O eletrorevestimento industrial é um tratamento de superfície amplamente utilizado para proteger opeças fundidas de metale produtos de usinagem CNC a partir da corrosão com bom acabamento.Muitos clientes fazem perguntas sobre o tratamento de superfície 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 depositar na superfície de um dos eletrodos usando 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 após 1963. O revestimento eletroforético é o processo de construção mais prático para revestimentos à base de água.O revestimento eletroforético tem as características de solubilidade em água, não toxicidade e fácil controle automático.Por ser adequado para o tratamento superficial de peças condutoras (fundição de metal, peças usinadas, peças forjadas, peças de chapa e peças de solda, 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 ácida e se dissolvem em água.Depois que a corrente contínua é aplicada, os íons negativos do radical ácido se movem para o ânodo, e os íons de resina e as partículas de pigmento envolvidas por eles se movem 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 de 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 o soluto disperso no líquido.A substância é grande e não irá precipitar em um estado disperso.
Eletrodeposição
O fenômeno da precipitação sólida do líquido é chamado de aglomeração (aglomeração, deposição), que geralmente é produzida ao resfriar ou concentrar a solução, e o revestimento eletroforético depende da eletricidade.No revestimento eletroforético catódico, partículas carregadas positivamente se agregam no cátodo e 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 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 a dissolução do metal e a 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 eletroliticamente reduzido a hidrogênio.
Eletrosmose
Após as duas extremidades (cátodo e ânodo) de soluções com diferentes concentrações separadas por uma membrana semipermeável serem energizadas, o fenômeno de que a solução de baixa concentração se move para o lado de alta concentração é chamado de eletroosmose.O filme de revestimento depositado na superfície do objeto revestido é um filme semipermeável.Sob a ação contínua do campo elétrico, a água contida no filme de diálise sai do filme e se desloca para o banho para desidratar o filme.Isso é eletrosmose.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 a natação com boa pintura eletroforética de eletro-osmose pode ser tocada e não pegajosa.Você pode enxaguar o líquido do banho aderente ao filme de tinta molhada com água.
Características do Eletrorevestimento
O filme de tinta eletroforética tem as vantagens de plenitude, uniformidade, nivelamento e revestimento liso.A dureza, adesão, resistência à corrosão, desempenho de 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 sanitário 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 de trabalho, como a camada interna, depressões, soldas, etc., pode obter um filme de revestimento uniforme e liso, o que resolve o problema de outros métodos de revestimento para peças de formato complexo.O problema da pintura;
(4) A eficiência de produção é alta e a construção pode realizar 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 o armazenamento por um longo tempo.
(7) O equipamento de revestimento eletroforético é complicado e o conteúdo de tecnologia é alto, o que é adequado para a produção de cor fixa.
Limitações do Eletrorevestimento
(1) É adequado apenas para revestimento primário 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 vários 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 revestimento 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 é instável.
Etapas de Eletrorevestimento
(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 → offline.
(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 desenferrujadas por jateamento de areia ou jateamento, 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 de 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 fosfatação de 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 filtragem, a filtragem primária é geralmente adotada, e o filtro é uma estrutura de saco de malha.A tinta eletroforética é transportada para o filtro através de uma bomba vertical para filtração.Considerando o amplo ciclo de substituição e a qualidade do filme de tinta, o saco filtrante com tamanho de poro de 50μm é o melhor.Ele pode não apenas atender aos requisitos de qualidade do filme de tinta, mas também resolver o problema de entupimento do saco do 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;no entanto, o envelhecimento do líquido do banho acelera, o consumo de energia aumenta e a estabilidade do líquido do banho torna-se pior.É ideal para controlar os tempos de ciclo do líquido do tanque para 6-8 vezes/h, o que não só garante a qualidade do filme de tinta, mas também garante a operação estável do líquido do tanque.
(5) À medida que o tempo de produção aumenta, a impedância do diafragma do ânodo aumentará e a tensão de trabalho efetiva diminuirá.Portanto, na produção, a tensão de operação da fonte de alimentação deve ser aumentada gradualmente de acordo com a perda de tensão para compensar a queda de tensão do diafragma do ânodo.
(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 notar que uma vez que o sistema esteja em operação, ele deve funcionar continuamente e é estritamente proibido funcionar de forma intermitente para evitar que a membrana de ultrafiltração seque.A resina e o pigmento secos aderem à membrana de ultrafiltração e não podem ser limpos completamente, 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 descendente com o tempo de execução.Deve ser limpo uma vez por 30-40 dias de trabalho contínuo para garantir a água de ultrafiltração necessária para a lixiviação e lavagem da 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 dentro 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: o valor de pH, teor de sólidos e condutividade da solução de eletroforese, solução de ultrafiltração e solução de limpeza de ultrafiltração, solução polar aniônica (ânodo), loção circulante e solução de limpeza de deionização uma vez um dia;Proporção de base, teor de solvente orgânico e teste de tanque pequeno em laboratório 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 com frequência, e a aparência não deve ter 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 da superfície da peça antes do revestimento é uma parte importante do revestimento eletroforético, envolvendo principalmente o desengorduramento, remoção de ferrugem, condicionamento da superfície, fosfatização e outros processos.A qualidade de 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 estar livre de manchas de óleo, marcas de ferrugem, sem produtos químicos de pré-tratamento e sedimentação fosfatada, etc., e o filme fosfatado possui cristais densos e uniformes.Em relação aos vários processos de pré-tratamento, não os discutiremos individualmente, mas apenas alguns pontos de atenção:
1) Se o desengorduramento e a ferrugem não estiverem limpos, não afetará apenas a formação do filme de fosfatação, mas também afetará a força de ligação, o desempenho decorativo e a resistência à corrosão do revestimento.O filme de tinta é propenso a encolhimento e 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 do filme de revestimento orgânico ao substrato é aumentada.
(2) O filme de fosfatação transforma a superfície metálica de um bom condutor para um mau condutor, inibindo assim a formação de micro-baterias na superfície do metal, prevenindo efetivamente a corrosão do revestimento e aumentando a resistência à corrosão e resistência à água do Revestimento.Além disso, somente com base no fundo e desengorduramento, um filme de fosfatação satisfatório pode ser formado em uma superfície limpa, uniforme e livre de graxa.A partir deste aspecto, o próprio filme de fosfatização é a auto-verificação 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 filme de pintura.A 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 está limpa, como a peça de trabalho:
(1) Ácido residual, fosfatização líquida, floculação de resina em tinta líquida e deterioração da estabilidade;
(2) Resíduos de materiais estranhos (manchas de óleo, poeira), furos de retração, partículas e outros defeitos na película de tinta;
(3) Eletrólitos e sais residuais levam ao agravamento da reação de eletrólise e produzem pinholes e outras doenças.
Horário da postagem: 17 de abril de 2021