电泳涂装工艺设计过程

电泳涂装工艺过程电泳涂装基本原理所谓电泳涂装，是将被涂物浸渍在水溶性涂料中作为阳极（阳极电泳），另设一与其相对应的阴极，在两极间通直流电，靠电流所产生的物理化学作用，使涂料均匀涂在被涂物上的一种涂装技术。电泳涂装必须使用电泳漆，电泳漆普通又称水溶性涂料，电泳漆与蒸馏水必须按一定比例进行稀释，才干使用。电泳涂装普通涉及四个同时进行的过程：1、电泳：在直流电场的作用下，正，负带电胶体粒子向负，正方向运动，也称泳动。2、电解：电极上分别进行着氧化还原反映，反而在电极上形成氧化与还原现象。3、电沉积：由于电泳作用，移至阳极附近的带电胶体粒子在模板表体放出电子，而呈不溶状态沉积，析出的现象，此时漆膜形成。4、电渗：在电场作用下，固相不动，而液相移动的现象。电渗作用使漆膜内所含水份逐步被排到涂膜外，最后形成几乎连电流也通但是去，含水率极低，电阻相称高的致密漆膜。5、灰色环氧电泳漆为例：该电泳漆系改性环氧树脂，丁醇，乙醇胺，滑石粉，钛白粉、炭黑、高岭土的物质构成，电泳漆与蒸馏水混合后，在直流电场的作用下，即分离成带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子，并进行一系列复杂的物理化学胶体化学，电化学变化过程。电泳涂装的办法及技巧（1）普通金属表面的电泳涂装，其工艺流程为：预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。（2）被涂物的底材及前解决对电泳涂膜有极大影响。铸件普通采用喷砂或喷丸进行除锈，用棉纱去除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸去除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈解决，对表面规定过高时，进行磷化和钝化表面解决。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化解决，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化解决时，普通选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，规定磷化膜结晶细而均匀。（3）在过滤系统中，普通采用一级过滤，过滤器为网袋式构造，孔径为25～75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑，孔径50μm的过滤袋最佳，它不仅能满足漆膜的质量规定，并且解决了过滤袋的堵塞问题。（4）电泳涂装的循环系统循环量的大小，直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量，槽液的沉淀和气泡减少；但槽液老化加紧，能源消耗增加，槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6～8次/h较为抱负，不仅确保漆膜质量，并且确保槽液的稳定运行。（5）随着生产时间的延长，阳极隔阂的阻抗会增加，有效的工作电压下降。因此，生产中应根据电压的损失状况，逐步调高电源的工作电压，以赔偿阳极隔阂的电压降。（6）超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度，确保涂装质量。在此系统的运行中应注意，系统一经运行后应持续运行，严禁间断运行，以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上，无法彻底清洗，将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势，持续工作30～40天应清洗一次，以确保超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。（7）电泳涂装法合用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一种年产30万份钢圈的电泳生产线为例，对槽液的科学管理极为重要，对槽液的多个参数定时进行检测，并根据检测成果对槽液进行调节和更换。普通按以下频率测量槽液的参数：电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴（阳）极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率每天一次；颜基比、有机溶剂含量、实验室小槽实验每七天2次。（8）对漆膜质量的管理，应经常检查涂膜的均一性和膜厚，外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象，定时检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检查周期按生产厂家的检查原则，普通每个批次都需检测。电泳涂装及水性漆的运用，标志着涂装工业的一项重大进步。电泳涂装施工速度快，可实现机械化和自动化持续作业，减轻劳动强度，漆膜均匀，附着力强，对普通涂装办法不易涂到或涂不好的部位，如前所述的筋板焊缝等处都能获得均匀平整，光滑的漆膜。涂料运用率高达90%-95%，由于电泳涂料是以水作为溶剂的，含有不燃性，无毒、操作方便等优点。电泳后通过烘干的漆膜，含有优良的附着力，它的防锈性耐腐蚀性，耐候性等性能均优于普通油漆及普通的施工办法。前解决生产线的工艺控制要素建立涂装前解决生产线，先要完毕工艺设计，然后才干进行非标设备的设计、制造和安装。因此工艺设计是建立生产线的基础，对的、合理的路线对生产操作及产品质量将会产生良好的影响。工艺设计的内容重要涉及：解决办法，解决时间，工艺流程等。1解决方式工件解决方式，是指工件以何种方式与槽液接触达成化学预解决之目的，涉及全浸泡式、全喷淋式、喷淋浸泡组合式、刷涂式等。它重要取决于工件的几何尺寸及形状、场地面积、投资规模、生产量等因素的影响。例如几何尺寸复杂的工件，不适合于喷淋方式；油箱、油桶类工件在液体中不易沉入，因而不适合于浸泡方式。1.1全浸泡方式将工件完全浸泡在槽液中，待解决一段时间后取出，完毕除油或除锈磷化等目的的一种常见解决方式，工件的几何形状繁简各异，只要液体能够达成的地方，都能实现解决目的，这是浸泡方式的独特优点，是喷淋、刷涂所不能比拟的。其局限性之处，是没有机械冲刷的辅助使用，因此解决速度相对较慢，解决时间较长，特别是象持续悬挂输送工件时，除工件在槽内运行时间外，尚有工件上下坡时间，因而使设备增加，场地面积和投资增大。仅对磷化而言，现在国外比较趋向于采用全浸泡方式，据称全浸泡磷化易形成含铁量较高的颗粒状结晶磷化膜，与阴极电泳含有好的配套性。1.2全喷淋方式用泵将液体加压，并以0.1～0.2Mpa的压力使液体形成雾状，喷射在工件上达成解决效果。由于喷淋时有机械冲刷和液体更新使用，因此解决速度加紧、时间缩短。生产线长度缩短，对应节首了场地、设备、局限性之处是，几何形状较复杂的工件，像内腔、拐角处等液体不易达成，解决效果不好，因此只适合于解决几何形状简朴的工件。喷淋方式也不太适合于酸洗除锈，它会带来设备腐蚀、工序间生锈等一系列问题，因此在选择喷淋酸洗时必须十分谨慎。据报道，全喷淋磷化易形成结晶枝状粗大、含铁量较低的磷化膜，国外不倡导作为阴极电泳漆前打底的前解决。全喷淋方式重要应用于家用电器、零部件类的粉末涂装、静电涂漆、阳极电泳等。1.3喷淋-浸泡结合式喷淋-浸泡结合式，普通是在某道工序时，工件先是喷淋，然后入槽浸泡，出槽后再喷淋，全部的喷淋、浸泡均是同一槽液。这种结合方式即保存了喷淋的高效率，提高解决速度，又含有浸泡过程，使工件全部部位均可得到有效解决。因此喷淋-浸泡结合式前解决即能在较短时间内完毕解决工序，设备占用场地也相对较少，同时又可获得满意的解决效果。现在在国内外，对于前解决规定较高的汽车行业，普通都趋向于采用喷淋-浸泡结合方式。1.4刷涂方式直接将解决液通过手工刷涂到工件表面，来达成化学解决的目的，这种方式普通不易获得较好的解决效果，在工厂应用较少。对于某些大型、形状较简朴的工件，能够考虑用这种方式。2解决温度从节省能源、改善劳动环境、减少生产成本、化学反映速度、解决时间和生产速度规定出发，在生产应用中普遍采用的是低温或中温前解决工艺。工件除有液态油污外，尚有少量固态油脂，在低温下，固态油脂很难去除，因此脱脂温度不管是浸泡还是喷淋均应选择中温范畴。如果只有液态油脂，选用低温脱脂完全能够达成规定。建立涂装前解决生产线，先要完毕工艺设计，然后才干进行非标设备的设计、制造和安装。因此工艺设计是建立生产线的基础，对的、合理的路线对生产操作及产品质量将会产生良好的影响。工艺设计的内容重要涉及：解决办法，解决时间，工艺流程等。喷淋式联合清洗机典型工序是：脱脂、水洗、表调、磷化、钝化、水洗、纯水洗。其构造特点是：前解决生产线各工序喷淋管布置在隧道内，喷淋由各液槽的泵来提供.各工序间都有门洞板隔开,以防窜液.各加热液槽的加热形式有槽内和槽外。内加热器有排管、蛇形管、波纹板等；外加热器有列管、板式加热器等。加热介质有热水、蒸汽、导热油等。在脱脂、磷化工序分别设有除油系统和除渣系统。为避免各加热段隧道顶部及门洞处溢出蒸汽，在隧道顶部设有排风机。@电泳涂料基础知识介绍电泳涂装(electro-coating)是运用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装办法。电泳涂装的原剪发明于是20世纪30年代末，但开发这一技术并获得工业应用是在1963年后来，电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成办法，是对水性涂料最含有实际意义的施工工艺。含有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，快速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中，接上电源后，依靠电场合产生的物理化学作用，使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装办法。电泳涂装是一种极为复杂的电化学反映过程，其中最少涉及电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳（工件是阳极，涂料是阴离子型）和阴极电泳（工件是阴极，涂料是阳离子型）；按电源可分为直流电泳和交流电泳；按工艺办法又有定电压和定电流法。现在在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。1-经表面解决后的工件；2-电源；3-工件；4-喷水冲洗；5-槽液过滤；6-沉积槽；7-循环泵。电泳涂装与其它涂装办法相比较，含有下述特点：（1）采用水溶性涂料，以水为溶解介质，节省了大量有机溶剂，大大减少了大气污染和环境危害，安全卫生，同时避免了火灾的隐患；（2）涂装效率高，涂料损失小，涂料的运用率可达90%～95%；（3）涂膜厚度均匀，附着力强，涂装质量好，工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜，解决了其它涂装办法对复杂形状工件的涂装难题；（4）生产效率高，施工可实现自动化持续生产，大大提高劳动效率；（5）设备复杂，投资费用高，耗电量大，其烘干固化规定的温度较高，涂料、涂装的管理复杂，施工条件严格，并需进行废水解决；（6）只能采用水溶性涂料，在涂装过程中不能变化颜色，涂料贮存过久稳定性不易控制。一、影响电泳涂装的重要工艺参数1、电压电泳涂装采用的是定电压法，设备相对简朴，易于控制。电压对漆膜的影响很大；电压越高，电泳漆膜越厚，对于难以涂装的部位可对应提高涂装能力，缩短施工时间。但电压过高，会引发漆膜表面粗糙，烘干后易产生“橘皮”现象。电压过低，电解反映慢，漆膜薄而均匀，泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工规定等拟定。普通状况下，电压与涂料的固体分及漆温成反比，与两极间距成正比。钢铁表面为40～70V，铝和铝合金表面可采用60～100V，镀锌件采用70～85V。2、电泳时间漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加，但当漆膜达成一定厚度时，继续延长时间，也不能增加厚度，反而会加剧副反映；反之，电泳时间过短，涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压，在确保涂层质量的条件下，越短越好。普通工件电泳时间为1至3分钟，大型工件为3至4分钟。如果被涂物件表面几何形状复杂，可适宜提高电压和延长时间。3、涂料温度涂料温度高，成膜速率快，但漆膜外观粗糙，还会引发涂料变质；温度低，电沉积量少，成膜慢，涂膜薄而致密。施工过程中，由于电沉积时部分电能转化成热能，循环系统内机械摩擦产生热量，将造成涂料温度上升。普通漆液温度控制在某些方面15～30℃。4、涂料的固体分和颜基比市售的电泳涂料的固体分普通为50%左右，施工时，需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%～15%。固体含量太低，漆膜的遮盖力不好，颜料易沉淀，涂料的稳定性差。固体分过高，粘度提高，会造成漆膜粗糙疏松，附着力差。普通颜基比为1比2左右，高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1比4。由于实际操作中，涂料的颜料量会逐步下降，必须随时添加颜料分高的涂料来调节。5、涂料的PH值电泳涂料的PH值直接影响槽液的稳定性。PH值过高，新沉积的涂膜会再溶解，漆膜变薄，电泳后冲洗会脱膜。PH值过低，工件表面光泽不一致，漆液的稳定性不好，已溶解的树脂会析出，漆膜表面粗糙，附着力减少。普通规定施工过程中，PH值控制在7.5～8.5之间。在施工工程中，由于持续进行电泳，阳离子的铵化合物在涂料中积蓄，造成PH值的上升。可采用补加低PH值的原液，更换阴极罩蒸馏水，用离子交换树脂除去铵离子，采用阳极罩等办法减少PH值。若PH值过低时，可加入乙醇铵来调节。6、涂料电阻被涂物件从前一道工序带入电泳槽的杂质离子等引发涂料电阻值的下降，从而造成漆膜出现粗糙不均和针孔等弊病。在涂装施工中，需对涂料进行净化解决。为了得到高质量涂膜，可采用阴极罩设备，以除去铵及钙、镁等杂质正离子。7、工件与阴极间距离距离近，沉积效率高。但距离过近，会使漆膜太厚而产生流挂、橘皮等弊病。普通距离不低于20cm。对大型而形状复杂的工件，当出现外部已沉积很厚涂膜，而内部涂膜仍较薄时，应在距离阴极较远的部位，增加辅助阴极。@电泳涂装设备电泳涂装的设备是由电泳槽、搅拌装置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、超滤装置、烘烤装置、备用罐等构成。电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺拟定。在确保一定的极间距离条件下，应尽量设计小些。槽内装有过滤装置及温度调节装置，以确保漆液一定的温度和除去循环漆液中的杂质和气泡。搅拌装置可使工作漆液保持均匀一致，多采用循环泵，漆液的循环普通每小时4～6次，当循环泵开动时，槽内漆液液面应均匀翻动。涂料管理装置的作用在于补充调节涂料成分，控制槽液的PH值，用隔阂电极除去中和剂和用超滤装置排除低分子量成分等。电泳电源的选择，普通采用直流电源。整流设备可采用硅整流器或可控硅。电流的大小与涂料的性质、温度、工作面积、通电方式等有关，普通为30～50A/m2。水洗装置用于电泳涂装前后工件的冲洗，普通用去离子水，但需加压设备，惯用的是一种带螺旋体的淋洗喷嘴。烘烤装置用来增进电泳涂料的干燥成膜，可采用电阻炉、感应电热炉和红外线烘烤设备。烘房设计要有预热、加热和后热三段，应根据涂料的品种和工件的状况制订。@电泳涂漆生产线设备电泳是工件在水性涂料溶液中通过电流的作用使涂料中的固体份在工件表面发生电沉积，形成漆膜的涂漆工艺，包含电泳和泳后冲洗等工序，合用于高装饰性的金属表面底漆涂装。根据工件的涂装工艺规定和表面质量规定以及产品批量的不同，可采用阳极电泳或阴极电泳工艺，其通过形式也分为通过式和间隙式，采用悬挂输送机、程控自行葫芦或电动葫芦与前解决设备联动，形成生产线。整套设备由主槽、附槽、罩体、漆液循环搅拌系统、通风系统、温度调节系统、超滤装置、纯水装置、直流电源装置、调漆装置、泳后冲洗系统等构成，完毕工件的底漆涂装工作，含有操作方便、涂层质量好的特点。@前解决生产线前解决生产线:涂漆的表面解决的惯用设备是喷淋式联合清洗机，其清洗原理是借助于喷射机械力和化学作用，来完毕去油、磷化、钝化、清洗等工艺过程。喷淋式联合清洗机典型工序是：脱脂、水洗、表调、磷化、钝化、水洗、纯水洗。其构造特点是：前解决生产线各工序喷淋管布置在隧道内，喷淋由各液槽的泵来提供.各工序间都有门洞板隔开,以防窜液.各加热液槽的加热形式有槽内和槽外。内加热器有排管、蛇形管、波纹板等；外加热器有列管、板式加热器等。加热介质有热水、蒸汽、导热油等。在脱脂、磷化工序分别设有除油系统和除渣系统。为避免各加热段隧道顶部及门洞处溢出蒸汽，在隧道顶部设有排风机。@金属表面喷漆发生在我们周边的腐蚀现象是指各类材料在环境作用下（有化学、电化学和若干物理因素的综合作用）发生损坏，性能下降或状态的劣化。而在金属表面喷漆涂装则是一种很重要的金属防腐蚀保持手段。良好的喷漆涂装保护层保持持续完整无损，结合良好，能够成为克制腐蚀介质侵入的屏障。但是由于腐蚀是不可逆转的自发过程，即使是优质的喷漆涂装保持层，也难于保护金属不发生腐蚀，特别是当金属表面喷漆涂装层结合不良，受到损坏，或有针孔，鼓泡、龟裂、脱落等缺点，喷漆涂层的保护作用将大大下降，甚至造成金属腐蚀加剧的恶果。因此对喷漆涂装金属腐蚀因素进行认真分析，并采用有效的对策防止是十分必要的。2、喷漆涂装金属腐蚀机理普通讲，金属的腐蚀是多个因素共同作用的成果，而其中某种因素在腐蚀过程中起着重要的作用。金属表面喷漆形成涂装保护层，其金属发生腐蚀的区域是在涂装漆膜与金属表面的界面区域，并不停向金属基体深处侵蚀扩张。若金属表面喷漆涂装层能够有效地隔离水，氧以及电子、杂散离子等的渗入，就能够大大减缓或避免发生涂装金属的腐蚀，若隔离效果不佳，则涂装保持层对金属的防腐抗蚀保护作用就不好。生产实践表明，喷漆涂装保护层对水的渗入率严重影响金属喷漆涂装表层的附着力，而氧的渗入率则很大程度上影响金属的腐蚀性能。喷漆涂装金属的腐蚀形式多个多样，但根本因素，腐蚀的发生都与化学和电化学作用有着亲密的关系。3、喷漆涂装金属腐蚀因素分析和防止对策3.1金属材质等因素的影响喷漆涂装金属的腐蚀与金属材质本身耐蚀性有很大关系。用于以喷漆涂装的金属有钢铁材料，铝合金，铜合金或镁合金等，无疑金属材质的不同，金属喷漆涂装的抗蚀防腐性能也不尽相似。金属材料表面状态的差别，经喷漆涂装，其涂层的防腐抗蚀保护效果有明显的不同。例如将经喷砂净化解决的钢板材零件和自然锈蚀的同牌号钢板零件进行同类喷漆涂装保护，由于锈蚀的不利影响，天然锈蚀钢板零件较经喷砂的钢板零件其腐蚀速率高出数十倍，其抗蚀防护效果明显低于后者。金属表面所存在的缺点如夹杂、微裂、应力等和大气中水分及活性离子（Cl-、Br-等）的吸附都会不同程度地影响甚至加速喷漆涂装金属的腐蚀。金属表面喷漆涂装前的净化脱脂，活化除锈等前解决及表面解决工艺的应用都能够有效地改善喷漆涂装金属的防腐抗蚀性能。生产实践证明喷漆涂装金属防腐性的优劣与其涂装前基体前解决质量的好坏影响极大，金属（特别是铸件）表面涂装前所进行的有效除油脱脂，除锈或采用喷砂喷丸等能够引发净化活化表面，确保涂装漆膜与基体金属良好的结合力，对提高喷漆涂装金属的耐腐蚀性能是十分有益的。钢铁材料涂装前解决工序的磷化解决是广泛地做为喷漆涂装的底层，对提高涂装层附着力和提高涂装金属的防腐抗蚀性能是无可非议的。铝合金的磷化、化学氧化、阳极氧化解决等都可做为喷漆涂装的底层，对改善和提高涂装金属耐蚀性能无疑是优良的。总之，对金属基材良好的表面解决工艺是提高喷漆涂装金属耐腐蚀性的重要一环和可靠基础。3.2金属喷漆涂装施工工艺及环境的影响金属表面的清洁程度严重影响涂装喷漆层的结合力，制件表面残留或吸附的水、油污及其它异物等消除不净，往往会产生针孔、结瘤、起皮或结合不良等故障。钢铁零件磷化解决后，铝合金零件化学氧化或阳极化解决后，镁合金零件化学氧化解决后等，均要在不超出24小时内及时进行喷漆涂装，钢铁零件经喷砂、喷丸解决也必须在六小时内进行喷漆涂装。这一工艺方法是实践证明的有助于提高涂装膜层与基体附着力，增强其抗蚀性能的好方法。喷涂使用的压缩空气中油水分离不充足不彻底，使压缩空气中含超量的水和油，必然影响喷漆涂装膜层的质量，产生多个故障缺点。因此坚持定时清理更换油水分离设施中的滤物，保持压缩空气净洁，对改善涂装喷漆层的性能是有益的。喷漆涂装现场的温度、湿度对喷漆涂装膜层质量的影响十分明显。应注意保持喷漆施工现场的温度在10～30℃范畴，相对湿度以不超出80%为限，施工现场必须保持清洁卫生、整洁有序。温度过高，相对湿度大，涂装喷漆层易发白，呈现桔皮状等，而温度过低，则漆层易流淌，对涂装金属表面涂层质量有不利的影响。金属表面喷漆涂装操作普通采用空气喷涂。注意保持喷枪与被喷表面的距离在200～300mm范畴，压缩空气压力控制在2～4kg/c㎡，这样才干够较为有效地保障喷漆涂装质量。3.3涂料性能的影响涂料的性能对涂装金属防腐抗蚀性能有很大关系，优质涂料甚至在恶劣条件都能够有效保护金属。涂料的种类不同则性能各异。影响涂装保护层性能的因素重要由构成涂膜的合成树脂、填料等及结晶度、溶解度等决定。根据涂料性能，合用环境等诸条件有的放矢的选择涂料的种类，才干够更有效地发挥喷漆装膜层的抗蚀保护作用。漆基、溶剂和助剂的选择要恰当，混合比例必须严格按照工艺规定，要确保搅拌充足均匀，确保稀释至规定的工作粘度。近年来研制、开发的防锈带锈涂料的广泛应用，使喷漆涂装金属合用范畴和抗蚀保护性得以进一步改善，很有必要大力推广完善。4、结语总而言之，加强金属喷漆涂装的前解决和表面解决工艺的规范，加强涂装工艺的控制与管理，确保喷漆涂装保护层与基体金属良好的结合力，克服和避免涂装保护层产生针孔，鼓泡、起皱、龟裂、脱落等故障缺点，使喷漆涂装保护层成为克制腐蚀介质侵入的优良屏障，无疑是提高喷漆涂装金属防腐抗蚀性能的有效方法。@电泳涂装的生产工艺及流程金属材料：根据电泳涂装的材料不同，选择不同的加工工艺。普通加工材料能够分为在金属材料上直接电泳和与电镀工艺相结合的电泳涂装方式。