L'elettrorivestimento industriale è un trattamento superficiale ampiamente utilizzato per la protezione delfusioni metallichee prodotti di lavorazione CNC dalla corrosione con una bella finitura.Molti clienti fanno domande sul trattamento superficiale delle fusioni metalliche eparti lavorate di precisione.Questo articolo si concentrerà sul processo di rivestimento elettroforetico.Spero che sarà utile a tutti i partner.
L'elettrorivestimento è un metodo di rivestimento in cui particelle come pigmenti e resine sospese nella soluzione elettroforetica vengono orientate per migrare e depositarsi sulla superficie di uno degli elettrodi utilizzando un campo elettrico esterno.Il principio del rivestimento elettroforetico è stato inventato alla fine degli anni '30, ma questa tecnologia è stata sviluppata e ha ottenuto l'applicazione industriale dopo il 1963. Il rivestimento elettroforetico è il processo di costruzione più pratico per i rivestimenti a base d'acqua.Il rivestimento elettroforetico ha le caratteristiche di solubilità in acqua, non tossicità e facile controllo automatico.Poiché è adatto per il trattamento superficiale di pezzi conduttivi (fusioni metalliche, parti lavorate, forgiati, parti in lamiera e parti di saldatura, ecc.), il processo di rivestimento elettroforetico è stato rapidamente ampiamente utilizzato in industrie come automobili, materiali da costruzione, ferramenta , ed elettrodomestici.
I principi
La resina contenuta nel rivestimento elettroforetico catodico ha gruppi basici, che formano un sale dopo la neutralizzazione dell'acido e si dissolvono in acqua.Dopo l'applicazione della corrente continua, gli ioni negativi del radicale acido si spostano verso l'anodo e gli ioni di resina e le particelle di pigmento da essi avvolti si spostano al catodo con cariche positive e si depositano sul catodo.Questo è il principio di base del rivestimento elettroforetico (comunemente noto come placcatura).Il rivestimento per elettroforesi è una reazione elettrochimica molto complessa, almeno quattro effetti di elettroforesi, elettrodeposizione, elettrolisi ed elettroosmosi si verificano contemporaneamente.
Elettroforesi
Dopo che l'anodo e il catodo nella soluzione colloidale sono stati accesi, le particelle colloidali si spostano sul lato del catodo (o anodo) sotto l'azione del campo elettrico, che è chiamato elettroforesi.La sostanza nella soluzione colloidale non è allo stato di molecole e ioni, ma il soluto disperso nel liquido.La sostanza è grande e non precipiterà in uno stato disperso.
Elettrodeposizione
Il fenomeno della precipitazione solida dal liquido è chiamato agglomerazione (agglomerazione, deposizione), che si produce generalmente durante il raffreddamento o la concentrazione della soluzione, e il rivestimento elettroforetico si basa sull'elettricità.Nel rivestimento elettroforetico catodico, le particelle caricate positivamente si aggregano sul catodo e le particelle caricate negativamente (cioè gli ioni) si aggregano sull'anodo.Quando le particelle colloidali caricate positivamente (resina e pigmento) raggiungono il catodo (substrato) Dopo l'area superficiale (strato di interfaccia altamente alcalino), si ottengono elettroni che reagiscono con gli ioni idrossido per diventare sostanze insolubili in acqua, che si depositano sul catodo ( pezzo verniciato).
Elettrolisi
In una soluzione con conduttività ionica, l'anodo e il catodo sono collegati alla corrente continua, gli anioni sono attratti dall'anodo e i cationi sono attratti dal catodo e si verifica una reazione chimica.L'anodo produce la dissoluzione del metallo e l'ossidazione elettrolitica per produrre ossigeno, cloro, ecc. L'anodo è un elettrodo che può produrre una reazione di ossidazione.Il metallo viene precipitato al catodo e l'H+ viene ridotto elettroliticamente ad idrogeno.
Elettroosmosi
Dopo che le due estremità (catodo e anodo) di soluzioni con diverse concentrazioni separate da una membrana semipermeabile sono energizzate, il fenomeno che la soluzione a bassa concentrazione si sposta verso il lato ad alta concentrazione prende il nome di elettroosmosi.Il film di rivestimento appena depositato sulla superficie dell'oggetto rivestito è un film semipermeabile.Sotto l'azione continua del campo elettrico, l'acqua contenuta nel film sbavante esce dal film e si sposta nel bagno per disidratare il film.Questa è l'elettrosmosi.L'elettrosmosi trasforma la pellicola di rivestimento idrofila in una pellicola di rivestimento idrofobica e la disidratazione rende la pellicola di rivestimento densa.La vernice bagnata dopo aver nuotato con una buona vernice elettroforetica per elettroosmosi può essere toccata e non appiccicosa.È possibile risciacquare con acqua il liquido del bagno che aderisce alla pellicola di vernice bagnata.
Caratteristiche della galvanica
La pellicola di vernice elettroforetica presenta i vantaggi di pienezza, uniformità, planarità e rivestimento liscio.La durezza, l'adesione, la resistenza alla corrosione, le prestazioni agli urti e la permeabilità del film di vernice elettroforetica sono significativamente migliori rispetto ad altri processi di rivestimento.
(1) Viene utilizzata vernice idrosolubile, viene utilizzata l'acqua come mezzo di dissoluzione, che consente di risparmiare molti solventi organici, riduce notevolmente l'inquinamento atmosferico e i rischi ambientali, è sicuro e sanitario ed evita il pericolo nascosto di incendio;
(2) L'efficienza della verniciatura è elevata, la perdita di vernice è ridotta e il tasso di utilizzo della vernice può raggiungere dal 90% al 95%;
(3) Lo spessore del film di rivestimento è uniforme, l'adesione è forte e la qualità del rivestimento è buona.Ciascuna parte del pezzo, come lo strato interno, le depressioni, le saldature, ecc., può ottenere un film di rivestimento uniforme e liscio, che risolve il problema di altri metodi di rivestimento per pezzi di forma complessa.Il problema della pittura;
(4) L'efficienza produttiva è elevata e la costruzione può realizzare una produzione automatica e continua, che migliora notevolmente l'efficienza del lavoro;
(5) L'attrezzatura è complessa, il costo dell'investimento è elevato, il consumo energetico è elevato, la temperatura richiesta per l'essiccazione e l'indurimento è elevata, la gestione della vernice e della verniciatura è complicata, le condizioni di costruzione sono rigorose ed è richiesto il trattamento delle acque reflue ;
(6) È possibile utilizzare solo vernice idrosolubile e il colore non può essere modificato durante il processo di rivestimento.La stabilità della vernice non è facile da controllare dopo un lungo periodo di conservazione.
(7) L'attrezzatura per il rivestimento elettroforetico è complicata e il contenuto tecnologico è elevato, adatto per la produzione di colori fissi.
Limitazioni dell'elettrorivestimento
(1) È adatto solo per il rivestimento di primer di substrati conduttivi come parti di macchinari di metalli ferrosi e metalli non ferrosi.Oggetti non conduttivi come legno, plastica, stoffa, ecc. non possono essere rivestiti con questo metodo.
(2) Il processo di rivestimento elettroforetico non è adatto per oggetti rivestiti composti da più metalli, se le caratteristiche dell'elettroforesi sono diverse.
(3) Il processo di rivestimento elettroforetico non può essere utilizzato per gli oggetti rivestiti che non possono resistere alle alte temperature.
(4) Il rivestimento elettroforetico non è adatto per il rivestimento con requisiti di colore limitati.Il rivestimento elettroforetico di diversi colori deve essere verniciato in scanalature diverse.
(5) Il rivestimento elettroforetico non è raccomandato per la produzione in piccoli lotti (il periodo di rinnovo del bagno è superiore a 6 mesi), perché la velocità di rinnovo del bagno è troppo lenta, la resina nel bagno sta invecchiando e il contenuto di solvente cambia notevolmente.Il bagno è instabile.
Fasi di elettrorivestimento
(1) Per il rivestimento elettroforetico di superfici metalliche generali, il flusso di processo è: pre-pulizia → sgrassaggio → lavaggio con acqua → rimozione della ruggine → lavaggio con acqua → neutralizzazione → lavaggio con acqua → fosfatazione → lavaggio con acqua → passivazione → rivestimento elettroforetico → pulizia del serbatoio → lavaggio dell'acqua di ultrafiltrazione → asciugatura → offline.
(2) Il substrato e il pretrattamento dell'oggetto rivestito hanno una grande influenza sul film di rivestimento elettroforetico.I getti metallici vengono generalmente rimossi dalla ruggine mediante sabbiatura o granigliatura, il filo di cotone viene utilizzato per rimuovere la polvere fluttuante sulla superficie del pezzo e la carta vetrata viene utilizzata per rimuovere i grani di acciaio residui e altri detriti sulla superficie.La superficie in acciaio è trattata con sgrassaggio e rimozione della ruggine.Quando i requisiti superficiali sono troppo elevati, sono necessari trattamenti superficiali di fosfatazione e passivazione.I pezzi in metallo ferroso devono essere fosfatati prima dell'elettroforesi anodica, altrimenti la resistenza alla corrosione del film di vernice sarà scarsa.Nel trattamento di fosfatazione, viene generalmente selezionato un film di fosfatazione al sale di zinco, con uno spessore da circa 1 a 2 μm, e il film di fosfato deve avere cristalli fini e uniformi.
(3) Nel sistema di filtrazione, viene generalmente adottata la filtrazione primaria e il filtro è una struttura a sacco a rete.La vernice elettroforetica viene trasportata al filtro attraverso una pompa verticale per la filtrazione.Considerando il ciclo di sostituzione completo e la qualità del film di vernice, il sacchetto filtro con una dimensione dei pori di 50μm è il migliore.Non solo può soddisfare i requisiti di qualità del film di vernice, ma può anche risolvere il problema dell'intasamento del sacchetto filtro.
(4) La dimensione del sistema di circolazione del rivestimento elettroforetico influisce direttamente sulla stabilità del bagno e sulla qualità del film di vernice.Aumentando il volume di circolazione si riducono le precipitazioni e le bolle del liquido del bagno;tuttavia, l'invecchiamento del liquido del bagno accelera, il consumo di energia aumenta e la stabilità del liquido del bagno peggiora.È ideale per controllare i tempi di ciclo del liquido del serbatoio a 6-8 volte/h, il che non solo garantisce la qualità del film di vernice, ma assicura anche il funzionamento stabile del liquido del serbatoio.
(5) All'aumentare del tempo di produzione, l'impedenza del diaframma dell'anodo aumenterà e la tensione di lavoro effettiva diminuirà.Pertanto, in produzione, la tensione di esercizio dell'alimentatore dovrebbe essere gradualmente aumentata in base alla perdita di tensione per compensare la caduta di tensione del diaframma anodico.
(6) Il sistema di ultrafiltrazione controlla la concentrazione di ioni di impurità portati dal pezzo per garantire la qualità del rivestimento.Nel funzionamento di questo sistema, va notato che una volta che il sistema è in funzione, dovrebbe funzionare in modo continuo ed è severamente vietato funzionare in modo intermittente per evitare che la membrana di ultrafiltrazione si secchi.La resina e il pigmento essiccati aderiscono alla membrana di ultrafiltrazione e non possono essere puliti a fondo, il che pregiudicherà gravemente la permeabilità all'acqua e la durata della membrana di ultrafiltrazione.La portata d'acqua della membrana di ultrafiltrazione mostra un andamento decrescente con il tempo di esecuzione.Deve essere pulito una volta per 30-40 giorni di lavoro continuo per garantire l'acqua di ultrafiltrazione necessaria per la lisciviazione e il lavaggio dell'ultrafiltrazione.
(7) Il metodo di rivestimento elettroforetico è adatto per il processo di produzione di un gran numero di linee di assemblaggio.Il ciclo di rinnovo del bagno di elettroforesi dovrebbe essere entro 3 mesi.La gestione scientifica del bagno è estremamente importante.Vari parametri del bagno vengono regolarmente testati e il bagno viene regolato e sostituito in base ai risultati del test.Generalmente, i parametri della soluzione del bagno vengono misurati alla seguente frequenza: il valore del pH, il contenuto solido e la conducibilità della soluzione per elettroforesi, soluzione di ultrafiltrazione e soluzione detergente per ultrafiltrazione, soluzione polare anionica (anodo), lozione circolante e soluzione detergente di deionizzazione una volta un giorno;Rapporto base, contenuto di solvente organico e test di laboratorio in vasca piccola due volte a settimana.
(8) Per la gestione della qualità del film di vernice, l'uniformità e lo spessore del film di vernice devono essere controllati frequentemente e l'aspetto non deve presentare fori di spillo, cedimenti, buccia d'arancia, rughe, ecc. Controllare regolarmente l'aspetto fisico e chimico indicatori come l'adesione e la resistenza alla corrosione del film di rivestimento.Il ciclo di ispezione è conforme agli standard di ispezione del produttore e generalmente ogni lotto deve essere ispezionato.
Trattamento superficiale prima dell'elettroforesi
Il trattamento superficiale del pezzo prima del rivestimento è una parte importante del rivestimento elettroforetico, che coinvolge principalmente lo sgrassaggio, la rimozione della ruggine, il condizionamento superficiale, la fosfatazione e altri processi.La qualità del suo trattamento non solo influisce sull'aspetto del film, riduce le prestazioni anticorrosione, ma distrugge anche la stabilità della soluzione di vernice.Pertanto, per la superficie del pezzo prima della verniciatura, è necessario che sia priva di macchie di olio, segni di ruggine, prodotti chimici di pretrattamento e sedimentazione di fosfatazione, ecc. E il film di fosfatazione ha cristalli densi e uniformi.Per quanto riguarda i vari processi di pretrattamento, non li discuteremo singolarmente, ma proporremo solo alcuni punti di attenzione:
1) Se lo sgrassaggio e la ruggine non sono puliti, non solo influirà sulla formazione del film di fosfatazione, ma influirà anche sulla forza di adesione, sulle prestazioni decorative e sulla resistenza alla corrosione del rivestimento.Il film di vernice è soggetto a restringimento e fori di spillo.
2) Fosfatazione: Lo scopo è migliorare l'adesione e la capacità anticorrosiva del film elettroforetico.Il suo ruolo è il seguente:
(1) A causa degli effetti fisici e chimici, l'adesione del film di rivestimento organico al substrato è migliorata.
(2) Il film di fosfatazione trasforma la superficie del metallo da un buon conduttore a un cattivo conduttore, inibendo così la formazione di micro-batterie sulla superficie del metallo, prevenendo efficacemente la corrosione del rivestimento e aumentando la resistenza alla corrosione e la resistenza all'acqua del Rivestimento.Inoltre, solo sulla base di un accurato riempimento e sgrassaggio, è possibile formare un film di fosfatazione soddisfacente su una superficie pulita, uniforme e priva di grasso.Da questo punto di vista, il film di fosfatazione stesso è l'autocontrollo più intuitivo e affidabile sull'effetto del processo di pretrattamento.
3) Lavaggio: la qualità del lavaggio in ogni fase del pretrattamento avrà una grande influenza sulla qualità dell'intero pretrattamento e del film di vernice.L'ultima pulizia con acqua deionizzata prima della verniciatura, assicurarsi che la conducibilità gocciolante dell'oggetto rivestito non sia superiore a 30μs/cm.La pulizia non è pulita, come il pezzo in lavorazione:
(1) acido residuo, liquido chimico fosfatante, flocculazione della resina nel liquido della vernice e deterioramento della stabilità;
(2) corpi estranei residui (macchie di olio, polvere), fori di restringimento, particelle e altri difetti nella pellicola di vernice;
(3) Gli elettroliti ei sali residui portano all'aggravamento della reazione di elettrolisi e producono fori di spillo e altre malattie.
Tempo di pubblicazione: 17-aprile-2021