Η βιομηχανική ηλεκτροεπικάλυψη είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη επεξεργασία επιφάνειας για την προστασία τουμεταλλικά χυτάκαι προϊόντα κατεργασίας CNC από τη διάβρωση με ωραίο φινίρισμα. Πολλοί πελάτες κάνουν ερωτήσεις σχετικά με την επιφανειακή επεξεργασία των μεταλλικών χυτών καικατεργασμένα εξαρτήματα ακριβείας. Αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί στη διαδικασία ηλεκτροφορητικής επίστρωσης. Ελπίζω ότι θα είναι χρήσιμο σε όλους τους συνεργάτες.
Η ηλεκτροεπικάλυψη είναι μια μέθοδος επίστρωσης στην οποία σωματίδια όπως χρωστικές και ρητίνες που αιωρούνται στο ηλεκτροφορητικό διάλυμα προσανατολίζονται να μεταναστεύσουν και να εναποθέσουν στην επιφάνεια ενός από τα ηλεκτρόδια χρησιμοποιώντας ένα εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο. Η αρχή της ηλεκτροφορητικής επίστρωσης επινοήθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1930, αλλά αυτή η τεχνολογία αναπτύχθηκε και αποκτήθηκε βιομηχανική εφαρμογή μετά το 1963. Η ηλεκτροφορητική επίστρωση είναι η πιο πρακτική διαδικασία κατασκευής για επιστρώσεις με βάση το νερό. Η ηλεκτροφορητική επίστρωση έχει τα χαρακτηριστικά της υδατοδιαλυτότητας, της μη τοξικότητας και του εύκολου αυτόματου ελέγχου. Επειδή είναι κατάλληλο για την επιφανειακή επεξεργασία αγώγιμων τεμαχίων (μεταλλικά χυτά, κατεργασμένα εξαρτήματα, σφυρηλάτηση, εξαρτήματα λαμαρίνας και εξαρτήματα συγκόλλησης κ.λπ.), η διαδικασία ηλεκτροφορητικής επίστρωσης έχει γρήγορα χρησιμοποιηθεί ευρέως σε βιομηχανίες όπως αυτοκίνητα, οικοδομικά υλικά, υλικό , και οικιακές συσκευές.
Αρχές
Η ρητίνη που περιέχεται στην καθοδική ηλεκτροφορητική επίστρωση έχει βασικές ομάδες, οι οποίες σχηματίζουν άλας μετά την εξουδετέρωση του οξέος και διαλύονται στο νερό. Μετά την εφαρμογή του συνεχούς ρεύματος, τα αρνητικά ιόντα των ριζών οξέος μετακινούνται στην άνοδο και τα ιόντα ρητίνης και τα σωματίδια χρωστικής που τυλίγονται από αυτά μετακινούνται στην κάθοδο με θετικά φορτία και εναποτίθενται στην κάθοδο. Αυτή είναι η βασική αρχή της ηλεκτροφορητικής επίστρωσης (κοινώς γνωστή ως επιμετάλλωση). Η επίστρωση ηλεκτροφόρησης είναι μια πολύ περίπλοκη ηλεκτροχημική αντίδραση, τουλάχιστον τέσσερις επιδράσεις ηλεκτροφόρησης, ηλεκτροαπόθεσης, ηλεκτρόλυσης και ηλεκτροόσμωσης συμβαίνουν ταυτόχρονα.
Ηλεκτροφόρηση
Αφού ενεργοποιηθεί η άνοδος και η κάθοδος στο κολλοειδές διάλυμα, τα κολλοειδή σωματίδια μετακινούνται προς την πλευρά της καθόδου (ή της ανόδου) υπό τη δράση του ηλεκτρικού πεδίου, η οποία ονομάζεται ηλεκτροφόρηση. Η ουσία στο κολλοειδές διάλυμα δεν βρίσκεται σε κατάσταση μορίων και ιόντων, αλλά η διαλυμένη ουσία διασπαρμένη στο υγρό. Η ουσία είναι μεγάλη και δεν θα καθιζάνει σε κατάσταση διασποράς.
Ηλεκτροαπόθεση
Το φαινόμενο της στερεάς καθίζησης από το υγρό ονομάζεται συσσωμάτωση (συσσωμάτωση, εναπόθεση), το οποίο γενικά παράγεται κατά την ψύξη ή τη συμπύκνωση του διαλύματος και η ηλεκτροφορητική επίστρωση βασίζεται στον ηλεκτρισμό. Στην καθοδική ηλεκτροφορητική επίστρωση, τα θετικά φορτισμένα σωματίδια συσσωματώνονται στην κάθοδο και τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια (δηλ. ιόντα) συσσωματώνονται στην άνοδο. Όταν τα θετικά φορτισμένα κολλοειδή σωματίδια (ρητίνη και χρωστική ουσία) φτάσουν στην κάθοδο (υπόστρωμα). βαμμένο τεμάχιο εργασίας).
Ηλεκτρόλυση
Σε ένα διάλυμα με ιοντική αγωγιμότητα, η άνοδος και η κάθοδος συνδέονται με συνεχές ρεύμα, τα ανιόντα έλκονται από την άνοδο και τα κατιόντα έλκονται από την κάθοδο και συμβαίνει μια χημική αντίδραση. Η άνοδος παράγει διάλυση μετάλλου και ηλεκτρολυτική οξείδωση για την παραγωγή οξυγόνου, χλωρίου κ.λπ. Η άνοδος είναι ένα ηλεκτρόδιο που μπορεί να προκαλέσει μια αντίδραση οξείδωσης. Το μέταλλο κατακρημνίζεται στην κάθοδο και το Η+ ανάγεται ηλεκτρολυτικά σε υδρογόνο.
Ηλεκτροόσμωση
Αφού ενεργοποιηθούν τα δύο άκρα (κάθοδος και άνοδος) διαλυμάτων με διαφορετικές συγκεντρώσεις που χωρίζονται από ημιπερατή μεμβράνη, το φαινόμενο ότι το διάλυμα χαμηλής συγκέντρωσης μετακινείται προς την πλευρά υψηλής συγκέντρωσης ονομάζεται ηλεκτροόσμωση. Η μεμβράνη επικάλυψης που μόλις εναποτέθηκε στην επιφάνεια του επικαλυμμένου αντικειμένου είναι μια ημιπερατή μεμβράνη. Κάτω από τη συνεχή δράση του ηλεκτρικού πεδίου, το νερό που περιέχεται στο φιλμ επίχρισης απομακρύνεται από τη μεμβράνη και μετακινείται στο λουτρό για να αφυδατώσει το φιλμ. Αυτή είναι η ηλεκτροόσμωση. Η ηλεκτροόσμωση μετατρέπει το υδρόφιλο φιλμ επικάλυψης σε υδρόφοβο φιλμ επίστρωσης και η αφυδάτωση κάνει το φιλμ επίστρωσης πυκνό. Το υγρό χρώμα μετά το κολύμπι με καλή ηλεκτροφορητική βαφή ηλεκτροόσμωσης μπορεί να αγγίξει και να μην κολλήσει. Μπορείτε να ξεπλύνετε το υγρό μπάνιου που προσκολλάται στην υγρή μεμβράνη βαφής με νερό.
Χαρακτηριστικά Ηλεκτροεπικάλυψης
Η ηλεκτροφορητική μεμβράνη βαφής έχει τα πλεονεκτήματα της πληρότητας, της ομοιομορφίας, της επιπεδότητας και της λείας επίστρωσης. Η σκληρότητα, η πρόσφυση, η αντίσταση στη διάβρωση, η απόδοση κρούσης και η διαπερατότητα του φιλμ ηλεκτροφορητικής βαφής είναι σημαντικά καλύτερες από άλλες διαδικασίες επίστρωσης.
(1) Χρησιμοποιείται υδατοδιαλυτό χρώμα, το νερό χρησιμοποιείται ως μέσο διάλυσης, το οποίο εξοικονομεί πολλούς οργανικούς διαλύτες, μειώνει σημαντικά την ατμοσφαιρική ρύπανση και τους περιβαλλοντικούς κινδύνους, είναι ασφαλές και υγιεινό και αποφεύγει τον κρυφό κίνδυνο πυρκαγιάς.
(2) Η απόδοση βαφής είναι υψηλή, η απώλεια χρώματος είναι μικρή και το ποσοστό χρήσης του χρώματος μπορεί να φτάσει το 90% έως 95%.
(3) Το πάχος του φιλμ επίστρωσης είναι ομοιόμορφο, η πρόσφυση είναι ισχυρή και η ποιότητα της επίστρωσης είναι καλή. Κάθε τμήμα του τεμαχίου εργασίας, όπως το εσωτερικό στρώμα, οι κοιλότητες, οι συγκολλήσεις, κ.λπ., μπορεί να αποκτήσει ένα ομοιόμορφο και ομαλό φιλμ επίστρωσης, το οποίο λύνει το πρόβλημα άλλων μεθόδων επίστρωσης για τεμάχια σύνθετου σχήματος. Το πρόβλημα της ζωγραφικής?
(4) Η απόδοση παραγωγής είναι υψηλή και η κατασκευή μπορεί να πραγματοποιήσει αυτόματη και συνεχή παραγωγή, η οποία βελτιώνει σημαντικά την αποδοτικότητα της εργασίας.
(5) Ο εξοπλισμός είναι πολύπλοκος, το κόστος επένδυσης είναι υψηλό, η κατανάλωση ενέργειας είναι μεγάλη, η θερμοκρασία που απαιτείται για ξήρανση και σκλήρυνση είναι υψηλή, η διαχείριση της βαφής και της βαφής είναι περίπλοκη, οι συνθήκες κατασκευής είναι αυστηρές και απαιτείται επεξεργασία λυμάτων ;
(6) Μόνο υδατοδιαλυτό χρώμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και το χρώμα δεν μπορεί να αλλάξει κατά τη διαδικασία επίστρωσης. Η σταθερότητα του χρώματος δεν είναι εύκολο να ελεγχθεί μετά την αποθήκευση για μεγάλο χρονικό διάστημα.
(7) Ο εξοπλισμός ηλεκτροφορητικής επίστρωσης είναι περίπλοκος και το περιεχόμενο τεχνολογίας είναι υψηλό, το οποίο είναι κατάλληλο για την παραγωγή σταθερού χρώματος.
Περιορισμοί Ηλεκτροεπικάλυψης
(1) Είναι κατάλληλο μόνο για επίστρωση ασταριού αγώγιμων υποστρωμάτων όπως εξαρτήματα μηχανών από σιδηρούχα μέταλλα και μη σιδηρούχα μέταλλα. Μη αγώγιμα αντικείμενα όπως ξύλο, πλαστικό, ύφασμα κ.λπ. δεν μπορούν να επικαλυφθούν με αυτή τη μέθοδο.
(2) Η διαδικασία ηλεκτροφορητικής επίστρωσης δεν είναι κατάλληλη για επικαλυμμένα αντικείμενα που αποτελούνται από πολλαπλά μέταλλα, εάν τα χαρακτηριστικά ηλεκτροφόρησης είναι διαφορετικά.
(3) Η διαδικασία ηλεκτροφορητικής επίστρωσης δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επικαλυμμένα αντικείμενα που δεν αντέχουν σε υψηλή θερμοκρασία.
(4) Η ηλεκτροφορητική επίστρωση δεν είναι κατάλληλη για επίστρωση με περιορισμένες απαιτήσεις στο χρώμα. Η ηλεκτροφορητική επίστρωση διαφορετικών χρωμάτων πρέπει να βαφτεί σε διαφορετικές αυλακώσεις.
(5) Η ηλεκτροφορητική επίστρωση δεν συνιστάται για παραγωγή μικρής παρτίδας (η περίοδος ανανέωσης του λουτρού είναι περισσότερο από 6 μήνες), επειδή η ταχύτητα ανανέωσης του λουτρού είναι πολύ αργή, η ρητίνη στο λουτρό γερνά και η περιεκτικότητα σε διαλύτη αλλάζει σε μεγάλο βαθμό. Το μπάνιο είναι ασταθές.
Βήματα Ηλεκτροεπικάλυψης
(1) Για ηλεκτροφορητική επίστρωση γενικών μεταλλικών επιφανειών, η ροή της διαδικασίας είναι: προκαθαρισμός → απολίπανση → πλύσιμο με νερό → αφαίρεση σκουριάς → πλύση νερού → εξουδετέρωση → πλύση νερού → φωσφοροποίηση → πλύση με νερό → παθητικοποίηση → ηλεκτροφορητική επίστρωση → καθαρισμός δεξαμενής → πλύσιμο νερού υπερδιήθησης → στέγνωμα → εκτός σύνδεσης.
(2) Το υπόστρωμα και η προεπεξεργασία του επικαλυμμένου αντικειμένου έχουν μεγάλη επίδραση στην ηλεκτροφορητική μεμβράνη επικάλυψης. Τα μεταλλικά προϊόντα χύτευσης γενικά αποσβένονται με αμμοβολή ή αμμοβολή, βαμβακερό νήμα χρησιμοποιείται για την αφαίρεση της επιπλέουσας σκόνης στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας και γυαλόχαρτο χρησιμοποιείται για την αφαίρεση υπολειμματικών σφηνών χάλυβα και άλλων υπολειμμάτων στην επιφάνεια. Η επιφάνεια του χάλυβα υποβάλλεται σε επεξεργασία με απολίπανση και αφαίρεση σκουριάς. Όταν οι απαιτήσεις επιφάνειας είναι πολύ υψηλές, απαιτούνται επιφανειακές επεξεργασίες φωσφοροποίησης και παθητικοποίησης. Τα τεμάχια κατεργασίας από σιδηρούχα μέταλλα πρέπει να φωσφορίζονται πριν από την ανοδική ηλεκτροφόρηση, διαφορετικά η αντίσταση στη διάβρωση του φιλμ βαφής θα είναι κακή. Στην επεξεργασία φωσφοροποίησης, επιλέγεται γενικά το φιλμ φωσφοροποίησης με άλας ψευδαργύρου, με πάχος περίπου 1 έως 2 μm, και το φωσφορικό φιλμ απαιτείται να έχει λεπτούς και ομοιόμορφους κρυστάλλους.
(3) Στο σύστημα φιλτραρίσματος, το κύριο φιλτράρισμα υιοθετείται γενικά και το φίλτρο είναι μια δομή σάκου πλέγματος. Το ηλεκτροφορητικό χρώμα μεταφέρεται στο φίλτρο μέσω μιας κατακόρυφης αντλίας για διήθηση. Λαμβάνοντας υπόψη τον ολοκληρωμένο κύκλο αντικατάστασης και την ποιότητα της μεμβράνης βαφής, η σακούλα φίλτρου με μέγεθος πόρων 50μm είναι η καλύτερη. Μπορεί όχι μόνο να καλύψει τις απαιτήσεις ποιότητας της μεμβράνης βαφής, αλλά και να λύσει το πρόβλημα της απόφραξης της σακούλας φίλτρου.
(4) Το μέγεθος του συστήματος κυκλοφορίας της ηλεκτροφορητικής επίστρωσης επηρεάζει άμεσα τη σταθερότητα του λουτρού και την ποιότητα του φιλμ βαφής. Η αύξηση του όγκου κυκλοφορίας μειώνει την κατακρήμνιση και τις φυσαλίδες του υγρού μπάνιου. Ωστόσο, η γήρανση του υγρού μπάνιου επιταχύνεται, η κατανάλωση ενέργειας αυξάνεται και η σταθερότητα του υγρού μπάνιου χειροτερεύει. Είναι ιδανικό να ελέγχετε τους χρόνους κύκλου του υγρού της δεξαμενής σε 6-8 φορές/ώρα, κάτι που όχι μόνο εγγυάται την ποιότητα της μεμβράνης βαφής, αλλά εξασφαλίζει και τη σταθερή λειτουργία του υγρού της δεξαμενής.
(5) Καθώς ο χρόνος παραγωγής αυξάνεται, η σύνθετη αντίσταση του διαφράγματος της ανόδου θα αυξηθεί και η πραγματική τάση λειτουργίας θα μειωθεί. Επομένως, στην παραγωγή, η τάση λειτουργίας του τροφοδοτικού θα πρέπει να αυξάνεται σταδιακά ανάλογα με την απώλεια τάσης για να αντισταθμιστεί η πτώση τάσης του διαφράγματος ανόδου.
(6) Το σύστημα υπερδιήθησης ελέγχει τη συγκέντρωση των ιόντων ακαθαρσίας που φέρνει το τεμάχιο εργασίας για να εξασφαλίσει την ποιότητα της επίστρωσης. Κατά τη λειτουργία αυτού του συστήματος, θα πρέπει να σημειωθεί ότι από τη στιγμή που το σύστημα είναι σε λειτουργία, θα πρέπει να λειτουργεί συνεχώς και απαγορεύεται αυστηρά η διακοπτόμενη λειτουργία για να αποτραπεί η ξήρανση της μεμβράνης υπερδιήθησης. Η αποξηραμένη ρητίνη και η χρωστική ουσία προσκολλώνται στη μεμβράνη υπερδιήθησης και δεν μπορούν να καθαριστούν επιμελώς, γεγονός που θα επηρεάσει σοβαρά τη διαπερατότητα στο νερό και τη διάρκεια ζωής της μεμβράνης υπερδιήθησης. Ο ρυθμός εξόδου νερού της μεμβράνης υπερδιήθησης παρουσιάζει πτωτική τάση με το χρόνο λειτουργίας. Θα πρέπει να καθαρίζεται μία φορά για 30-40 ημέρες συνεχούς εργασίας για να διασφαλιστεί το νερό υπερδιήθησης που απαιτείται για την έκπλυση και το πλύσιμο με υπερδιήθηση.
(7) Η μέθοδος ηλεκτροφορητικής επίστρωσης είναι κατάλληλη για τη διαδικασία παραγωγής μεγάλου αριθμού γραμμών συναρμολόγησης. Ο κύκλος ανανέωσης του λουτρού ηλεκτροφόρησης θα πρέπει να είναι εντός 3 μηνών. Η επιστημονική διαχείριση του λουτρού είναι εξαιρετικά σημαντική. Διάφορες παράμετροι του λουτρού ελέγχονται τακτικά και το λουτρό προσαρμόζεται και αντικαθίσταται σύμφωνα με τα αποτελέσματα της δοκιμής. Γενικά, οι παράμετροι του διαλύματος λουτρού μετρώνται με την ακόλουθη συχνότητα: η τιμή pH, η περιεκτικότητα σε στερεά και η αγωγιμότητα του διαλύματος ηλεκτροφόρησης, το διάλυμα υπερδιήθησης και το διάλυμα καθαρισμού υπερδιήθησης, το πολικό διάλυμα ανιόντων (άνοδος), η λοσιόν κυκλοφορίας και το διάλυμα καθαρισμού απιονισμού μία φορά μια μέρα? Βασική αναλογία, περιεκτικότητα σε οργανικό διαλύτη και εργαστηριακή δοκιμή μικρής δεξαμενής δύο φορές την εβδομάδα.
(8) Για τη διαχείριση της ποιότητας της μεμβράνης βαφής, η ομοιομορφία και το πάχος της μεμβράνης βαφής θα πρέπει να ελέγχονται συχνά και η εμφάνιση δεν πρέπει να έχει τρύπες, χαλάρωση, φλούδα πορτοκαλιού, ρυτίδες κ.λπ. Ελέγχετε τακτικά τη φυσική και χημική δείκτες όπως η πρόσφυση και η αντοχή στη διάβρωση του φιλμ επίστρωσης. Ο κύκλος επιθεώρησης είναι σύμφωνα με τα πρότυπα επιθεώρησης του κατασκευαστή και γενικά κάθε παρτίδα πρέπει να επιθεωρείται.
Επιφανειακή επεξεργασία πριν από την ηλεκτροφόρηση
Η επιφανειακή επεξεργασία του τεμαχίου πριν από την επίστρωση είναι ένα σημαντικό μέρος της ηλεκτροφορητικής επίστρωσης, που περιλαμβάνει κυρίως την απολίπανση, την αφαίρεση σκουριάς, τη ρύθμιση της επιφάνειας, τη φωσφοροποίηση και άλλες διαδικασίες. Η ποιότητα της επεξεργασίας του όχι μόνο επηρεάζει την εμφάνιση του φιλμ, μειώνει την αντιδιαβρωτική απόδοση, αλλά επίσης καταστρέφει τη σταθερότητα του διαλύματος βαφής. Επομένως, για την επιφάνεια του κατεργαζόμενου τεμαχίου πριν από τη βαφή, απαιτείται να είναι απαλλαγμένη από λεκέδες λαδιού, σημάδια σκουριάς, χημικά προεπεξεργασίας και φωσφορική καθίζηση κ.λπ., και το φιλμ φωσφοροποίησης έχει πυκνούς και ομοιόμορφους κρυστάλλους. Όσον αφορά τις διάφορες διαδικασίες προεπεξεργασίας, δεν θα τις συζητήσουμε μεμονωμένα, αλλά θα αναφέρουμε μόνο μερικά σημεία προσοχής:
1) Εάν η απολίπανση και η σκουριά δεν είναι καθαρά, δεν θα επηρεάσει μόνο το σχηματισμό της μεμβράνης φωσφοροποίησης, αλλά θα επηρεάσει επίσης τη δύναμη συγκόλλησης, τη διακοσμητική απόδοση και την αντοχή στη διάβρωση της επίστρωσης. Η μεμβράνη βαφής είναι επιρρεπής σε συρρίκνωση και τρύπες.
2) Φωσφοροποίηση: Σκοπός είναι να βελτιωθεί η πρόσφυση και η αντιδιαβρωτική ικανότητα του ηλεκτροφορητικού φιλμ. Ο ρόλος του είναι ο εξής:
(1) Λόγω των φυσικών και χημικών επιδράσεων, ενισχύεται η πρόσφυση της οργανικής μεμβράνης επίστρωσης στο υπόστρωμα.
(2) Η φωσφορική μεμβράνη μετατρέπει τη μεταλλική επιφάνεια από καλό αγωγό σε κακό αγωγό, εμποδίζοντας έτσι το σχηματισμό μικρο-μπαταριών στη μεταλλική επιφάνεια, αποτρέποντας αποτελεσματικά τη διάβρωση της επίστρωσης και αυξάνοντας την αντίσταση στη διάβρωση και την αντοχή στο νερό του επένδυση. Επιπλέον, μόνο με βάση την επιμελή βαφή και την απολίπανση, μπορεί να σχηματιστεί μια ικανοποιητική μεμβράνη φωσφοροποίησης σε μια καθαρή, ομοιόμορφη και χωρίς λίπη επιφάνεια. Από αυτή την άποψη, το ίδιο το φιλμ φωσφοροποίησης είναι ο πιο διαισθητικός και αξιόπιστος αυτοέλεγχος για την επίδραση της διαδικασίας προεπεξεργασίας.
3) Πλύσιμο: Η ποιότητα του πλυσίματος σε κάθε στάδιο της προεπεξεργασίας θα έχει μεγάλη επίδραση στην ποιότητα ολόκληρης της προεπεξεργασίας και του φιλμ βαφής. Στον τελευταίο καθαρισμό απιονισμένου νερού πριν το βάψιμο, βεβαιωθείτε ότι η αγωγιμότητα στάζει του επικαλυμμένου αντικειμένου δεν είναι μεγαλύτερη από 30μs/cm. Ο καθαρισμός δεν είναι καθαρός, όπως το τεμάχιο εργασίας:
(1) Υπολειμματικό οξύ, χημικό υγρό φωσφοροποίησης, κροκίδωση ρητίνης σε υγρό χρώματος και επιδείνωση της σταθερότητας.
(2) Υπολειμματικά ξένα υλικά (λεκέδες λαδιού, σκόνη), οπές συρρίκνωσης, σωματίδια και άλλα ελαττώματα στο φιλμ βαφής.
(3) Οι υπολειμματικοί ηλεκτρολύτες και τα άλατα οδηγούν σε επιδείνωση της αντίδρασης ηλεκτρόλυσης και δημιουργούν τρύπες και άλλες ασθένειες.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-17-2021