El electrorrevestimiento industrial es un tratamiento superficial muy utilizado para proteger lafundiciones de metaly productos de mecanizado CNC de la corrosión con buen acabado.Muchos clientes hacen preguntas sobre el tratamiento superficial de piezas fundidas de metal ypiezas mecanizadas de precisión.Este artículo se centrará en el proceso de recubrimiento electroforético.Espero que sea útil para todos los socios.
El electrorrecubrimiento es un método de recubrimiento en el que partículas como pigmentos y resinas suspendidas en la solución electroforética se orientan para migrar y depositarse en la superficie de uno de los electrodos mediante el uso de un campo eléctrico externo.El principio del recubrimiento electroforético se inventó a fines de la década de 1930, pero esta tecnología se desarrolló y obtuvo aplicación industrial después de 1963. El recubrimiento electroforético es el proceso de construcción más práctico para los recubrimientos a base de agua.El recubrimiento electroforético tiene las características de solubilidad en agua, no toxicidad y fácil control automático.Debido a que es adecuado para el tratamiento de superficies de piezas de trabajo conductoras (fundiciones de metal, piezas mecanizadas, piezas forjadas, piezas de chapa y piezas de soldadura, etc.), el proceso de recubrimiento electroforético se ha utilizado rápidamente en industrias como la de automóviles, materiales de construcción, ferretería. y electrodomésticos.
Principios
La resina contenida en el recubrimiento electroforético catódico tiene grupos básicos, que forman una sal después de la neutralización ácida y se disuelven en agua.Después de aplicar la corriente continua, los iones negativos de radicales ácidos se mueven hacia el ánodo, y los iones de resina y las partículas de pigmento envueltas por ellos se mueven hacia el cátodo con cargas positivas y se depositan en el cátodo.Este es el principio básico del recubrimiento electroforético (comúnmente conocido como recubrimiento).El recubrimiento por electroforesis es una reacción electroquímica muy compleja, al menos cuatro efectos de electroforesis, electrodeposición, electrólisis y electroósmosis ocurren simultáneamente.
electroforesis
Después de encender el ánodo y el cátodo en la solución coloidal, las partículas coloidales se mueven hacia el lado del cátodo (o ánodo) bajo la acción del campo eléctrico, lo que se denomina electroforesis.La sustancia en la solución coloidal no está en estado de moléculas e iones, sino el soluto disperso en el líquido.La sustancia es grande y no precipitará en un estado disperso.
Electrodeposición
El fenómeno de la precipitación sólida del líquido se denomina aglomeración (aglomeración, deposición), que generalmente se produce al enfriar o concentrar la solución, y el recubrimiento electroforético depende de la electricidad.En el recubrimiento electroforético catódico, las partículas con carga positiva se agregan en el cátodo y las partículas con carga negativa (es decir, iones) se agregan en el ánodo.Cuando las partículas coloidales cargadas positivamente (resina y pigmento) llegan al cátodo (sustrato) Después del área superficial (capa de interfaz altamente alcalina), se obtienen electrones y reaccionan con iones de hidróxido para convertirse en sustancias insolubles en agua, que se depositan en el cátodo ( pieza de trabajo pintada).
Electrólisis
En una solución con conductividad iónica, el ánodo y el cátodo están conectados a la corriente continua, los aniones son atraídos por el ánodo y los cationes son atraídos por el cátodo y se produce una reacción química.El ánodo produce disolución del metal y oxidación electrolítica para producir oxígeno, cloro, etc. El ánodo es un electrodo que puede producir una reacción de oxidación.El metal se precipita en el cátodo y el H+ se reduce electrolíticamente a hidrógeno.
Electroósmosis
Después de energizar los dos extremos (cátodo y ánodo) de las soluciones con diferentes concentraciones separadas por una membrana semipermeable, el fenómeno de que la solución de baja concentración se mueve hacia el lado de alta concentración se denomina electroósmosis.La película de revestimiento que acaba de depositarse sobre la superficie del objeto revestido es una película semipermeable.Bajo la acción continua del campo eléctrico, el agua contenida en la diálisis de la película de untar sale de la película y se traslada al baño para deshidratar la película.Esto es electroósmosis.La electroósmosis convierte la película de recubrimiento hidrófila en una película de recubrimiento hidrófoba, y la deshidratación hace que la película de recubrimiento sea densa.La pintura húmeda después de nadar con una buena pintura electroforética de electroósmosis se puede tocar y no pegajosa.Puede enjuagar el líquido de baño adherido a la película de pintura húmeda con agua.
Características del electrorrevestimiento
La película de pintura electroforética tiene las ventajas de plenitud, uniformidad, planitud y recubrimiento suave.La dureza, la adhesión, la resistencia a la corrosión, el rendimiento de impacto y la permeabilidad de la película de pintura electroforética son significativamente mejores que otros procesos de recubrimiento.
(1) Se usa pintura soluble en agua, se usa agua como medio de disolución, lo que ahorra una gran cantidad de solventes orgánicos, reduce en gran medida la contaminación del aire y los peligros ambientales, es segura e higiénica y evita el peligro oculto de incendio;
(2) La eficiencia de la pintura es alta, la pérdida de pintura es pequeña y la tasa de utilización de la pintura puede alcanzar el 90% al 95%;
(3) El espesor de la película de recubrimiento es uniforme, la adherencia es fuerte y la calidad del recubrimiento es buena.Cada parte de la pieza de trabajo, como la capa interna, las depresiones, las soldaduras, etc., puede obtener una película de recubrimiento uniforme y suave, lo que resuelve el problema de otros métodos de recubrimiento para piezas de trabajo de formas complejas.El problema de la pintura;
(4) La eficiencia de producción es alta y la construcción puede realizar una producción automática y continua, lo que mejora en gran medida la eficiencia laboral;
(5) El equipo es complejo, el costo de inversión es alto, el consumo de energía es grande, la temperatura requerida para el secado y el curado es alta, el manejo de la pintura y la pintura es complicado, las condiciones de construcción son estrictas y se requiere tratamiento de aguas residuales ;
(6) Solo se puede usar pintura soluble en agua y el color no se puede cambiar durante el proceso de recubrimiento.La estabilidad de la pintura no es fácil de controlar después de un almacenamiento prolongado.
(7) El equipo de recubrimiento electroforético es complicado y el contenido tecnológico es alto, lo cual es adecuado para la producción de color fijo.
Limitaciones del electrorrevestimiento
(1) Solo es adecuado para el revestimiento de imprimación de sustratos conductores, como piezas de maquinaria de metales ferrosos y metales no ferrosos.Los objetos no conductores como madera, plástico, tela, etc. no se pueden recubrir con este método.
(2) El proceso de recubrimiento electroforético no es adecuado para los objetos recubiertos compuestos de múltiples metales, si las características de la electroforesis son diferentes.
(3) El proceso de recubrimiento electroforético no se puede utilizar para los objetos recubiertos que no pueden soportar altas temperaturas.
(4) El recubrimiento electroforético no es adecuado para recubrimientos con requisitos de color limitados.El recubrimiento electroforético de diferentes colores debe pintarse en diferentes ranuras.
(5) No se recomienda el recubrimiento electroforético para la producción de lotes pequeños (el período de renovación del baño es de más de 6 meses), porque la velocidad de renovación del baño es demasiado lenta, la resina en el baño está envejeciendo y el contenido de solvente cambia muy.El baño es inestable.
Pasos de electrorrevestimiento
(1) Para el recubrimiento electroforético de superficies metálicas generales, el flujo del proceso es: limpieza previa → desengrasado → lavado con agua → eliminación de óxido → lavado con agua → neutralización → lavado con agua → fosfatado → lavado con agua → pasivación → recubrimiento electroforético → limpieza de la parte superior del tanque → lavado de agua de ultrafiltración → secado → fuera de línea.
(2) El sustrato y el pretratamiento del objeto revestido tienen una gran influencia en la película de revestimiento electroforético.Las fundiciones de metal generalmente se eliminan con chorro de arena o granallado, se usa hilo de algodón para eliminar el polvo flotante en la superficie de la pieza de trabajo y se usa papel de lija para eliminar los residuos de perdigones de acero y otros desechos en la superficie.La superficie de acero se trata con desengrasado y eliminación de óxido.Cuando los requisitos superficiales son demasiado altos, se requieren tratamientos superficiales de fosfatación y pasivación.Las piezas de metal ferroso deben fosfatarse antes de la electroforesis anódica, de lo contrario, la resistencia a la corrosión de la película de pintura será deficiente.En el tratamiento de fosfatación, generalmente se selecciona una película de fosfatación de sal de zinc, con un espesor de aproximadamente 1 a 2 µm, y se requiere que la película de fosfato tenga cristales finos y uniformes.
(3) En el sistema de filtración, generalmente se adopta la filtración primaria y el filtro es una estructura de bolsa de malla.La pintura electroforética se transporta al filtro a través de una bomba vertical para la filtración.Teniendo en cuenta el ciclo completo de sustitución y la calidad de la película de pintura, la bolsa de filtro con un tamaño de poro de 50 μm es la mejor.No solo puede cumplir con los requisitos de calidad de la película de pintura, sino que también resuelve el problema de la obstrucción de la bolsa de filtro.
(4) El tamaño del sistema de circulación del recubrimiento electroforético afecta directamente la estabilidad del baño y la calidad de la película de pintura.El aumento del volumen de circulación reduce la precipitación y las burbujas del líquido del baño;sin embargo, el envejecimiento del líquido del baño se acelera, el consumo de energía aumenta y la estabilidad del líquido del baño empeora.Es ideal para controlar los tiempos de ciclo del líquido del tanque de 6 a 8 veces por hora, lo que no solo garantiza la calidad de la película de pintura, sino que también asegura el funcionamiento estable del líquido del tanque.
(5) A medida que aumenta el tiempo de producción, la impedancia del diafragma del ánodo aumentará y el voltaje de trabajo efectivo disminuirá.Por lo tanto, en producción, el voltaje de funcionamiento de la fuente de alimentación debe aumentarse gradualmente de acuerdo con la pérdida de voltaje para compensar la caída de voltaje del diafragma del ánodo.
(6) El sistema de ultrafiltración controla la concentración de iones de impurezas aportados por la pieza de trabajo para garantizar la calidad del recubrimiento.En el funcionamiento de este sistema, cabe señalar que una vez que el sistema está en funcionamiento, debe funcionar de forma continua y está estrictamente prohibido el funcionamiento intermitente para evitar que la membrana de ultrafiltración se seque.La resina seca y el pigmento se adhieren a la membrana de ultrafiltración y no se pueden limpiar a fondo, lo que afectará gravemente la permeabilidad al agua y la vida útil de la membrana de ultrafiltración.La tasa de salida de agua de la membrana de ultrafiltración muestra una tendencia descendente con el tiempo de funcionamiento.Debe limpiarse una vez durante 30-40 días de trabajo continuo para garantizar el agua de ultrafiltración requerida para la lixiviación y el lavado de ultrafiltración.
(7) El método de recubrimiento electroforético es adecuado para el proceso de producción de una gran cantidad de líneas de montaje.El ciclo de renovación del baño de electroforesis debe ser de 3 meses.La gestión científica del baño es extremadamente importante.Varios parámetros del baño se prueban regularmente y el baño se ajusta y reemplaza de acuerdo con los resultados de la prueba.En general, los parámetros de la solución de baño se miden con la siguiente frecuencia: el valor de pH, el contenido sólido y la conductividad de la solución de electroforesis, la solución de ultrafiltración y la solución de limpieza de ultrafiltración, la solución polar de anión (ánodo), la loción circulante y la solución de limpieza de desionización una vez. un día;Proporción base, contenido de solvente orgánico y prueba de tanque pequeño de laboratorio dos veces por semana.
(8) Para la gestión de la calidad de la película de pintura, la uniformidad y el grosor de la película de pintura deben verificarse con frecuencia, y la apariencia no debe tener orificios, flacidez, piel de naranja, arrugas, etc. Verifique regularmente la físico y química indicadores tales como la adherencia y la resistencia a la corrosión de la película de recubrimiento.El ciclo de inspección está de acuerdo con los estándares de inspección del fabricante y, en general, cada lote debe inspeccionarse.
Tratamiento de superficie antes de la electroforesis
El tratamiento de la superficie de la pieza de trabajo antes del recubrimiento es una parte importante del recubrimiento electroforético, que incluye principalmente el desengrasado, la eliminación de óxido, el acondicionamiento de la superficie, el fosfatado y otros procesos.La calidad de su tratamiento no solo afecta la apariencia de la película, reduce el rendimiento anticorrosivo, sino que también destruye la estabilidad de la solución de pintura.Por lo tanto, para la superficie de la pieza de trabajo antes de pintar, se requiere que esté libre de manchas de aceite, marcas de óxido, productos químicos de pretratamiento y sedimentación de fosfatado, etc., y la película de fosfatado tiene cristales densos y uniformes.En cuanto a los diversos procesos de pretratamiento, no los discutiremos individualmente, sino que solo presentaremos algunos puntos de atención:
1) Si el desengrasado y el óxido no están limpios, no solo afectará la formación de una película de fosfatado, sino que también afectará la fuerza de unión, el rendimiento decorativo y la resistencia a la corrosión del recubrimiento.La película de pintura es propensa a encogerse y perforarse.
2) Fosfatado: El propósito es mejorar la adherencia y la capacidad anticorrosión de la película electroforética.Su función es la siguiente:
(1) Debido a los efectos físicos y químicos, se mejora la adhesión de la película de recubrimiento orgánico al sustrato.
(2) La película de fosfatación convierte la superficie del metal de un buen conductor a un mal conductor, lo que inhibe la formación de microbaterías en la superficie del metal, previene efectivamente la corrosión del recubrimiento y aumenta la resistencia a la corrosión y al agua del revestimiento.Además, solo sobre la base de un fondo y un desengrasado minuciosos, se puede formar una película de fosfatado satisfactoria sobre una superficie limpia, uniforme y libre de grasa.Desde este aspecto, la propia película de fosfatación es la autocomprobación más intuitiva y fiable del efecto del proceso de pretratamiento.
3) Lavado: La calidad del lavado en cada etapa del pretratamiento tendrá una gran influencia en la calidad de todo el pretratamiento y la película de pintura.La última limpieza con agua desionizada antes de pintar, asegúrese de que la conductividad de goteo del objeto recubierto no supere los 30 μs/cm.La limpieza no está limpia, como la pieza de trabajo:
(1) Ácido residual, líquido químico de fosfatación, floculación de resina en líquido de pintura y deterioro de la estabilidad;
(2) materias extrañas residuales (manchas de aceite, polvo), agujeros de contracción, partículas y otros defectos en la película de pintura;
(3) Los electrolitos y sales residuales conducen al agravamiento de la reacción de electrólisis y producen pequeños agujeros y otras enfermedades.
Hora de publicación: 17-abr-2021