Sơn điện công nghiệp là một phương pháp xử lý bề mặt được sử dụng rộng rãi để bảo vệđúc kim loạivà các sản phẩm gia công CNC từ ăn mòn với độ hoàn thiện đẹp.Nhiều khách hàng đặt câu hỏi về xử lý bề mặt của vật đúc kim loại vàcác bộ phận được gia công chính xác.Bài viết này sẽ tập trung vào quá trình phủ điện di.Hi vọng nó sẽ hữu ích với tất cả các đối tác.
Sơn điện là một phương pháp phủ trong đó các hạt như bột 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 đã được phát triển và được ứng dụng công nghiệp sau năm 1963. Lớp phủ điện di là quy trình xây dựng thực tế nhất cho các lớp phủ gốc nước.Lớp phủ điện di có các đặc tính hòa tan trong nước, không độc hại và dễ dàng điều khiển tự động.Bởi vì nó thích hợp để xử lý bề mặt của phôi dẫn điện (đúc kim loại, các bộ phận gia công, rèn, các bộ phận kim loại tấm và các bộ phận hàn, v.v.), quá 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 các thiết bị gia dụng.
Nguyên tắc
Nhựa chứa trong lớp phủ điện cực catốt có các nhóm cơ bản, chúng tạo thành muối sau khi trung hòa axit và hòa tan trong nước.Sau khi cho dòng điện một chiều chạy qua, các ion âm gốc axit di chuyển đến cực dương, còn các ion nhựa và các hạt sắc tố được bao bọc bởi chúng di chuyển đến cực âm với các điện tích dương và được lắng đọng trên cực âm.Đây là nguyên lý cơ bản của lớp phủ điện di (thường được gọi là lớp mạ).Sơn phủ điện di là một phản ứng điện hóa rất phức tạp, ít nhất xảy ra đồng thời 4 tác động của điện di, điện lắng, điện phân và nhiễm điện.
Điện di
Sau khi cực dương và cực âm trong dung dịch keo được bật điện, các hạt keo chuyển động về phía cực âm (hoặc cực dương) dưới tác dụng của điện trường, quá trình này được gọi là hiện tượng điện di.Chất trong dung dịch keo không phải ở trạng thái phân tử và ion mà là chất tan phân tán trong chất lỏng.Chất có kích thước lớn và không kết tủa sẽ chuyển sang trạng thái phân tán.
Mạ điện
Hiện tượng kết tủa rắn từ chất lỏng được gọi là kết tụ (kết tụ, lắng đọng), thường được tạo ra khi làm lạnh hoặc cô đặc dung dịch, và lớp phủ điện di dựa vào điện.Trong lớp phủ điện di catốt, các hạt mang điện tích dương tập hợp trên catốt, và các hạt mang điện âm (tức là các ion) tập hợp trên anốt.Khi các hạt keo tích điện dương (nhựa và bột màu) đến cực âm (chất nền) Sau diện tích bề mặt (lớp phân cách có tính kiềm cao), các điện tử thu được và phản ứng với các ion hydroxit để trở thành chất không tan trong nước, được lắng đọng trên cực âm ( phôi sơn).
Điện phân
Trong dung dịch có tính dẫn điện ion, cực dương và cực âm được nối với dòng điện một chiều, anion bị hút vào cực dương và các cation bị hút vào cực âm, và phản ứng hóa học xảy ra.Cực dương tạo ra sự hòa tan kim loại và sự oxi hóa điện phân tạo ra khí oxi, clo,… Cực dương là điện cực có thể tạo ra phản ứng oxi hóa.Kim loại bị kết tủa ở cực âm và H + bị điện phân thành hiđro.
Nhiễm điện
Sau khi hai đầu (cực âm và cực dương) của các dung dịch có nồng độ khác nhau ngăn cách nhau bằng màng bán thấm được đóng điện, hiện tượng dung dịch có nồng độ thấp chuyển sang phía có nồng độ cao được gọi là hiện tượng nhiễm điện.Màng phủ vừa lắng đọng trên bề mặt vật cần tráng là màng bán thấm.Dưới tác dụng liên tục của điện trường, nước có trong màng bôi trơn thẩm tách ra khỏi màng và chuyển sang bể để khử nước trong màng.Đây là hiện tượng nhiễm điện.Quá trình thẩm thấu điện biến màng phủ ưa nước thành màng phủ kỵ nước, và sự mất nước làm cho màng phủ trở nên dày đặc.Sơn ướt sau khi bơi sơn tĩnh điện thẩm thấu điện tốt có thể sờ vào và không bị dính.Bạn có thể rửa sạch dung dịch tắm dính trên màng sơn ướt bằng nước.
Đặc điểm của sơn điện
Màng sơn điện di có ưu điểm là đầy, đồng nhất, phẳng và 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 sơn phủ khác.
(1) Sơn hòa tan trong nước được sử dụng, nước được sử dụng làm môi trường hòa tan, giúp tiết kiệm nhiều dung môi hữu cơ, giảm thiểu ô nhiễm không khí và các hiểm họa môi trường, an toàn và vệ sinh, tránh được nguy cơ cháy nổ;
(2) Hiệu quả sơn cao, lượng sơn hao hụt nhỏ, tỷ lệ sử dụng sơn có thể đạt từ 90% đến 95%;
(3) Độ dày màng sơn đồng đều, độ bám dính cao và chất lượng sơn phủ tốt.Mỗi phần của phôi, chẳng hạn như lớp bên trong, chỗ lõm, mối hàn, v.v., có thể thu được màng phủ đồng nhất và mịn, giải quyết được vấn đề của các phương pháp phủ khác đối với phôi có hình dạng phức tạp.Vấn đề sơn;
(4) Hiệu quả sản xuất cao và 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, tiêu thụ điện năng lớn, nhiệt độ sấy và đóng rắn cao, công tác quản lý sơn và sơn phức tạp, điều kiện thi công nghiêm ngặt, yêu cầu xử lý nước thải. ;
(6) Chỉ được sử dụng sơn hòa tan trong nước, không được thay đổi màu trong quá trình sơn phủ.Độ ổn định của sơn không dễ kiểm soát sau khi bảo quản trong thời gian dài.
(7) Thiết bị phủ điện di phức tạp, hàm lượng công nghệ cao, thích hợp để sản xuất màu cố định.
Hạn chế của sơn điện
(1) Nó chỉ thích hợp để sơn lót cho các chất nền dẫn điện như các bộ phận máy móc bằng kim loại đen và kim loại màu.Các vật không dẫn điện như gỗ, nhựa, vải, vv không thể được phủ bằng phương pháp này.
(2) Quá trình phủ điện di không phù hợp với các vật được phủ bao gồm nhiều kim loại, nếu các đặc tính điện di khác nhau.
(3) Không thể sử dụng quy trình phủ điện di cho các vật 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 theo các rãnh khác nhau.
(5) Lớp phủ điện di không được khuyến khích cho sản xuất hàng loạt nhỏ (thời gian thay mới của bể là hơn 6 tháng), vì tốc độ thay mới của bể quá chậm, nhựa trong bể 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 các bề mặt kim loại nói chung, quy trình là: làm sạch sơ bộ → tẩy dầu mỡ → rửa nước → tẩy rỉ → rửa nước → trung hòa → rửa nước → phốt phát hóa → rửa nước → thụ động hóa → sơn phủ điện → làm sạch đầu bể → rửa nước siêu lọc → làm khô → ngoại tuyến.
(2) Chất nền và tiền xử lý của đối tượng được phủ có ảnh hưởng lớn đến màng phủ điện di.Các vật đúc kim loại thường được làm chắc chắn bằng cách phun cát hoặc phun bắn, sợi bông được sử dụng để loại bỏ bụi nổi trên bề mặt của phôi và giấy nhám được sử dụng để loại bỏ các mũi thép còn sót lại và các mảnh vụn khác trên bề mặt.Bề mặt thép được xử lý tẩy dầu mỡ và tẩy gỉ.Khi yêu cầu bề mặt quá cao, cần phải xử lý bề mặt bằng phốt phát hóa và thụ động hóa.Phôi kim loại đen phải được phosphat hóa trước khi điện di anốt, nếu không khả năng chống ăn mòn của màng sơn sẽ kém.Trong xử lý photphat, màng photphat hóa muối kẽm thường được lựa chọn, với độ dày khoảng 1 đến 2 μm, và màng photphat được yêu cầu phải có các tinh thể mịn và đồng nhất.
(3) Trong hệ thống lọc, bộ lọc sơ cấp thường được sử dụng và bộ lọc là một cấu trúc túi lưới.Sơn điện di được vận chuyển đến bộ lọc thông qua một máy bơm trục đứng để lọc.Xét về chu kỳ thay thế toàn diện và chất lượng của màng sơn, 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 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 kết tủa và bong bóng của chất lỏng tắm;tuy nhiên, sự lão hóa của chất lỏng tắm tăng tốc, 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 bồn chứa thành 6-8 lần / h, điều này không chỉ đảm bảo chất lượng của màng sơn mà còn đảm bảo sự hoạt động ổn định của chất lỏng trong bồn chứa.
(5) Khi thời gian sản xuất tăng lên, trở kháng của màng ngăn anốt sẽ tăng lên và điện áp làm việc hiệu dụng sẽ giảm xuống.Vì vậy, trong sản xuất, điện áp vận hành của bộ nguồn cần được tăng dần theo tổn thất điện áp để bù cho điện áp rơi của màng ngăn anôt.
(6) Hệ thống siêu lọc kiểm soát nồng độ của các ion tạp chất do phôi mang lại để đảm bảo chất lượng của lớp phủ.Trong quá trình vận hành hệ thống này cần lưu ý khi hệ thống đã hoạt động nên chạy liên tục và tuyệt đối không được chạy gián đoạn để tránh làm khô màng siêu lọc.Nhựa khô và sắc tố bám dính vào màng siêu lọc và không thể được làm sạch triệt để, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng thấm nước và tuổi thọ của màng siêu lọc.Tỷ lệ nước đầu ra của màng siêu lọc cho thấy xu hướng giảm dần theo thời gian chạy.Nó nên được làm sạch một lần trong 30-40 ngày làm việc liên tục để đảm bảo nước siêu lọc cần thiết cho quá trình rửa và rửa siêu lọc.
(7) Phương pháp phủ điện di phù hợp với quy trình sản xuất của một số lượng lớn các dây chuyền lắp ráp.Chu kỳ thay mới của bể điện di phải trong vòng 3 tháng.Việc quản lý nhà tắm một cách 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 tùy theo kết quả thử nghiệm.Nói chung, các thông số của dung dịch tắm được đo ở 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 kiểm tra bể nhỏ trong phòng thí nghiệm hai lần một tuần.
(8) Để quản lý chất lượng màng sơn, cần thường xuyên kiểm tra độ đồng đều và độ dày của màng sơn, bề ngoài không được có vết sần sùi, chảy xệ, sần vỏ cam, nhăn nheo ... Thường xuyên kiểm tra lý hóa. các chỉ số như độ bám dính và khả năng chống ăn mòn của màng sơn.Chu kỳ kiểm tra phù hợp với 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
Xử lý bề mặt của phôi trước khi sơn phủ là một phần quan trọng của lớp phủ điện di, chủ yếu liên quan đến tẩy dầu mỡ, tẩy rỉ, điều hòa bề mặt, phốt phát hóa và các quá trình khác.Chất lượng của quá trình xử lý không chỉ ảnh hưởng đến sự xuất hiện của màng, làm giảm hiệu suất chống ăn mòn mà còn phá hủy tính ổn định của dung dịch sơn.Do đó, đối với bề mặt phôi trước khi sơn phải không có vết dầu, vết rỉ sét, không dùng hóa chất tiền xử lý và lắng cặn photphat,… và màng photphat có các 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 lưu ý:
1) Nếu quá trình tẩy dầu mỡ và rỉ sét không sạch, nó sẽ không chỉ ảnh hưởng đến sự hình thành của màng phốt phát hóa, 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 và bị 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 các tác động vật lý và hóa học, độ bám dính của màng phủ hữu cơ với bề mặt được tăng cường.
(2) Màng phốt phát hóa biến bề mặt kim loại từ chất dẫn điện tốt thành chất dẫn điện kém, do đó ức chế sự hình thành các vi pin trên bề mặt kim loại, ngăn chặn hiệu quả sự ăn mòn của lớp phủ, đồng thời tăng khả năng chống ăn mòn và chống nước của lớp áo.Ngoài ra, chỉ trên cơ sở tẩy đáy và tẩy dầu mỡ kỹ lưỡng, một lớp màng phốt phát hóa đạt yêu cầu mới có thể được hình thành trên bề mặt sạch, đồng nhất và không có dầu mỡ.Từ khía cạnh này, bản thân màng phốt phát là công cụ tự kiểm tra trực quan và đáng tin cậy nhất về hiệu quả của quá trình tiền xử lý.
3) Rửa: Chất lượng rửa ở mỗi giai đoạn tiền xử lý sẽ có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của toàn bộ tiền xử lý và màng sơn.Làm sạch nước khử ion cuối cùng trước khi sơn, đảm bảo rằng độ dẫn điện nhỏ giọt của vật được phủ không lớn hơn 30μs / cm.Vệ sinh không sạch, chẳng hạn như phôi:
(1) Axit dư, chất lỏng hóa học phốt phát hóa, keo tụ nhựa trong chất lỏng sơn, và sự suy giảm độ ổn định;
(2) Các chất lạ còn sót lại (vết dầu, bụi), các lỗ co ngót, các hạt và các khuyết tật khác trong màng sơn;
(3) Các chất điện phân và muối còn dư dẫn đến phản ứng điện phân trở nên trầm trọng hơn và tạo ra các lỗ kim và các dị tật khác.
Thời gian đăng bài: Tháng Tư-17-2021