Sơn điện công nghiệp là phương pháp xử lý bề mặt được sử dụng rộng rãi để bảo vệ bề mặtđúc kim loạivà các sản phẩm gia công CNC khỏi bị ăn mòn với độ hoàn thiện đẹp. Nhiều khách hàng đặt câu hỏi về việc xử lý bề mặt vật đúc kim loại vàbộ phận gia công chính xác. Bài viết này sẽ tập trung vào quá trình phủ điện di. Hy vọng nó sẽ hữu ích cho tất cả các đối tác.
Mạ điện là phương pháp phủ trong đó các hạt như chất màu và nhựa lơ lửng trong dung dịch điện di được định hướng di chuyển và lắng đọng trên bề mặt của một trong các điện cực bằng cách sử dụng điện trường bên ngoài. Nguyên lý của lớp phủ điện di được phát minh vào cuối những năm 1930, nhưng công nghệ này mới được phát triển và ứng dụng công nghiệp sau năm 1963. Lớp phủ điện di là quy trình thi công thực tế nhất đối với lớp phủ gốc nước. Lớp phủ điện di có đặc tính hòa tan trong nước, không độc hại và điều khiển tự động dễ dàng. Do thích hợp cho việc xử lý bề mặt các phôi dẫn điện (đúc kim loại, bộ phận gia công, vật rèn, bộ phận kim loại tấm và bộ phận hàn, v.v.), nên quy trình phủ điện di đã nhanh chóng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như ô tô, vật liệu xây dựng, phần cứng. , và đồ gia dụng.
Nguyên tắc
Nhựa có trong lớp phủ điện di catốt có các nhóm cơ bản, tạo thành muối sau khi trung hòa axit và hòa tan trong nước. Sau khi dòng điện một chiều được áp dụng, các ion âm gốc axit sẽ di chuyển đến cực dương, còn các ion nhựa và các hạt sắc tố được chúng bọc sẽ di chuyển đến cực âm với điện tích dương và lắng đọng trên cực âm. Đây là nguyên lý cơ bản của lớp phủ điện di (thường được gọi là mạ). Phủ điện di là một phản ứng điện hóa rất phức tạp, ít nhất 4 tác dụng là điện di, lắng đọng điện, điện phân và điện thẩm xảy ra đồng thời.
Điện di
Sau khi bật cực dương và cực âm trong dung dịch keo, các hạt keo sẽ di chuyển về phía cực âm (hoặc cực dương) dưới tác dụng của điện trường, gọi là điện di. Chất trong dung dịch keo không ở trạng thái phân tử, ion mà là chất tan phân tán trong chất lỏng. Chất này lớn và sẽ không kết tủa ở trạng thái phân tán.
Định vị điện
Hiện tượng kết tủa rắn từ chất lỏng được gọi là kết tụ (kết tụ, lắng đọng), thường được tạo ra khi làm mát hoặc cô đặc dung dịch và lớp phủ điện di phụ thuộc vào điện. Trong lớp phủ điện di catốt, các hạt tích điện dương tập hợp trên cực âm và các hạt tích điện âm (tức là các ion) tập hợp trên cực dương. Khi các hạt keo tích điện dương (nhựa và bột màu) đi tới cực âm (chất nền) Sau diện tích bề mặt (lớp giao diện có tính kiềm cao), các electron thu được và phản ứng với các ion hydroxit để trở thành các chất không tan trong nước, lắng đọng trên cực âm ( phôi sơn).
Điện phân
Trong dung dịch có độ dẫn ion, cực dương và cực âm được nối với dòng điện một chiều, các anion bị hút vào cực dương và các cation bị hút vào cực âm và xảy ra phản ứng hóa học. Cực dương tạo ra sự hòa tan kim loại và quá trình oxy hóa điện phân để tạo ra oxy, clo, v.v. Cực dương là điện cực có thể tạo ra phản ứng oxy hóa. Kim loại bị kết tủa ở cực âm và H+ bị điện phân khử thành hydro.
Điện thẩm thấu
Sau khi hai đầu (cực âm và cực dương) của các dung dịch có nồng độ khác nhau được ngăn cách bởi màng bán thấm được cấp điện, hiện tượng dung dịch có nồng độ thấp di chuyển về phía có nồng độ cao gọi là hiện tượng điện thẩm. Màng phủ vừa lắng đọng trên bề mặt vật được phủ là màng bán thấm. Dưới tác động liên tục của điện trường, nước chứa trong màng bôi sẽ thẩm tách ra khỏi màng và di chuyển vào bể để khử nước cho màng. Đây là điện thẩm thấu. Điện thẩm thấu biến màng phủ ưa nước thành màng phủ kỵ nước và sự mất nước làm cho màng phủ trở nên dày đặc. Lớp sơn ướt sau khi bơi bằng sơn điện di thẩm thấu tốt có thể sờ vào và không bị dính. Bạn có thể rửa sạch dung dịch tắm bám trên màng sơn ướt bằng nước.
Đặc điểm của sơn điện
Màng sơn điện di có ưu điểm là độ đầy đặn, đồng đều, độ phẳng và lớp phủ mịn. Độ cứng, độ bám dính, khả năng chống ăn mòn, hiệu suất va đập và tính thấm của màng sơn điện di tốt hơn đáng kể so với các quy trình phủ khác.
(1) Sử dụng sơn hòa tan trong nước, sử dụng nước làm môi trường hòa tan, giúp tiết kiệm nhiều dung môi hữu cơ, giảm đáng kể ô nhiễm không khí và các mối nguy hại cho môi trường, an toàn vệ sinh, tránh nguy cơ cháy nổ tiềm ẩn;
(2) Hiệu suất sơn cao, độ hao sơn nhỏ, hiệu suất sử dụng sơn có thể đạt 90% đến 95%;
(3) Độ dày màng phủ đồng đều, độ bám dính mạnh và chất lượng lớp phủ tốt. Mỗi bộ phận của phôi, chẳng hạn như lớp bên trong, chỗ lõm, mối hàn, v.v., có thể thu được màng phủ đồng nhất và mịn, giúp giải quyết vấn đề của các phương pháp phủ khác đối với phôi có hình dạng phức tạp. Vấn đề vẽ tranh;
(4) Hiệu quả sản xuất cao, việc xây dựng có thể thực hiện sản xuất tự động và liên tục, giúp cải thiện đáng kể hiệu quả lao động;
(5) Thiết bị phức tạp, chi phí đầu tư cao, điện năng tiêu thụ lớn, nhiệt độ sấy và bảo dưỡng cao, quản lý sơn phức tạp, điều kiện thi công nghiêm ngặt và cần xử lý nước thải ;
(6) Chỉ có thể sử dụng sơn hòa tan trong nước và không thể thay đổi màu sắc trong quá trình sơn. Độ ổn định của sơn không dễ kiểm soát sau thời gian dài bảo quản.
(7) Thiết bị phủ điện di phức tạp và hàm lượng công nghệ cao, phù hợp cho việc sản xuất màu cố định.
Hạn chế của sơn điện
(1) Nó chỉ thích hợp cho lớp sơn lót của chất nền dẫn điện như các bộ phận máy móc của kim loại đen và kim loại màu. Các vật không dẫn điện như gỗ, nhựa, vải,… không thể phủ bằng phương pháp này.
(2) Quá trình phủ điện di không phù hợp với các vật thể được phủ gồm nhiều kim loại, nếu đặc tính điện di khác nhau.
(3) Không thể sử dụng quy trình phủ điện di cho các vật thể được phủ không chịu được nhiệt độ cao.
(4) Lớp phủ điện di không thích hợp cho lớp phủ có yêu cầu hạn chế về màu sắc. Lớp phủ điện di có màu sắc khác nhau cần được sơn ở các rãnh khác nhau.
(5) Lớp phủ điện di không được khuyến khích cho sản xuất hàng loạt nhỏ (thời gian đổi mới của bồn tắm là hơn 6 tháng), vì tốc độ đổi mới của bồn tắm quá chậm, nhựa trong bồn tắm bị lão hóa và hàm lượng dung môi thay đổi rất nhiều. Bồn tắm không ổn định.
Các bước sơn điện
(1) Đối với lớp phủ điện di của bề mặt kim loại nói chung, quy trình là: làm sạch trước → tẩy dầu mỡ → rửa nước → loại bỏ rỉ sét → rửa nước → trung hòa → rửa nước → phốt phát → rửa nước → thụ động → sơn điện di → mặt bể Làm sạch → rửa nước siêu lọc → sấy → nhé.
(2) Chất nền và tiền xử lý của vật được phủ có ảnh hưởng lớn đến màng phủ điện di. Vật đúc kim loại thường được loại bỏ bằng cách phun cát hoặc phun bi, sợi bông được sử dụng để loại bỏ bụi nổi trên bề mặt phôi và giấy nhám được sử dụng để loại bỏ các mảnh thép còn sót lại và các mảnh vụn khác trên bề mặt. Bề mặt thép được xử lý bằng chất tẩy dầu mỡ và loại bỏ rỉ sét. Khi yêu cầu bề mặt quá cao, cần phải xử lý bề mặt bằng photphat và thụ động. Các phôi kim loại màu phải được phốt phát trước khi điện di anốt, nếu không khả năng chống ăn mòn của màng sơn sẽ kém. Trong xử lý photphat, màng photphat muối kẽm thường được chọn, có độ dày khoảng 1 đến 2 μm, và màng photphat cần phải có tinh thể mịn và đồng nhất.
(3) Trong hệ thống lọc, quá trình lọc sơ cấp thường được áp dụng và bộ lọc là cấu trúc túi lưới. Sơn điện di được vận chuyển đến bộ lọc thông qua máy bơm trục đứng để lọc. Xét về chu trình thay thế toàn diện và chất lượng của màng sơn thì túi lọc có kích thước lỗ 50μm là tốt nhất. Nó không chỉ có thể đáp ứng các yêu cầu về chất lượng của màng sơn mà còn giải quyết được vấn đề tắc nghẽn túi lọc.
(4) Kích thước của hệ thống tuần hoàn của lớp phủ điện di ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định của bể và chất lượng của màng sơn. Tăng thể tích tuần hoàn làm giảm lượng mưa và bong bóng của chất lỏng tắm; tuy nhiên, tốc độ lão hóa của chất lỏng tắm tăng lên, mức tiêu thụ năng lượng tăng lên và độ ổn định của chất lỏng tắm trở nên kém hơn. Lý tưởng nhất là kiểm soát thời gian chu kỳ của chất lỏng trong bể đến 6-8 lần/h, điều này không chỉ đảm bảo chất lượng của màng sơn mà còn đảm bảo chất lỏng trong bể hoạt động ổn định.
(5) Khi thời gian sản xuất tăng lên, trở kháng của màng ngăn anode sẽ tăng lên và điện áp làm việc hiệu quả sẽ giảm xuống. Vì vậy, trong sản xuất, điện áp hoạt động của nguồn điện cần được tăng dần theo tổn thất điện áp để bù đắp cho sự sụt giảm điện áp của màng ngăn anode.
(6) Hệ thống siêu lọc kiểm soát nồng độ các ion tạp chất do phôi mang lại để đảm bảo chất lượng lớp phủ. Trong quá trình vận hành hệ thống này cần lưu ý khi hệ thống hoạt động phải chạy liên tục, nghiêm cấm chạy ngắt quãng để tránh màng siêu lọc bị khô. Nhựa và bột màu khô bám vào màng siêu lọc và không thể làm sạch hoàn toàn, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng thấm nước và tuổi thọ của màng siêu lọc. Tốc độ nước đầu ra của màng siêu lọc có xu hướng giảm theo thời gian chạy. Nó nên được làm sạch một lần trong 30-40 ngày làm việc liên tục để đảm bảo lượng nước siêu lọc cần thiết cho quá trình lọc và rửa siêu lọc.
(7) Phương pháp phủ điện di phù hợp với quy trình sản xuất của một số lượng lớn dây chuyền lắp ráp. Chu kỳ đổi mới của bể điện di phải trong vòng 3 tháng. Việc quản lý tắm khoa học là vô cùng quan trọng. Các thông số khác nhau của bồn tắm được kiểm tra thường xuyên và bồn tắm được điều chỉnh và thay thế theo kết quả kiểm tra. Thông thường, các thông số của dung dịch tắm được đo ở các tần số sau: giá trị pH, hàm lượng chất rắn và độ dẫn điện của dung dịch điện di, dung dịch siêu lọc và dung dịch làm sạch siêu lọc, dung dịch phân cực anion (cực dương), lotion tuần hoàn và dung dịch làm sạch khử ion một lần. một ngày; Tỷ lệ cơ bản, hàm lượng dung môi hữu cơ và thử nghiệm trong bể nhỏ trong phòng thí nghiệm hai lần một tuần.
(8) Để quản lý chất lượng màng sơn, cần kiểm tra độ đồng đều và độ dày của màng sơn thường xuyên, bề ngoài không được có lỗ kim, võng, bong tróc, nhăn nheo, v.v. Thường xuyên kiểm tra lý hóa các chỉ số như độ bám dính và khả năng chống ăn mòn của màng phủ. Chu kỳ kiểm tra tuân theo tiêu chuẩn kiểm tra của nhà sản xuất và nói chung mỗi lô cần được kiểm tra.
Xử lý bề mặt trước khi điện di
Việc xử lý bề mặt phôi trước khi phủ là một phần quan trọng của lớp phủ điện di, chủ yếu liên quan đến tẩy dầu mỡ, loại bỏ rỉ sét, điều hòa bề mặt, phốt phát và các quá trình khác. Chất lượng xử lý không chỉ ảnh hưởng đến hình thức bên ngoài của màng, làm giảm hiệu quả chống ăn mòn mà còn phá hủy tính ổn định của dung dịch sơn. Vì vậy, bề mặt phôi trước khi sơn phải không có vết dầu, vết rỉ sét, không có hóa chất tiền xử lý và lắng đọng phosphat, v.v., màng phosphat có tinh thể dày đặc và đồng nhất. Về các quy trình tiền xử lý khác nhau, chúng tôi sẽ không thảo luận riêng lẻ mà chỉ đưa ra một số điểm cần chú ý:
1) Nếu chất tẩy dầu mỡ và rỉ sét không được làm sạch, nó không chỉ ảnh hưởng đến sự hình thành màng photphat mà còn ảnh hưởng đến lực liên kết, hiệu suất trang trí và khả năng chống ăn mòn của lớp phủ. Màng sơn dễ bị co ngót, lỗ kim.
2) Phốt phát: Mục đích là cải thiện khả năng bám dính và chống ăn mòn của màng điện di. Vai trò của nó như sau:
(1) Do tác dụng vật lý và hóa học, độ bám dính của màng phủ hữu cơ với nền được tăng cường.
(2) Màng photphat biến bề mặt kim loại từ dây dẫn tốt sang dây dẫn kém, từ đó ức chế sự hình thành pin siêu nhỏ trên bề mặt kim loại, ngăn chặn hiệu quả sự ăn mòn của lớp phủ và tăng khả năng chống ăn mòn và khả năng chống nước của lớp phủ. Ngoài ra, chỉ trên cơ sở chạm đáy và tẩy dầu mỡ kỹ lưỡng, mới có thể tạo thành một màng phosphat đạt yêu cầu trên bề mặt sạch sẽ, đồng đều và không có dầu mỡ. Từ khía cạnh này, bản thân màng photphat là công cụ tự kiểm tra trực quan và đáng tin cậy nhất về tác động của quá trình tiền xử lý.
3) Giặt: Chất lượng giặt ở từng giai đoạn tiền xử lý sẽ ảnh hưởng lớn đến chất lượng của toàn bộ quá trình tiền xử lý và màng sơn. Lần làm sạch bằng nước khử ion cuối cùng trước khi sơn, đảm bảo độ dẫn nhỏ giọt của vật được phủ không lớn hơn 30μs/cm. Việc vệ sinh không sạch, chẳng hạn như phôi:
(1) Axit dư, chất lỏng hóa học photphat, nhựa kết tụ trong chất lỏng sơn và suy giảm độ ổn định;
(2) Chất lạ còn sót lại (vết dầu, bụi), lỗ co ngót, hạt và các khuyết tật khác trên màng sơn;
(3) Các chất điện giải và muối còn sót lại sẽ làm phản ứng điện phân trở nên trầm trọng hơn, gây ra các lỗ kim và các bệnh tật khác.
Thời gian đăng: 17-04-2021