Pelapisan listrik industri adalah perawatan permukaan yang banyak digunakan untuk melindungipengecoran logamdan produk permesinan CNC dari korosi dengan hasil akhir yang bagus. Banyak pelanggan mengajukan pertanyaan tentang perawatan permukaan coran logam danbagian mesin presisi. Artikel ini akan fokus pada proses pelapisan elektroforesis. Semoga bermanfaat bagi mitra semua.
Electrocoating adalah metode pelapisan di mana partikel seperti pigmen dan resin yang tersuspensi dalam larutan elektroforesis diorientasikan untuk bermigrasi dan mengendap pada permukaan salah satu elektroda dengan menggunakan medan listrik eksternal. Prinsip pelapisan elektroforesis ditemukan pada akhir tahun 1930-an, namun teknologi ini dikembangkan dan diterapkan secara industri setelah tahun 1963. Pelapisan elektroforesis adalah proses konstruksi paling praktis untuk pelapis berbahan dasar air. Lapisan elektroforesis memiliki karakteristik kelarutan dalam air, tidak beracun, dan kontrol otomatis yang mudah. Karena cocok untuk perawatan permukaan benda kerja konduktif (coran logam, suku cadang mesin, tempa, suku cadang lembaran logam dan suku cadang pengelasan, dll.), proses pelapisan elektroforesis dengan cepat telah banyak digunakan di industri seperti mobil, bahan bangunan, perangkat keras. , dan peralatan rumah tangga.
Prinsip
Resin yang terkandung dalam lapisan elektroforesis katodik memiliki gugus basa, yang membentuk garam setelah netralisasi asam dan larut dalam air. Setelah arus searah diterapkan, ion negatif radikal asam berpindah ke anoda, dan ion resin serta partikel pigmen yang dibungkusnya berpindah ke katoda dengan muatan positif dan disimpan di katoda. Inilah prinsip dasar pelapisan elektroforesis (umumnya dikenal dengan sebutan plating). Pelapisan elektroforesis merupakan reaksi elektrokimia yang sangat kompleks, setidaknya empat efek yaitu elektroforesis, elektrodeposisi, elektrolisis, dan elektroosmosis terjadi secara bersamaan.
Elektroforesis
Setelah anoda dan katoda dalam larutan koloid dinyalakan, partikel koloid berpindah ke sisi katoda (atau anoda) di bawah aksi medan listrik, yang disebut elektroforesis. Zat dalam larutan koloid tidak berada dalam wujud molekul dan ion, melainkan zat terlarut yang terdispersi dalam cairan. Zatnya berukuran besar dan tidak akan mengendap dalam keadaan terdispersi.
Elektrodeposisi
Fenomena pengendapan padat dari cairan disebut aglomerasi (aglomerasi, pengendapan), yang umumnya terjadi ketika larutan didinginkan atau dikonsentrasikan, dan pelapisan elektroforesis bergantung pada listrik. Dalam pelapisan elektroforesis katodik, partikel bermuatan positif berkumpul di katoda, dan partikel bermuatan negatif (yaitu ion) berkumpul di anoda. Ketika partikel koloid bermuatan positif (resin dan pigmen) mencapai katoda (substrat) Setelah luas permukaan (lapisan antarmuka sangat basa), elektron diperoleh dan bereaksi dengan ion hidroksida menjadi zat yang tidak larut dalam air, yang disimpan di katoda ( benda kerja yang dicat).
Elektrolisa
Dalam larutan dengan konduktivitas ionik, anoda dan katoda dihubungkan ke arus searah, anion tertarik ke anoda, dan kation tertarik ke katoda, dan terjadi reaksi kimia. Anoda menghasilkan pelarutan logam dan oksidasi elektrolitik untuk menghasilkan oksigen, klorin, dll. Anoda adalah elektroda yang dapat menghasilkan reaksi oksidasi. Logam diendapkan di katoda dan H+ direduksi secara elektrolitik menjadi hidrogen.
Elektroosmosis
Setelah kedua ujung (katoda dan anoda) larutan dengan konsentrasi berbeda yang dipisahkan oleh membran semipermeabel diberi energi, fenomena perpindahan larutan dengan konsentrasi rendah ke sisi konsentrasi tinggi disebut elektroosmosis. Film pelapis yang baru saja diendapkan pada permukaan benda yang dilapisi adalah film semi permeabel. Di bawah aksi medan listrik yang terus menerus, air yang terkandung dalam film olesan dialisis keluar dari film dan dipindahkan ke bak mandi untuk mengeringkan film. Ini adalah elektroosmosis. Elektroosmosis mengubah film pelapis hidrofilik menjadi film pelapis hidrofobik, dan dehidrasi membuat film pelapis menjadi padat. Cat basah setelah berenang dengan cat elektroforesis elektro osmosis yang baik dapat disentuh dan tidak lengket. Anda dapat membilas cairan mandi yang menempel pada lapisan cat basah dengan air.
Karakteristik Elektrocoating
Film cat elektroforesis memiliki keunggulan kepenuhan, keseragaman, kerataan dan lapisan halus. Kekerasan, daya rekat, ketahanan korosi, kinerja benturan, dan permeabilitas film cat elektroforesis jauh lebih baik dibandingkan proses pelapisan lainnya.
(1) Cat yang larut dalam air digunakan, air digunakan sebagai media pelarut, yang menghemat banyak pelarut organik, sangat mengurangi polusi udara dan bahaya lingkungan, aman dan sanitasi, dan menghindari bahaya kebakaran yang tersembunyi;
(2) Efisiensi pengecatan tinggi, kehilangan cat sedikit, dan tingkat pemanfaatan cat dapat mencapai 90% hingga 95%;
(3) Ketebalan lapisan film seragam, daya rekatnya kuat, dan kualitas lapisannya bagus. Setiap bagian benda kerja, seperti lapisan dalam, cekungan, lasan, dll., dapat memperoleh lapisan film yang seragam dan halus, yang memecahkan masalah metode pelapisan lain untuk benda kerja berbentuk kompleks. Masalah pengecatan;
(4) Efisiensi produksi tinggi, dan konstruksi dapat mewujudkan produksi otomatis dan berkelanjutan, yang sangat meningkatkan efisiensi tenaga kerja;
(5) Peralatannya rumit, biaya investasinya tinggi, konsumsi dayanya besar, suhu yang dibutuhkan untuk pengeringan dan pengawetan tinggi, pengelolaan pengecatan dan pengecatan rumit, kondisi konstruksinya ketat, dan diperlukan pengolahan air limbah. ;
(6) Hanya cat yang larut dalam air yang dapat digunakan, dan warnanya tidak dapat diubah selama proses pelapisan. Stabilitas cat tidak mudah dikontrol setelah disimpan dalam waktu lama.
(7) Peralatan pelapis elektroforesis rumit dan kandungan teknologinya tinggi, sehingga cocok untuk produksi warna tetap.
Keterbatasan Elektrocoating
(1) Ini hanya cocok untuk pelapisan primer pada substrat konduktif seperti bagian mesin dari logam besi dan logam non-besi. Benda non-konduktif seperti kayu, plastik, kain, dll tidak dapat dilapisi dengan metode ini.
(2) Proses pelapisan elektroforesis tidak cocok untuk benda yang dilapisi yang terdiri dari banyak logam, jika karakteristik elektroforesisnya berbeda.
(3) Proses pelapisan elektroforesis tidak dapat digunakan pada benda yang dilapisi yang tidak tahan suhu tinggi.
(4) Lapisan elektroforesis tidak cocok untuk pelapisan dengan persyaratan warna terbatas. Lapisan elektroforesis dengan warna berbeda perlu dicat pada alur yang berbeda.
(5) Pelapisan elektroforesis tidak disarankan untuk produksi dalam jumlah kecil (masa pembaruan rendaman lebih dari 6 bulan), karena kecepatan pembaruan rendaman terlalu lambat, resin dalam rendaman menua dan kandungan pelarut berubah sangat. Kamar mandinya tidak stabil.
Langkah-langkah Elektrocoating
(1) Untuk pelapisan elektroforesis pada permukaan logam umum, alur prosesnya adalah: pra-pembersihan → degreasing → pencucian air → penghilangan karat → pencucian air → netralisasi → pencucian air → fosfat → pencucian air → pasivasi → pelapisan elektroforesis → pembersihan tank top → pencucian air ultrafiltrasi → pengeringan → offline.
(2) Substrat dan perlakuan awal pada benda yang dilapisi mempunyai pengaruh yang besar terhadap film pelapis elektroforesis. Coran logam umumnya dihilangkan karatnya dengan cara sandblasting atau shot blasting, benang katun digunakan untuk menghilangkan debu yang mengambang di permukaan benda kerja, dan amplas digunakan untuk menghilangkan sisa tembakan baja dan kotoran lainnya di permukaan. Permukaan baja diperlakukan dengan degreasing dan penghilangan karat. Ketika persyaratan permukaan terlalu tinggi, perawatan permukaan fosfat dan pasivasi diperlukan. Benda kerja logam besi harus difosfat sebelum elektroforesis anodik, jika tidak, ketahanan korosi pada film cat akan buruk. Dalam perlakuan fosfat, film fosfat garam seng umumnya dipilih, dengan ketebalan sekitar 1 hingga 2 μm, dan film fosfat harus memiliki kristal yang halus dan seragam.
(3) Dalam sistem filtrasi, filtrasi primer umumnya digunakan, dan filternya adalah struktur kantong jaring. Cat elektroforesis diangkut ke filter melalui pompa vertikal untuk penyaringan. Mengingat siklus penggantian yang komprehensif dan kualitas lapisan cat, kantong filter dengan ukuran pori 50μm adalah yang terbaik. Ini tidak hanya dapat memenuhi persyaratan kualitas film cat, tetapi juga memecahkan masalah penyumbatan kantong filter.
(4) Ukuran sistem sirkulasi lapisan elektroforesis secara langsung mempengaruhi stabilitas rendaman dan kualitas lapisan film cat. Meningkatkan volume sirkulasi mengurangi presipitasi dan gelembung cairan mandi; namun, penuaan cairan mandi semakin cepat, konsumsi energi meningkat, dan stabilitas cairan mandi menjadi lebih buruk. Sangat ideal untuk mengontrol waktu siklus cairan tangki hingga 6-8 kali/jam, yang tidak hanya menjamin kualitas lapisan film cat, tetapi juga memastikan pengoperasian cairan tangki yang stabil.
(5) Dengan bertambahnya waktu produksi, impedansi diafragma anoda akan meningkat dan tegangan kerja efektif akan menurun. Oleh karena itu, dalam produksi, tegangan operasi catu daya harus ditingkatkan secara bertahap sesuai dengan kehilangan tegangan untuk mengkompensasi penurunan tegangan diafragma anoda.
(6) Sistem ultrafiltrasi mengontrol konsentrasi ion pengotor yang dibawa oleh benda kerja untuk menjamin kualitas lapisan. Dalam pengoperasian sistem ini, perlu diperhatikan bahwa setelah sistem beroperasi, sistem harus berjalan terus menerus dan dilarang keras untuk dijalankan sesekali untuk mencegah membran ultrafiltrasi mengering. Resin dan pigmen kering menempel pada membran ultrafiltrasi dan tidak dapat dibersihkan secara menyeluruh, yang akan sangat mempengaruhi permeabilitas air dan masa pakai membran ultrafiltrasi. Laju keluaran air dari membran ultrafiltrasi menunjukkan tren menurun seiring berjalannya waktu. Ini harus dibersihkan sekali selama 30-40 hari kerja terus menerus untuk memastikan air ultrafiltrasi diperlukan untuk pencucian dan pencucian ultrafiltrasi.
(7) Metode pelapisan elektroforesis cocok untuk proses produksi sejumlah besar jalur perakitan. Siklus pembaruan rendaman elektroforesis harus dalam waktu 3 bulan. Pengelolaan pemandian secara ilmiah sangatlah penting. Berbagai parameter bak mandi diuji secara berkala, dan bak mandi disesuaikan dan diganti sesuai dengan hasil pengujian. Umumnya parameter larutan mandi diukur pada frekuensi berikut: nilai pH, kandungan padat dan konduktivitas larutan elektroforesis, larutan ultrafiltrasi dan larutan pembersih ultrafiltrasi, larutan polar anion (anoda), lotion sirkulasi, dan larutan pembersih deionisasi satu kali. sehari; Rasio basa, kandungan pelarut organik, dan uji tangki kecil laboratorium dua kali seminggu.
(8) Untuk menjaga kualitas lapisan film cat, keseragaman dan ketebalan lapisan film cat harus sering diperiksa, dan tampilannya tidak boleh berlubang, kendur, kulit jeruk, keriput, dll. Periksa secara teratur sifat fisik dan kimianya. indikator seperti daya rekat dan ketahanan korosi pada film pelapis. Siklus inspeksi sesuai dengan standar inspeksi pabrikan, dan umumnya setiap batch perlu diperiksa.
Perawatan Permukaan Sebelum Elektroforesis
Perlakuan permukaan benda kerja sebelum pelapisan merupakan bagian penting dari pelapisan elektroforesis, terutama melibatkan proses degreasing, penghilangan karat, pengkondisian permukaan, fosfat, dan proses lainnya. Kualitas perawatannya tidak hanya mempengaruhi penampilan film, mengurangi kinerja anti korosi, tetapi juga merusak stabilitas larutan cat. Oleh karena itu, permukaan benda kerja sebelum pengecatan harus bebas dari noda minyak, bekas karat, tidak ada bahan kimia pretreatment dan sedimentasi fosfat, dll., serta film fosfat memiliki kristal yang padat dan seragam. Mengenai berbagai proses pra-perawatan, kami tidak akan membahasnya satu per satu, namun hanya mengedepankan beberapa hal yang menjadi perhatian:
1) Jika degreasing dan karat tidak bersih, tidak hanya akan mempengaruhi pembentukan film fosfat, tetapi juga mempengaruhi kekuatan ikatan, kinerja dekoratif dan ketahanan korosi pada lapisan. Film cat rentan terhadap penyusutan dan lubang kecil.
2) Fosfat: Tujuannya adalah untuk meningkatkan daya rekat dan kemampuan anti korosi pada film elektroforesis. Perannya adalah sebagai berikut:
(1) Karena efek fisik dan kimia, daya rekat film pelapis organik ke substrat ditingkatkan.
(2) Film fosfat mengubah permukaan logam dari konduktor yang baik menjadi konduktor yang buruk, sehingga menghambat pembentukan baterai mikro pada permukaan logam, secara efektif mencegah korosi pada lapisan, dan meningkatkan ketahanan korosi dan ketahanan air pada permukaan logam. lapisan. Selain itu, hanya berdasarkan proses bottoming dan degreasing yang menyeluruh, lapisan film fosfat yang memuaskan dapat dibentuk pada permukaan yang bersih, seragam, dan bebas minyak. Dari aspek ini, film fosfat itu sendiri adalah pemeriksaan mandiri yang paling intuitif dan andal terhadap efek proses pra-perawatan.
3) Pencucian: Kualitas pencucian pada setiap tahap perlakuan awal akan mempunyai pengaruh yang besar terhadap kualitas keseluruhan perlakuan awal dan lapisan film cat. Pembersihan air deionisasi terakhir sebelum pengecatan, pastikan konduktivitas tetesan benda yang dilapisi tidak lebih besar dari 30μs/cm. Pembersihannya tidak bersih, seperti benda kerja:
(1) Residu asam, cairan kimia fosfat, flokulasi resin dalam cairan cat, dan penurunan stabilitas;
(2) Sisa benda asing (noda minyak, debu), lubang penyusutan, partikel dan cacat lainnya pada film cat;
(3) Residu elektrolit dan garam menyebabkan memburuknya reaksi elektrolisis dan menimbulkan lubang kecil dan penyakit lainnya.
Waktu posting: 17 April-2021