O eletrorevestimento industrial é um tratamento de superfície amplamente utilizado para proteger ofundições de metale produtos de usinagem CNC contra corrosão com bom acabamento. Muitos clientes fazem perguntas sobre o tratamento superficial de peças fundidas de metal epeças usinadas de precisão. Este artigo se concentrará no processo de revestimento eletroforético. Espero que seja útil para todos os parceiros.
O eletrocoating é um método de revestimento no qual partículas como pigmentos e resinas suspensas na solução eletroforética são orientadas para migrar e se depositar na superfície de um dos eletrodos por meio de um campo elétrico externo. O princípio do revestimento eletroforético foi inventado no final da década de 1930, mas essa tecnologia foi desenvolvida e obteve aplicação industrial a partir de 1963. O revestimento eletroforético é o processo de construção mais prático para revestimentos à base de água. O revestimento eletroforético possui características de solubilidade em água, não toxicidade e fácil controle automático. Por ser adequado para o tratamento de superfície de peças condutoras (fundições de metal, peças usinadas, peças forjadas, peças de chapa metálica e peças de soldagem, etc.), o processo de revestimento eletroforético tem sido rapidamente amplamente utilizado em indústrias como automóveis, materiais de construção, ferragens e eletrodomésticos.
Princípios
A resina contida no revestimento eletroforético catódico possui grupos básicos, que formam um sal após a neutralização do ácido e se dissolvem em água. Após a aplicação da corrente contínua, os íons negativos do radical ácido se movem para o ânodo, e os íons de resina e as partículas de pigmento por eles envolvidas movem-se para o cátodo com cargas positivas e são depositados no cátodo. Este é o princípio básico do revestimento eletroforético (comumente conhecido como chapeamento). O revestimento por eletroforese é uma reação eletroquímica muito complexa, pelo menos quatro efeitos de eletroforese, eletrodeposição, eletrólise e eletroosmose ocorrem simultaneamente.
Eletroforese
Depois que o ânodo e o cátodo na solução coloidal são ligados, as partículas coloidais se movem para o lado do cátodo (ou ânodo) sob a ação do campo elétrico, que é chamado de eletroforese. A substância na solução coloidal não está no estado de moléculas e íons, mas no soluto disperso no líquido. A substância é grande e não precipitará num estado disperso.
Eletrodeposição
O fenômeno da precipitação sólida do líquido é denominado aglomeração (aglomeração, deposição), que geralmente é produzido durante o resfriamento ou concentração da solução, e o revestimento eletroforético depende da eletricidade. No revestimento eletroforético catódico, as partículas carregadas positivamente agregam-se no cátodo e as partículas carregadas negativamente (isto é, íons) agregam-se no ânodo. Quando as partículas coloidais carregadas positivamente (resina e pigmento) atingem o cátodo (substrato). Após a área superficial (camada de interface altamente alcalina), os elétrons são obtidos e reagem com os íons hidróxido para se tornarem substâncias insolúveis em água, que são depositadas no cátodo ( peça pintada).
Eletrólise
Em uma solução com condutividade iônica, o ânodo e o cátodo são conectados à corrente contínua, os ânions são atraídos para o ânodo e os cátions são atraídos para o cátodo, e ocorre uma reação química. O ânodo produz dissolução do metal e oxidação eletrolítica para produzir oxigênio, cloro, etc. O ânodo é um eletrodo que pode produzir uma reação de oxidação. O metal é precipitado no cátodo e o H+ é reduzido eletroliticamente a hidrogênio.
Eletroosmose
Depois que as duas extremidades (cátodo e ânodo) de soluções com diferentes concentrações separadas por uma membrana semipermeável são energizadas, o fenômeno de a solução de baixa concentração se mover para o lado de alta concentração é chamado de eletroosmose. A película de revestimento depositada na superfície do objecto revestido é uma película semipermeável. Sob a ação contínua do campo elétrico, a água contida na diálise do filme espalhado sai do filme e segue para o banho para desidratar o filme. Isso é eletroosmose. A eletroosmose transforma o filme de revestimento hidrofílico em um filme de revestimento hidrofóbico e a desidratação torna o filme de revestimento denso. A tinta molhada após nadar com tinta eletroforética de boa eletro-osmose pode ser tocada e não pegajosa. Você pode enxaguar o líquido do banho aderido à película de tinta úmida com água.
Características do Eletrorrevestimento
O filme de tinta eletroforética tem as vantagens de plenitude, uniformidade, planicidade e revestimento liso. A dureza, adesão, resistência à corrosão, desempenho ao impacto e permeabilidade do filme de tinta eletroforética são significativamente melhores do que outros processos de revestimento.
(1) É usada tinta solúvel em água, a água é usada como meio de dissolução, o que economiza muitos solventes orgânicos, reduz muito a poluição do ar e os riscos ambientais, é seguro e higiênico e evita o perigo oculto de incêndio;
(2) A eficiência da pintura é alta, a perda de tinta é pequena e a taxa de utilização da tinta pode chegar a 90% a 95%;
(3) A espessura do filme de revestimento é uniforme, a adesão é forte e a qualidade do revestimento é boa. Cada parte da peça, como camada interna, depressões, soldas, etc., pode obter uma película de revestimento uniforme e lisa, o que resolve o problema de outros métodos de revestimento para peças de formatos complexos. O problema da pintura;
(4) A eficiência da produção é alta e a construção pode realizar a produção automática e contínua, o que melhora muito a eficiência do trabalho;
(5) O equipamento é complexo, o custo de investimento é alto, o consumo de energia é grande, a temperatura necessária para secagem e cura é alta, o gerenciamento de tinta e pintura é complicado, as condições de construção são rigorosas e o tratamento de águas residuais é necessário ;
(6) Somente tinta solúvel em água pode ser usada e a cor não pode ser alterada durante o processo de revestimento. A estabilidade da tinta não é fácil de controlar após um longo período de armazenamento.
(7) O equipamento de revestimento eletroforético é complicado e o conteúdo tecnológico é alto, o que é adequado para a produção de cores fixas.
Limitações do eletrorrevestimento
(1) É adequado apenas para revestimento de primer de substratos condutores, como peças de máquinas de metais ferrosos e metais não ferrosos. Objetos não condutores, como madeira, plástico, tecido, etc., não podem ser revestidos com este método.
(2) O processo de revestimento eletroforético não é adequado para objetos revestidos compostos de múltiplos metais, se as características da eletroforese forem diferentes.
(3) O processo de revestimento eletroforético não pode ser usado para objetos revestidos que não suportam altas temperaturas.
(4) O revestimento eletroforético não é adequado para revestimentos com requisitos limitados de cor. O revestimento eletroforético de cores diferentes precisa ser pintado em ranhuras diferentes.
(5) O revestimento eletroforético não é recomendado para produção de pequenos lotes (o período de renovação do banho é superior a 6 meses), porque a velocidade de renovação do banho é muito lenta, a resina no banho está envelhecendo e o teor de solvente muda muito. O banho está instável.
Etapas de eletrorrevestimento
(1) Para revestimento eletroforético de superfícies metálicas em geral, o fluxo do processo é: pré-limpeza → desengorduramento → lavagem com água → remoção de ferrugem → lavagem com água → neutralização → lavagem com água → fosfatização → lavagem com água → passivação → revestimento eletroforético → limpeza da parte superior do tanque → lavagem com água de ultrafiltração → secagem → off-line.
(2) O substrato e o pré-tratamento do objeto revestido têm grande influência no filme de revestimento eletroforético. As peças fundidas de metal são geralmente removidas por jato de areia ou granalha, fio de algodão é usado para remover poeira flutuante na superfície da peça de trabalho e lixa é usada para remover granalhas de aço residuais e outros detritos na superfície. A superfície do aço é tratada com desengorduramento e remoção de ferrugem. Quando os requisitos de superfície são muito altos, são necessários tratamentos de superfície de fosfatização e passivação. As peças de metal ferroso devem ser fosfatadas antes da eletroforese anódica, caso contrário, a resistência à corrosão do filme de tinta será baixa. No tratamento de fosfatização, o filme de fosfatização com sal de zinco é geralmente selecionado, com uma espessura de cerca de 1 a 2 μm, e o filme de fosfato deve ter cristais finos e uniformes.
(3) No sistema de filtração, a filtração primária é geralmente adotada e o filtro é uma estrutura de saco de malha. A tinta eletroforética é transportada até o filtro através de uma bomba vertical para filtração. Considerando o ciclo abrangente de substituição e a qualidade do filme de tinta, a bolsa filtrante com tamanho de poro de 50μm é a melhor. Ele pode não apenas atender aos requisitos de qualidade do filme de tinta, mas também resolver o problema de entupimento do saco de filtro.
(4) O tamanho do sistema de circulação do revestimento eletroforético afeta diretamente a estabilidade do banho e a qualidade do filme de tinta. Aumentar o volume de circulação reduz a precipitação e as bolhas do líquido do banho; entretanto, o envelhecimento do líquido do banho acelera, o consumo de energia aumenta e a estabilidade do líquido do banho piora. É ideal controlar os tempos de ciclo do líquido do tanque de 6 a 8 vezes/h, o que não só garante a qualidade da película de tinta, mas também garante o funcionamento estável do líquido do tanque.
(5) À medida que o tempo de produção aumenta, a impedância do diafragma anódico aumentará e a tensão efetiva de trabalho diminuirá. Portanto, na produção, a tensão operacional da fonte de alimentação deve ser aumentada gradualmente de acordo com a perda de tensão para compensar a queda de tensão do diafragma anódico.
(6) O sistema de ultrafiltração controla a concentração de íons de impureza trazidos pela peça para garantir a qualidade do revestimento. Na operação deste sistema, deve-se observar que, uma vez em operação, o sistema deve funcionar continuamente e é estritamente proibido funcionar de forma intermitente para evitar que a membrana de ultrafiltração seque. A resina seca e o pigmento aderem à membrana de ultrafiltração e não podem ser completamente limpos, o que afetará seriamente a permeabilidade à água e a vida útil da membrana de ultrafiltração. A taxa de saída de água da membrana de ultrafiltração mostra uma tendência decrescente com o tempo de execução. Deve ser limpo uma vez durante 30-40 dias de trabalho contínuo para garantir a água de ultrafiltração necessária para lixiviação e lavagem por ultrafiltração.
(7) O método de revestimento eletroforético é adequado para o processo de produção de um grande número de linhas de montagem. O ciclo de renovação do banho de eletroforese deve ser de 3 meses. A gestão científica do banho é extremamente importante. Vários parâmetros do banho são testados regularmente e o banho é ajustado e substituído de acordo com os resultados do teste. Geralmente, os parâmetros da solução de banho são medidos na seguinte frequência: valor de pH, conteúdo sólido e condutividade da solução de eletroforese, solução de ultrafiltração e solução de limpeza de ultrafiltração, solução polar de ânion (ânodo), loção circulante e solução de limpeza de deionização uma vez um dia; Proporção de base, conteúdo de solvente orgânico e teste de laboratório em pequenos tanques duas vezes por semana.
(8) Para o gerenciamento da qualidade do filme de tinta, a uniformidade e espessura do filme de tinta devem ser verificadas frequentemente, e a aparência não deve apresentar furos, flacidez, casca de laranja, rugas, etc. indicadores como a adesão e resistência à corrosão do filme de revestimento. O ciclo de inspeção está de acordo com os padrões de inspeção do fabricante e geralmente cada lote precisa ser inspecionado.
Tratamento de superfície antes da eletroforese
O tratamento superficial da peça antes do revestimento é uma parte importante do revestimento eletroforético, envolvendo principalmente desengorduramento, remoção de ferrugem, condicionamento de superfície, fosfatização e outros processos. A qualidade do seu tratamento não afeta apenas a aparência do filme, reduz o desempenho anticorrosivo, mas também destrói a estabilidade da solução de tinta. Portanto, para a superfície da peça antes da pintura, é necessário que ela esteja livre de manchas de óleo, marcas de ferrugem, sem produtos químicos de pré-tratamento e sedimentação de fosfatização, etc., e o filme de fosfatação tenha cristais densos e uniformes. Em relação aos diversos processos de pré-tratamento, não os discutiremos individualmente, mas apenas apresentaremos alguns pontos de atenção:
1) Se o desengorduramento e a ferrugem não estiverem limpos, isso não afetará apenas a formação do filme de fosfatização, mas também afetará a força de ligação, o desempenho decorativo e a resistência à corrosão do revestimento. A película de tinta é propensa a encolher e formar furos.
2) Fosfatização: O objetivo é melhorar a adesão e a capacidade anticorrosiva do filme eletroforético. Seu papel é o seguinte:
(1) Devido aos efeitos físicos e químicos, a adesão da película de revestimento orgânico ao substrato é aumentada.
(2) O filme de fosfatação transforma a superfície metálica de um bom condutor em um mau condutor, inibindo assim a formação de microbaterias na superfície metálica, prevenindo efetivamente a corrosão do revestimento e aumentando a resistência à corrosão e à água do revestimento. Além disso, somente com base em um assentamento e desengorduramento completos, um filme de fosfatação satisfatório pode ser formado em uma superfície limpa, uniforme e sem gordura. Deste aspecto, o próprio filme de fosfatização é a autoverificação mais intuitiva e confiável sobre o efeito do processo de pré-tratamento.
3) Lavagem: A qualidade da lavagem em cada etapa do pré-tratamento terá grande influência na qualidade de todo o pré-tratamento e da película de tinta. Na última limpeza com água deionizada antes da pintura, certifique-se de que a condutividade de gotejamento do objeto revestido não seja superior a 30μs/cm. A limpeza não é limpa, como a peça de trabalho:
(1) Ácido residual, líquido químico de fosfatação, floculação de resina em líquido de tinta e deterioração da estabilidade;
(2) Resíduos de corpos estranhos (manchas de óleo, poeira), orifícios de contração, partículas e outros defeitos na película de tinta;
(3) Eletrólitos e sais residuais levam ao agravamento da reação de eletrólise e produzem furos e outras doenças.
Horário da postagem: 17 de abril de 2021