Tööstuslik elektrivärvimine on laialdaselt kasutatav pinnatöötlus, mis kaitsebmetalli valandidja kena viimistlusega CNC-töötlustooted korrosioonist. Paljud kliendid esitavad küsimusi metallivalandite pinnatöötluse jatäppistöödeldud osad. See artikkel keskendub elektroforeetilise katmise protsessile. Loodetavasti on see abiks kõigile partneritele.
Elektriline katmine on katmismeetod, mille puhul elektroforeetilises lahuses suspendeeritud osakesed, nagu pigmendid ja vaigud, suunatakse välise elektrivälja abil migreeruma ja sadestuma ühe elektroodi pinnale. Elektroforeetilise katmise põhimõte leiutati 1930. aastate lõpus, kuid see tehnoloogia töötati välja ja sai tööstuslikuks kasutuseks pärast 1963. aastat. Elektroforeetiline katmine on veepõhiste katete kõige praktilisem ehitusprotsess. Elektroforeetilisel kattekihil on vees lahustuvus, mittetoksilisus ja lihtne automaatjuhtimine. Kuna see sobib juhtivate toorikute (metallivalandid, töödeldud osad, sepised, lehtmetalliosad ja keevitusosad jne) pinnatöötluseks, on elektroforeetilist katmist kiiresti laialdaselt kasutatud sellistes tööstusharudes nagu autod, ehitusmaterjalid, riistvara. ja kodutehnika.
Põhimõtted
Katoodelektroforeetilises kattes sisalduval vaigul on aluselised rühmad, mis pärast happe neutraliseerimist moodustavad soola ja lahustuvad vees. Pärast alalisvoolu rakendamist liiguvad happeradikaali negatiivsed ioonid anoodile ning vaigu ioonid ja nendesse mähitud pigmendiosakesed liiguvad positiivsete laengutega katoodile ja sadestuvad katoodile. See on elektroforeetilise katmise (üldtuntud plaadistuse) põhiprintsiip. Elektroforeesiga katmine on väga keeruline elektrokeemiline reaktsioon, mille käigus ilmnevad samaaegselt vähemalt neli elektroforeesi, elektrosadestamise, elektrolüüsi ja elektroosmoosi mõju.
Elektroforees
Pärast kolloidlahuses oleva anood ja katood sisselülitamist liiguvad kolloidosakesed elektrivälja toimel katoodi (või anoodi) poolele, mida nimetatakse elektroforeesiks. Kolloidlahuses olev aine ei ole molekulide ja ioonide olekus, vaid lahustuv aine on vedelikus dispergeeritud. Aine on suur ja ei sadestu hajutatud olekusse.
Elektrosadestamine
Vedelikust tahke sadestumise nähtust nimetatakse aglomeratsiooniks (aglomereerumine, sadestumine), mis tavaliselt tekib lahuse jahutamisel või kontsentreerimisel ning elektroforeetiline katmine tugineb elektrile. Katoodelektroforeetilise katmise korral agregeeruvad positiivselt laetud osakesed katoodile ja negatiivselt laetud osakesed (st ioonid) agregeeruvad anoodile. Kui positiivselt laetud kolloidosakesed (vaik ja pigment) jõuavad katoodile (substraadile) Pärast pindala (väga leeliseline liideskiht) saadakse elektronid, mis reageerivad hüdroksiidioonidega, muutudes vees lahustumatuteks aineteks, mis sadestuvad katoodile ( värvitud toorik).
Elektrolüüs
Ioonjuhtivusega lahuses on anood ja katood ühendatud alalisvooluga, anioonid tõmmatakse anoodile ja katioonid katoodile ning toimub keemiline reaktsioon. Anood tekitab metalli lahustumise ja elektrolüütilise oksüdatsiooni, et toota hapnikku, kloori jne. Anood on elektrood, mis võib tekitada oksüdatsioonireaktsiooni. Metall sadestatakse katoodil ja H+ redutseeritakse elektrolüütiliselt vesinikuks.
Elektroosmoos
Pärast seda, kui poolläbilaskva membraaniga eraldatud erineva kontsentratsiooniga lahuste kaks otsa (katood ja anood) on pingestatud, nimetatakse nähtust, et madala kontsentratsiooniga lahus liigub kõrge kontsentratsiooniga poolele, elektroosmoosiks. Kaetud objekti pinnale äsja sadestunud kattekile on poolläbilaskev kile. Pideva elektrivälja toimel dialüüsib määrdekiles sisalduv vesi kilest välja ja liigub vanni, et kilet dehüdreerida. See on elektroosmoos. Elektroosmoos muudab hüdrofiilse kattekile hüdrofoobseks kattekileks ja dehüdratsioon muudab kattekile tihedaks. Märg värv pärast ujumist hea elektroosmooselektroforeetilise värviga võib olla puudutatav ja mitte kleepuv. Märja värvikile külge kleepunud vannivedeliku võid veega maha loputada.
Elektrikatte omadused
Elektroforeetilise värvikile eelisteks on täidlus, ühtlus, tasasus ja sile kate. Elektroforeetilise värvikile kõvadus, adhesioon, korrosioonikindlus, löögikindlus ja läbilaskvus on oluliselt paremad kui teistel katmisprotsessidel.
(1) Kasutatakse vees lahustuvat värvi, lahustusainena kasutatakse vett, mis säästab palju orgaanilisi lahusteid, vähendab oluliselt õhusaastet ja keskkonnaohtu, on ohutu ja sanitaarne ning väldib varjatud tuleohtu;
(2) Värvimise efektiivsus on kõrge, värvikadu on väike ja värvi kasutusmäär võib ulatuda 90% kuni 95%;
(3) Kattekihi paksus on ühtlane, nakkuvus on tugev ja katte kvaliteet on hea. Iga tooriku osa, nagu sisekiht, süvendid, keevisõmblused jne, võib saada ühtlase ja sileda kattekile, mis lahendab keeruka kujuga toorikute muude katmismeetodite probleemi. maalimisprobleem;
(4) Tootmise efektiivsus on kõrge ja konstruktsioon suudab realiseerida automaatset ja pidevat tootmist, mis parandab oluliselt töö efektiivsust;
(5) Seadmed on keerulised, investeerimiskulud on suured, energiatarve on suur, kuivatamiseks ja kõvenemiseks vajalik temperatuur on kõrge, värvi ja värvimise juhtimine on keeruline, ehitustingimused on ranged ja reovee puhastamine on vajalik. ;
(6) Kasutada võib ainult vees lahustuvat värvi ja värvi ei saa katmisprotsessi ajal muuta. Värvi stabiilsust ei ole pärast pikka ladustamist lihtne kontrollida.
(7) Elektroforeetilise katmise seadmed on keerulised ja kõrge tehnoloogiasisaldusega, mis sobib fikseeritud värvi tootmiseks.
Elektrikatmise piirangud
(1) See sobib ainult juhtivate aluspindade, näiteks mustmetallide ja värviliste metallide masinaosade kruntvärvimiseks. Selle meetodiga ei saa katta mittejuhtivaid esemeid, nagu puit, plastik, riie jne.
(2) Elektroforeetilise katmise protsess ei sobi mitmest metallist koosnevatele kaetud objektidele, kui elektroforeesi omadused on erinevad.
(3) Elektroforeetilist katmisprotsessi ei saa kasutada kaetud esemete puhul, mis ei talu kõrget temperatuuri.
(4) Elektroforeetiline kate ei sobi piiratud värvinõuetega katmiseks. Erinevat värvi elektroforeetiline kate tuleb värvida erinevatesse soontesse.
(5) Elektroforeetilist katet ei soovitata kasutada väikepartii tootmisel (vanni uuendusperiood on üle 6 kuu), kuna vanni uuenduskiirus on liiga aeglane, vannis olev vaik vananeb ja lahustisisaldus muutub suuresti. Vann on ebastabiilne.
Elektrikatmise etapid
(1) Üldiste metallpindade elektroforeetiliseks katmiseks on protsessi voog järgmine: eelpuhastus → rasvaärastus → vesipesu → rooste eemaldamine → veepesu → neutraliseerimine → veepesu → fosfaatimine → veega pesemine → passiveerimine → elektroforeetiline katmine → paagi pealmine puhastamine → ultrafiltratsioon vesipesu → kuivatamine → võrguühenduseta.
(2) Kaetud objekti substraadil ja eeltöötlusel on suur mõju elektroforeetilisele kattekihile. Metallvalandid puhastatakse tavaliselt liivapritsi või haavelpuhastusega, töödeldava detaili pinnalt hõljuva tolmu eemaldamiseks kasutatakse puuvillast lõnga ning terasest haavlite ja muu pinnale jääva prahi eemaldamiseks liivapaberit. Terasepinda töödeldakse rasvaärastuse ja rooste eemaldamisega. Kui pinnanõuded on liiga kõrged, on vaja pinnatöötlust fosfateerida ja passiveerida. Mustmetallide toorikud tuleb enne anoodelektroforeesi fosfaatida, vastasel juhul on värvikile korrosioonikindlus halb. Fosfaadi töötlemisel valitakse tavaliselt tsinksoola fosfaatkile paksusega umbes 1–2 μm ning fosfaatkilel peavad olema peened ja ühtlased kristallid.
(3) Filtreerimissüsteemis kasutatakse üldiselt esmast filtreerimist ja filter on võrkkotistruktuur. Elektroforeetiline värv transporditakse filtrisse läbi vertikaalse pumba filtreerimiseks. Arvestades kõikehõlmavat vahetustsüklit ja värvikile kvaliteeti, on 50 μm poorisuurusega filtrikott parim. See ei vasta mitte ainult värvikile kvaliteedinõuetele, vaid lahendab ka filtrikoti ummistumise probleemi.
(4) Elektroforeetilise katte tsirkulatsioonisüsteemi suurus mõjutab otseselt vanni stabiilsust ja värvikile kvaliteeti. Tsirkulatsiooni mahu suurendamine vähendab vannivedeliku sademeid ja mullid; vannivedeliku vananemine aga kiireneb, energiakulu suureneb ja vannivedeliku stabiilsus halveneb. Ideaalne on juhtida paagi vedeliku tsükliajad 6-8 korda/h, mis mitte ainult ei taga värvikile kvaliteeti, vaid tagab ka paagi vedeliku stabiilse töö.
(5) Tootmisaja pikenedes suureneb anoodi membraani impedants ja väheneb efektiivne tööpinge. Seetõttu tuleks tootmises toiteallika tööpinget järk-järgult suurendada vastavalt pingekadudele, et kompenseerida anoodimembraani pingelangust.
(6) Ultrafiltratsioonisüsteem kontrollib töödeldava detaili poolt kaasa toodud lisandite ioonide kontsentratsiooni, et tagada katte kvaliteet. Selle süsteemi töös tuleb arvestada, et kui süsteem on töökorras, peaks see töötama pidevalt ja on rangelt keelatud töötada katkendlikult, et vältida ultrafiltratsioonimembraani kuivamist. Kuivatatud vaik ja pigment kleepuvad ultrafiltreerimismembraanile ja neid ei saa põhjalikult puhastada, mis mõjutab tõsiselt ultrafiltratsioonimembraani vee läbilaskvust ja kasutusiga. Ultrafiltratsioonimembraani vee väljundkiirus näitab tööajaga langustrendi. Seda tuleks puhastada üks kord 30-40 päeva pideva töö jaoks, et tagada ultrafiltratsiooniga leostumise ja pesemise jaoks vajalik ultrafiltratsioonivesi.
(7) Elektroforeetilise katmise meetod sobib suure hulga koosteliinide tootmisprotsessiks. Elektroforeesivanni uuendamise tsükkel peaks olema 3 kuu jooksul. Vanni teaduslik juhtimine on äärmiselt oluline. Vanni erinevaid parameetreid testitakse regulaarselt ning vanni reguleeritakse ja vahetatakse vastavalt katsetulemustele. Üldjuhul mõõdetakse vannilahuse parameetreid järgmisel sagedusel: elektroforeesilahuse, ultrafiltratsioonilahuse ja ultrafiltratsioonipuhastuslahuse, aniooni (anood)polaarse lahuse, tsirkuleeriva losjooni ja deionisatsioonipuhastuslahuse pH väärtus, tahkete ainete sisaldus ja juhtivus. päev; Baassuhe, orgaanilise lahusti sisaldus ja laborikatse väikeses mahutis kaks korda nädalas.
(8) Värvikile kvaliteedi kontrollimiseks tuleks värvikile ühtlust ja paksust sageli kontrollida ning välimusel ei tohiks olla auke, lõtvumist, apelsinikoort, kortse jne. Kontrollige regulaarselt füüsikalisi ja keemilisi omadusi. näitajad, nagu kattekile nakkuvus ja korrosioonikindlus. Kontrollitsükkel on kooskõlas tootja kontrollistandarditega ja üldjuhul tuleb kontrollida iga partii.
Pinnatöötlus enne elektroforeesi
Töödeldava detaili pinnatöötlus enne katmist on elektroforeetilise katmise oluline osa, mis hõlmab peamiselt rasvaärastust, rooste eemaldamist, pinna konditsioneerimist, fosfaatimist ja muid protsesse. Selle töötlemise kvaliteet ei mõjuta mitte ainult kile välimust, vähendab korrosioonivastast toimet, vaid hävitab ka värvilahuse stabiilsust. Seetõttu peab tooriku pind enne värvimist olema puhas õliplekkidest, roostejälgedest, eeltöötluskemikaalide ja fosfaadi settimise jms puudumisest ning fosfaatkilel on tihedad ja ühtlased kristallid. Mis puudutab erinevaid eeltöötlusprotsesse, siis me ei käsitle neid eraldi, vaid juhime tähelepanu vaid mõnele punktile:
1) Kui rasvaärastus ja rooste ei ole puhtad, ei mõjuta see mitte ainult fosfaatkile moodustumist, vaid mõjutab ka katte sidumisjõudu, dekoratiivset jõudlust ja korrosioonikindlust. Värvikile on altid kokkutõmbumisele ja aukudele.
2) Fosfaadimine: Eesmärk on parandada elektroforeetilise kile adhesiooni ja korrosioonivastast võimet. Selle roll on järgmine:
(1) Füüsikaliste ja keemiliste mõjude tõttu paraneb orgaanilise kattekile nakkumine aluspinnaga.
(2) Fosfaadikile muudab metalli pinna heast juhist halvaks juhiks, takistades seeläbi mikropatareide teket metalli pinnal, takistades tõhusalt katte korrosiooni ning suurendades korrosioonikindlust ja veekindlust. katmine. Lisaks saab puhtale, ühtlasele ja rasvavabale pinnale ainult põhjaliku põhjaga katmise ja rasvaärastuse alusel moodustada rahuldava fosfaatkile. Sellest aspektist on fosfaatkile ise kõige intuitiivsem ja usaldusväärsem eeltöötlusprotsessi mõju enesekontroll.
3) Pesemine: pesemise kvaliteet eeltöötluse igas etapis mõjutab oluliselt kogu eeltöötluse ja värvikile kvaliteeti. Viimasel deioniseeritud veega puhastamisel enne värvimist veenduge, et kaetud objekti tilkumisjuhtivus ei oleks suurem kui 30μs/cm. Puhastus ei ole puhas, näiteks töödeldav detail:
(1) Happe jääk, fosfaatkeemiline vedelik, vaigu flokulatsioon värvivedelikus ja stabiilsuse halvenemine;
(2) Võõrkehade jäägid (õliplekid, tolm), kokkutõmbumisavad, osakesed ja muud värvikile defektid;
(3) Elektrolüütide ja soolade jäägid põhjustavad elektrolüüsireaktsiooni süvenemist ning tekitavad torke ja muid haigusi.
Postitusaeg: 17. aprill 2021