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彩色电泳技术流程配制及常见故障纠正方法

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  彩色电泳涂装是一种新颖表面处理新工艺。它是采用电化学方法将有机树脂的 胶体粒子沉积在零件上,形成透明或各种颜色的有机涂覆层。根据电泳漆中的树脂粒 子电离后带电状况的不同,可分为阳极电泳(树脂粒子电离后成负离子)及阴极电泳 (树脂粒子电离后成正离子)。阴极电泳是 70 年代发展起来的新工艺。它与阳极电泳 相比较,具有更多的优点,因此在国内发展迅速,尤其在表面装饰方面获得更广泛的 应用。本章重点将介绍阴极电泳涂装有关问题。 电泳涂覆层的耐蚀性能极其优良(能通过中性盐雾试验 400H 以上)、抗变色性能 强;与基体金属的结合好,可进行各种机械加工;涂覆层色彩鲜艳,根据用户的要求 可以配制成各种颜色,常见的有金色、咖啡色、枪色、黑色等;与油漆工艺相比,施 工性能好、对环境的污染和危害显著减少,被广泛应用在各个生产部门,如汽车外壳 及各种配件,自行车车把及配件,各种日用小五金配件、家具、工艺品等。

第一节 阴极电泳涂装工作原理

  阴极电泳涂装是一个复杂的电化学和胶体化学过程。电泳漆本身是一个胶体和悬 浮体的多组分体系,存在着弥散相(树脂、颜料微粒)和连续相(水)二种组分。在 阴极电泳中,一般存在下述四种过程: ( 1 )电泳带正电的水溶性树树脂粒子及其吸附的颜料,向阴极移动。 ( 2 )电沉积带正电的树脂粒子到达零件(阴极)表面。形成不溶于水的沉积层,经烘 烤后形成漆膜。 ( 3 )电渗水份从沉积层渗析而出,当含水量下降至今 5%~15% 时,即可烘烤。 ( 4 )电解水被直流电电解,放出氢与氧,由于电解导致渗透力下降,影响漆膜外观, 降低漆膜附着力,增加电耗,因此,应尽量减弱水的电解。

阴极电泳过程反应机理如下:

阴极:

(1)2H2O + 2E→H2↑ + 2OH - 产生的 OH - 累积于阴极表面,当 OH - 浓度增加到

一定数值时,便在阴极表面产生电沉积。

(2)R=NH3 + OH 一 →R=NH2 (析出)+ H2O

阳极(不锈钢或石墨本阳极): 2H2O→4H + 02↑ + 4E

 

 

第二节 阴极电泳涂装工艺流程

 

根据零件的基体材料不同以及所需电泳的颜色不同,应采取不同的涂装工艺流

程。

常用的阴极电泳工艺流程,如表 4-3-1 所列。

表 4-3-1 常用阴极电泳工艺流程

 

电泳金色

电泳咖啡

电泳青铜色

电泳黑色

电泳其它色

前处理一

镍 - 镀薄银 - 透明金色电泳漆

前处理一

磷化 - 透明金色电泳漆

前处理一镀锌 - 青铜色电泳漆

前处理一

磷化 - 黑色电泳漆

前处理一镀镍 - 无色透明电泳漆 - 着色

铝及铝

合金

前处理一透明金色电泳漆

前处理一

透明咖啡

电泳漆

前处理一青铜色电泳漆

前处理一

黑色电泳漆

前处理一无色透明电泳漆 - 着色

锌合金

前处理一硷铜 - 酸铜 - 亮镍 - 透明金色电泳漆

前处理

透明咖啡色电泳漆

前处理一青铜色电泳漆

前处理一

黑色电泳漆

前处理 ` 一硷铜 - 酸铜 - 亮镍 - 无色透明电泳漆 - 着色

铜及铜

合金

黄铜件:抛光 - 无色透明电泳漆铜件:前处理 - 亮镍 - 镀薄银 - 透明金金电泳漆黑青铜件:前处理 - 红色电泳漆

前处理一前处理 - 着咖啡色 - 无色透明电泳漆

抛光一无色透明电泳漆(青铜件)

前处理一黑色电泳漆

前处理一亮镍 - 无色透明电泳漆 - 着色

一、电泳漆液的配制

(一)透明电泳漆的配制

1. 将计算量的树脂液倒入配制槽中在强烈搅拌下,缓慢加入计算量的色浆,并继 续搅拌 20 一 30min 。

2. 将计算量的 1/2 高纯去离子水(电导率〈 5μS/cm 〉在不断搅拌 20 一 30min 。

3. 将配制好的电泳漆工作液移至电泳漆槽中,并启动连续循环过滤装置,不间断 地循环搅拌 24 一 48h 后试镀。

(二)黑色电泳漆的配制

1. 在配制槽中加入 1/10 计算量的纯去离子水电导率〈 5μS/cm -1 〉。

2. 在强烈搅拌下分批加入计算量的电泳漆浓缩液。

3. 在强烈搅拌下分批加入场 2/5 计算量的高纯去离子水,并边续搅 拌 0.5 一 1h 。

4. 将上述溶液移至电泳漆中,启动连续循环装置,并分批加入余量的高纯蒸馏水。

5. 不间断地循环搅拌 48h 后试镀。

 

 

第三节 电泳漆液成分及工艺条件对膜层的影响

一、 固体分含量

固体分含量过低时,电解作剧烈,漆膜薄,气泡多,易产生针孔;过高时刚膜层

比较粗糙,易起桔皮。因此稳定固体分含量是保证电泳质量的一个关键,对于 EC-3000 金色电泳漆来说,每电泳 15 一 20M 2 的零件需补充 1L 浓缩液。

二、溶剂

电泳漆液刚配制时,其溶剂含量稍高。但随着漆液使用时间的延长和超滤的使用, 溶剂不断挥发和滤出,其含量会逐渐下降,影响漆膜质量。严重时,漆膜会在烘 烤前脱落。因此,应及时添加调整,一般每滤出 100L 超滤渗透液,应补充 1.2L 溶剂。

三、电压

极间电压升高,电场作用加强,漆液中带电粒子泳动,沉积速度加快,使用泳透力提高,膜层增厚。电泳操作时,应根据零件形状与大小,槽液温度高低,所需膜的厚薄,选择最佳电压。当电泳漆槽刚配制时,其溶剂含量及导电度均高,则电压应适当降低。

四、 PH 值

由于阳极采用隔膜控制,电泳漆液的 PH 值较为稳定,当超滤液排出太多或隔膜液漏出进入电泳漆液时,使电泳漆液 PH 值发生变化,可用有机酸调整。 PH 值过低时,漆膜再溶解增加,膜层变薄,且对设备腐蚀严重。

五、电导率

电导率是控制电泳漆膜层质量的关键指标之一。新配溶液时电导率可能较高,因此需要通地超滤排出渗液以降低电导率。电导率过高,则膜厚易产生桔皮和表面粗糙等现象。电导率过低,则容易产生针孔和麻点。因此当电导率的高低不同时需要采用不同的电压和槽液温度,以便获得良好的膜层。电导率较高时,可采用较低的电压和温度;反之则要相应提高电压和温度。

六、温度

电泳漆液的温度一般控制在 26 度左右。温度过低,必需使用较高的电压以达到电泳的目的;温度过高,则加剧溶剂的挥发,不利于电导率的稳定和控制。

七、电泳时间

电泳时间的长短会影响漆膜外观及膜层的厚薄。当电泳时间过长时,膜厚色深,透明性变差。电泳时间过短,则膜层不完整。因此需要根据漆液的电导率。固体分含量等因素的变化,在确定溶液温度和电压的前提下,选择最佳的电泳时间,以确保膜层的质量。

在电泳过程中,主要以电压的大小来控制膜层厚度。时间如超过一定数值,厚度不会显著增加,这是因为电泳漆是不导电的,当零件给膜层完全覆盖后,成为绝缘体,时间再长也不会增加漆膜的厚度。因此如需要较厚漆膜时,尤其在镀凹位较深零件时,应用较高电压和较短时间。

电泳漆之维护及故障处理

1 、电泳漆之维护

1 )纯水水质要求在电导率< 5μs/cm 。 2 )槽液液温控制在 25 -30℃ (冷热循环控制)。 3 )进槽要清洗干净,不要将酸碱带入槽中。 4 )电泳漆要晾于然后进烘箱,烤温时不要升温太快。 2 、电泳漆故障处理方法

问 题

原 因

解 决 对 策

膜厚不足

固体份低

提高固体份

电压低

提高电压

温度低

提高温度

漆膜过厚

工作周围循环不好

通常因泵,过滤器及喷嘴阻塞所致

固体份高

降低固体份

温度高

降低温度

电导率高

提高超滤液排放量

电压高

降低电压

水迹

沌水不干净

换纯水

温度过高

降低湿度

固体份过低

加漆

起泡

工作表所不洁净

充分水洗

漆膜外观不丰满

颜色基比过高

减少颜料补加,增加树脂含量

槽液有泡沫

进气漏气

检查管道和泵是否泄漏

溢流槽液体过低

提出高液体高度

涂膜粗糙

颜料份高

减少色浆,增加树脂

电导率高

超滤,降低电导率

针孔

槽液温度低

升高槽液温度

电导率过高

超滤降低电导率

漆膜不均匀,破裂

槽液温度高

降低温度

电压高

降低电压

电导率高

超滤降低电导率

斑纹地图斑痕

底材表面污染

检查金属表面

漆迹

清洗不够

增加清洗

凹孔,缩孔

杂质污染

清除工件上杂质

颜料份低

补加色浆

硬度

烘烤时间

延长,严格按工艺操作

烘烤温度

升温

不够流平

加溶剂

麻点

液温低

升温

溶剂少

加溶剂

浓度低

加漆

条纹

表面外观不佳

电压升高快

溶剂含量低

槽液固含量低

 

 

常见故障及其纠正方法

故障

产生原因

纠正方法

桔皮或表面粗糙

电压过高

降低电压

溶液温度高

降低温度

固体分过高

稀释溶液

极距太近

加大极距

烘烤加温太快

压缩空气吹干后再烘烤

PH 值过高

用有机酸调整

针孔或麻点

固体分过低

调整至工艺范围

PH 值过低

降低溶液酸度

清洗水不干净

换清洗水

溶液电导率太高

超滤去掉杂质离子

膜厚太薄

增加电泳电压或时间

电镀表面针孔

压缩空气吹干后再烘烤

火山口或油点

工件上附有油

加强除油工序

槽液面有油渍

防止槽液被油污染

颗粒污染

加强循环过滤和超滤

电压高膜层厚

降低电泳电压和时间

彩虹

膜层太薄

增加电泳电压

颜色不符

膜层太厚或太薄

选择合适的工作电压和时间

调配涂料时,颜色比例错

严格按工艺配方配制电泳漆

溶剂太多,渗透能力差,膜层厚薄不均

调整溶剂含量,使其符合工艺规范

不规则图形

前处理不彻底

加强前处理工序

硬度不够

烤烘时间短或温度低

严格按工艺规范进行

涂装面点状或片状颜色差异

零件有针孔或砂眼

杜绝不合格工件下槽

色料乳化搅拌不匀

加强电泳漆搅拌

表面有水液

用压缩空气吹干

水滴未干即烘烤

用压缩空气吹干

电泳前水洗不彻底

加强入槽产零件的清洗

 

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