdzstrāvu, anods tiek piesaistīts anjoniem, bet katodam tiek piesaistīti katjoni, un notiek ķīmiska reakcija. Anods rada metāla šķīdināšanu un elektrolītisko oksidēšanu, lai iegūtu skābekli, hloru utt. Anods ir elektrods, kas var izraisīt oksidācijas reakciju. Metāls tiek nogulsnēts pie katoda, un H+ tiek elektrolītiski reducēts līdz ūdeņradim.
Elektroosmoze
Pēc tam, kad tiek aktivizēti divi dažādu koncentrāciju šķīdumu gali (katods un anods), kas atdalīti ar puscaurlaidīgu membrānu, parādību, ka zemas koncentrācijas šķīdums pārvietojas uz augstas koncentrācijas pusi, sauc par elektroosmozi. Pārklājuma plēve, kas tikko uzklāta uz pārklātā objekta virsmas, ir daļēji caurlaidīga plēve. Nepārtrauktas elektriskā lauka iedarbībā ūdens, kas atrodas smērēšanas plēvē, tiek izvadīts no plēves un virzās uz vannu, lai dehidrētu plēvi. Tā ir elektroosmoze. Elektroosmoze pārvērš hidrofilo pārklājuma plēvi hidrofobā pārklājuma plēvē, un dehidratācija padara pārklājuma plēvi blīvu. Mitrā krāsa pēc peldēšanas ar labu elektroosmozes elektroforēzes krāsu var būt pieskarties un nav lipīga. Pie mitrās krāsas plēves pielipušo vannas šķidrumu var noskalot ar ūdeni.
Elektropārklājuma raksturojums
Elektroforētiskās krāsas plēvei ir pilnības, viendabīguma, līdzenuma un gluda pārklājuma priekšrocības. Elektroforētiskās krāsas plēves cietība, adhēzija, izturība pret koroziju, triecienizturība un caurlaidība ir ievērojami labāka nekā citiem pārklājuma procesiem.
(1) Tiek izmantota ūdenī šķīstoša krāsa, ūdens tiek izmantots kā šķīdināšanas līdzeklis, kas ietaupa daudz organisko šķīdinātāju, ievērojami samazina gaisa piesārņojumu un vides apdraudējumu, ir droša un sanitāra, kā arī novērš slēptās ugunsgrēka briesmas;
(2) krāsošanas efektivitāte ir augsta, krāsas zudumi ir nelieli, un krāsas izmantošanas līmenis var sasniegt 90% līdz 95%;
(3) Pārklājuma plēves biezums ir vienmērīgs, saķere ir spēcīga un pārklājuma kvalitāte ir laba. Katra sagataves daļa, piemēram, iekšējais slānis, padziļinājumi, metinājumi utt., var iegūt viendabīgu un gludu pārklājuma plēvi, kas atrisina citu pārklāšanas metožu problēmu sarežģītas formas sagatavēm. Glezniecības problēma;
(4) Ražošanas efektivitāte ir augsta, un konstrukcija var realizēt automātisku un nepārtrauktu ražošanu, kas ievērojami uzlabo darba efektivitāti;
(5) Iekārta ir sarežģīta, investīciju izmaksas ir augstas, enerģijas patēriņš ir liels, žāvēšanai un sacietēšanai nepieciešamā temperatūra ir augsta, krāsas un krāsošanas pārvaldība ir sarežģīta, būvniecības nosacījumi ir stingri un nepieciešama notekūdeņu attīrīšana ;
(6) Var izmantot tikai ūdenī šķīstošu krāsu, un krāsu pārklāšanas procesā nevar mainīt. Krāsas stabilitāti pēc ilgstošas uzglabāšanas nav viegli kontrolēt.
(7) Elektroforētiskā pārklājuma iekārta ir sarežģīta un tehnoloģiskais saturs ir augsts, kas ir piemērots fiksētas krāsas ražošanai.
Elektropārklājuma ierobežojumi
(1) Tas ir piemērots tikai vadošu substrātu, piemēram, melno metālu un krāsaino metālu iekārtu daļu gruntēšanai. Ar šo metodi nevar pārklāt nevadošus priekšmetus, piemēram, koku, plastmasu, audumu utt.
(2) Elektroforēzes pārklāšanas process nav piemērots pārklātiem objektiem, kas sastāv no vairākiem metāliem, ja elektroforēzes raksturlielumi atšķiras.
(3) Elektroforētisko pārklāšanas procesu nevar izmantot pārklātiem objektiem, kas neiztur augstu temperatūru.
(4) Elektroforētiskais pārklājums nav piemērots pārklājumam ar ierobežotām prasībām attiecībā uz krāsu. Dažādu krāsu elektroforētiskais pārklājums ir jākrāso dažādās rievās.
(5) Elektroforētiskais pārklājums nav ieteicams mazo sēriju ražošanai (vannas atjaunošanas periods ir ilgāks par 6 mēnešiem), jo vannas atjaunošanas ātrums ir pārāk lēns, sveķi vannā noveco un mainās šķīdinātāja saturs. ļoti. Vanna ir nestabila.
Elektropārklājuma soļi
(1) Vispārēju metāla virsmu elektroforētiskajai pārklāšanai procesa plūsma ir šāda: iepriekšēja tīrīšana → attaukošana → mazgāšana ar ūdeni → rūsas noņemšana → mazgāšana ar ūdeni → neitralizācija → mazgāšana ar ūdeni → fosfatēšana → mazgāšana ar ūdeni → pasivēšana → elektroforētiskais pārklājums → tvertnes augšdaļas tīrīšana → ultrafiltrācijas ūdens mazgāšana → žāvēšana → bezsaistē.
(2) Pārklātā objekta substrātam un pirmapstrādei ir liela ietekme uz elektroforētiskā pārklājuma plēvi. Metāla lējumi parasti tiek attīrīti ar smilšu strūklu vai skrošu strūklu, kokvilnas dziju izmanto, lai noņemtu peldošos putekļus uz apstrādājamā priekšmeta virsmas, un smilšpapīru izmanto, lai noņemtu atlikušos tērauda šāvienus un citus gružus uz virsmas. Tērauda virsma tiek apstrādāta ar attaukošanu un rūsas noņemšanu. Ja virsmas prasības ir pārāk augstas, ir nepieciešama virsmas apstrāde ar fosfatēšanu un pasivēšanu. Melno metālu sagataves pirms anodiskās elektroforēzes jāfosfatē, pretējā gadījumā krāsas plēves izturība pret koroziju būs slikta. Fosfēšanas apstrādē parasti tiek izvēlēta cinka sāls fosfatēšanas plēve, kuras biezums ir aptuveni 1 līdz 2 μm, un fosfāta plēvei ir jābūt smalkiem un viendabīgiem kristāliem.
(3) Filtrēšanas sistēmā parasti tiek izmantota primārā filtrēšana, un filtrs ir tīkla maisa struktūra. Elektroforētiskā krāsa tiek transportēta uz filtru caur vertikālu sūkni filtrēšanai. Ņemot vērā visaptverošo nomaiņas ciklu un krāsas plēves kvalitāti, vislabākais ir filtra maisiņš ar poru izmēru 50 μm. Tas var ne tikai izpildīt krāsas plēves kvalitātes prasības, bet arī atrisināt filtra maisiņa aizsērēšanas problēmu.
(4) Elektroforētiskā pārklājuma cirkulācijas sistēmas izmērs tieši ietekmē vannas stabilitāti un krāsas plēves kvalitāti. Cirkulācijas tilpuma palielināšana samazina vannas šķidruma nokrišņu un burbuļu veidošanos; tomēr vannas šķidruma novecošanās paātrinās, palielinās enerģijas patēriņš un pasliktinās vannas šķidruma stabilitāte. Ideāli ir kontrolēt tvertnes šķidruma cikla laikus līdz 6-8 reizēm/h, kas ne tikai garantē krāsas plēves kvalitāti, bet arī nodrošina stabilu tvertnes šķidruma darbību.
(5) Palielinoties ražošanas laikam, palielinās anoda diafragmas pretestība un samazināsies efektīvais darba spriegums. Tāpēc ražošanā barošanas avota darba spriegums pakāpeniski jāpalielina atbilstoši sprieguma zudumam, lai kompensētu anoda diafragmas sprieguma kritumu.
(6) Ultrafiltrācijas sistēma kontrolē piemaisījumu jonu koncentrāciju, ko rada sagatave, lai nodrošinātu pārklājuma kvalitāti. Darbojoties ar šo sistēmu, jāņem vērā, ka, kad sistēma darbojas, tai ir jādarbojas nepārtraukti, un ir stingri aizliegts darboties ar pārtraukumiem, lai novērstu ultrafiltrācijas membrānas izžūšanu. Žāvētie sveķi un pigments pielīp ultrafiltrācijas membrānai un tos nevar rūpīgi notīrīt, kas nopietni ietekmēs ultrafiltrācijas membrānas ūdens caurlaidību un kalpošanas laiku. Ultrafiltrācijas membrānas ūdens izvades ātrumam ir tendence samazināties līdz ar darbības laiku. Tas ir jātīra vienu reizi 30-40 nepārtraukta darba dienu laikā, lai nodrošinātu ultrafiltrācijas ūdeni, kas nepieciešams ultrafiltrācijas izskalošanai un mazgāšanai.
(7) Elektroforētiskā pārklāšanas metode ir piemērota daudzu montāžas līniju ražošanas procesam. Elektroforēzes vannas atjaunošanas ciklam jābūt 3 mēnešu laikā. Vannas zinātniskā vadība ir ārkārtīgi svarīga. Regulāri tiek pārbaudīti dažādi vannas parametri, kā arī vanna tiek regulēta un nomainīta atbilstoši testa rezultātiem. Parasti vannas šķīduma parametrus mēra ar šādu frekvenci: pH vērtība, cietvielu saturs un elektroforēzes šķīduma vadītspēja, ultrafiltrācijas šķīdums un ultrafiltrācijas tīrīšanas šķīdums, anjonu (anoda) polārais šķīdums, cirkulējošs losjons un dejonizācijas tīrīšanas šķīdums vienu reizi. dienā; Bāzes attiecība, organisko šķīdinātāju saturs un laboratorijas mazās tvertnes pārbaude divas reizes nedēļā.
(8) Krāsas plēves kvalitātes pārvaldībai bieži jāpārbauda krāsas plēves viendabīgums un biezums, un tās izskatam nevajadzētu būt caurumiem, nokarenai, apelsīna miziņai, grumbām utt. Regulāri pārbaudiet fizikālo un ķīmisko sastāvu. indikatori, piemēram, pārklājuma plēves saķere un izturība pret koroziju. Pārbaudes cikls atbilst ražotāja pārbaudes standartiem, un parasti katra partija ir jāpārbauda.
Virsmas apstrāde pirms elektroforēzes
Sagataves virsmas apstrāde pirms pārklāšanas ir svarīga elektroforētiskā pārklājuma sastāvdaļa, kas galvenokārt ietver attaukošanu, rūsas noņemšanu, virsmas kondicionēšanu, fosfatēšanu un citus procesus. Tās apstrādes kvalitāte ne tikai ietekmē plēves izskatu, samazina pretkorozijas veiktspēju, bet arī iznīcina krāsas šķīduma stabilitāti. Tāpēc apstrādājamās detaļas virsmai pirms krāsošanas jābūt bez eļļas traipiem, rūsas pēdām, bez pirmapstrādes ķimikālijām un fosfatēšanas sedimentācijas utt., un fosfatēšanas plēvei jābūt blīviem un viendabīgiem kristāliem. Runājot par dažādiem pirmapstrādes procesiem, mēs tos neapspriedīsim atsevišķi, bet tikai izvirzīsim dažus uzmanību:
1) Ja attaukošana un rūsa nav tīras, tas ne tikai ietekmēs fosfatēšanas plēves veidošanos, bet arī ietekmēs savienojuma spēku, dekoratīvo veiktspēju un pārklājuma izturību pret koroziju. Krāsas plēvei ir nosliece uz saraušanos un caurumiem.
2) Fosfatēšana: mērķis ir uzlabot elektroforētiskās plēves adhēziju un pretkorozijas spēju. Tās loma ir šāda:
(1) Fizikālo un ķīmisko efektu dēļ tiek uzlabota organiskās pārklājuma plēves saķere ar pamatni.
(2) Fosfēšanas plēve pārvērš metāla virsmu no laba vadītāja par sliktu vadītāju, tādējādi kavējot mikrobateriju veidošanos uz metāla virsmas, efektīvi novēršot pārklājuma koroziju un palielinot korpusa izturību pret koroziju un ūdens izturību. pārklājums. Turklāt uz tīras, viendabīgas un bez taukiem virsmas var izveidot apmierinošu fosfatēšanas plēvi, tikai veicot rūpīgu grunts nolaišanu un attaukošanu. No šī aspekta pati fosfatēšanas plēve ir visintuitīvākā un uzticamākā pirmapstrādes procesa ietekmes pašpārbaude.
3) Mazgāšana: mazgāšanas kvalitāte katrā pirmapstrādes posmā ļoti ietekmēs visas pirmapstrādes un krāsas plēves kvalitāti. Pēdējā dejonizētā ūdens tīrīšana pirms krāsošanas, pārliecinieties, ka pārklātā objekta pilēšanas vadītspēja nav lielāka par 30μs/cm. Tīrīšana nav tīra, piemēram, apstrādājamā detaļa:
(1) Skābes atlikums, fosfatēšanas ķīmiskais šķidrums, sveķu flokulācija krāsas šķidrumā un stabilitātes pasliktināšanās;
(2) Atlikušie svešķermeņi (eļļas traipi, putekļi), saraušanās caurumi, daļiņas un citi krāsas plēves defekti;
(3) Atlikušie elektrolīti un sāļi izraisa elektrolīzes reakcijas saasināšanos un rada caurumus un citas slimības.
Publicēšanas laiks: 17.04.2021