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      陰極電泳涂裝設備的改進及工藝維護
      時間: 2022-05-05   瀏覽:346   【加入收藏】  【字體:

      陰極電泳涂裝具有很多優點,如涂膜均勻、附著性強,可簡化或取消常規電鍍流程,降低生產成本,縮短作業時間,提高生產率,并可實現自動化大生產;泳透力好,涂膜的耐腐蝕性好;涂層色彩鮮艷,采用不同的顏料及配比,可以得到各種顏色的涂層;涂膜的外觀好,烘干時有較好的展平性及延展性;采用閉路循環超濾裝置及超濾液凈化器,涂料的使用率可達98%以上;尤其是漆液中不含有毒及重金屬離子,排放水幾乎不需處理,有利于環境保護,是低公害涂裝最新方法之一。

       

      鑒于以上優點,陰極電泳涂裝在國內外金屬表面處理領域中得到迅速發展,國內中小型手動式陰極電泳漆生產線不斷上馬。然而,有些廠家由于缺乏技術管理經驗,不能形成連續、大批量、穩定的生產。

       

      1.1掛具

       

      目前,手動式陰極電泳漆生產線加工的產品主要為漁具、自行車、摩托車和各種日用小五金配件等。產品特點為:工件數量大、表面積小。實踐表明,在電泳 涂裝過程中,掛具設計和制造至關重要,直接影響生產效率。電泳涂裝掛具在設計、制造及使用時應注意以下幾點。

       

      1.1.1掛具與工件的電接觸

       

      掛具經電泳涂裝處理后,其掛鉤因覆蓋電泳漆而絕緣。陰極電泳工藝使用高電壓、低電流。實踐表明,工件與掛鉤之間只要有“針尖”大小的接觸點就能滿足導 電的要求。目前有些廠家直接把工件懸掛在掛具上,生產時工件來回晃動易碰撞,而且每次電泳后需進行掛具退漆處理,成本增加,生產效率不高。經研究確定掛鉤部分采用彈簧鋼絲制造,掛鉤的形狀根據產品類型靈活選擇,一般采用三點或四點接觸形式,掛鉤的尖部在下料時最好保持45度斜角,掛件時把工件來回轉動一下, 使掛鉤尖部的電泳漆層被劃破,這樣就能避免掛具退漆處理,保證工件充分導電,降低了成本,提高了生產效率。

       

      1.1.2掛鉤的固定

       

      目前,有些廠家采用銅焊或錫焊的方式組裝掛具,存在以下缺陷:①銅的熔點為1083度,采用銅焊時,彈簧掛鉤退火,失去了彈性,不能滿足生產要 求;②陰極電泳漆的烘干溫度一般都在160度以上,錫加熱至160度即變成脆錫,很容易粉碎,采用錫焊接的掛具,工作一段時間后,掛鉤就會脫洛。

       

      采用機械裝配的方法組裝掛具,連續使用3年多,無一損壞,降低了生產成本,提高了生產效率。

       

      1.1.3掛具的清洗

       

      對于形狀復雜及有盲孔的工件,為使盲孔內的溶液空凈回收,掛具上下都設有提手,正反兩次清洗,不但能徹底洗凈工件,而且能除去粘附在漆膜表面的浮漆,杜絕漆膜出現花臉現象。

       

      2.2超濾裝置

       

      2.2.1原理與組成

       

      超濾是一種壓力驅動的膜分離過程,采用特定的多孔隔膜分離方法。在施加壓力下,有機溶劑、水、無機離子等及分子質量相對低的溶質透過超濾膜,而槽液中懸浮的顏料和高分子樹脂無法透過超濾膜,全部流回電泳槽中。

       

      超濾裝置一般由預濾器、超濾器、磁力驅動泵和清洗貯液槽組成。

       

      2.2.2作用

       

      超濾裝置是電泳涂裝的主要設備之一,它的性能及使用直接影響電泳涂裝質量及生產成本,其作用如下:

       

      ① 穩定槽液,提高漆膜質量

       

      雜質離子的存在對漆液的電沉積特性、穩定性及漆膜質量產生極壞的影響,但在連續生產中,漆液不可避免地要帶入雜質離子。因此,必須嚴格控制其含量在一定的范圍之內。電泳槽液中的雜質離子、有機溶劑、小分子樹脂等可以通過超濾液的排放來控制,從而保證生產穩定連續地進行。

       

      ② 回收電泳涂料,節約大量沖洗水

       

      使用超濾裝置,實現電泳后的“封閉回路”水洗方式,利用超濾液充分洗滌除去粘附在被涂物上的電泳涂料,再配合使用超濾液凈化器,涂料回收利用率可達 98%以上,節約電泳涂料,減少污水處理量及費用,有利于環境保護。而不使用超濾裝置,其電泳涂料使用效率僅為70%~80%。

       

      2.2.3超濾裝置設計、制造、使用的注意事項

       

      ①分別設計超濾系統、循環系統和反沖洗系統,并且3個系統都應能獨立操作,這樣可以形成連續化生產。

       

      ② 管道制造必須封嚴,完全杜絕滲漏的不良現象。

       

      ③ 嚴格按照使用說明書操作,避免超濾膜壓力過大而破裂、失效,或反沖洗時因反沖洗液濃度太高而損壞超濾膜,停用時要及時作系統滅菌處理。

       

      2.2.4使用現狀

       

      目前,有些中小型廠家考慮到設備的投資費用,在生產中省去了超濾裝置,剛開始時還能維持生產,但隨著雜質離子在溶液中的積累,電泳漆液的穩定性遭到破壞,造成各種漆膜弊病,漆液不能繼續使用,不得不報廢,既影響生產又造成極大浪費。

       

      2.3烘干設備

       

      烘干設備是電泳涂裝工藝中主要設備之一,它的好壞直接影響涂膜的外觀和各項性能。燃油或燃氣烘干設備的能耗較低,但是設備投資費用大,故中小型廠家很少采用,多用電加熱烘干設備。電加熱烘干設備在設計、制造及使用時應注意以下4個問題。

       

      ① 為使烘干室內溫度均勻,確保涂層質量,最好采用對流式烘干設備,以提高熱傳導的效果。

       

      ② 由于漆膜在烘烤過程中易產生氯化氫、二氧化硫、二氧化碳、三氯乙烯、水蒸氣和助溶劑等廢氣,與漆膜表面瞬間接觸時,起催化劑的作用,促進涂膜表面硬化,隨 后涂膜內部出現收縮現象,由此產生針孔或外觀不良等缺陷。這些廢氣也可能在烘干室出入口上方冷凝,滴落在被涂物上造成漆膜缺陷。因此在設計時,應在烘干設 備頂部設置廢氣排放管、蝶閥及止間閥或者設計成自拔風筒的形式,隨時把烘干過程中產生的廢氣排出烘干室外。

       

      ③ 在出入工件時為減少熱量損失,烘干設備可設計為兩面開門式,爐內及爐外應當鋪設導軌,配備兩輛烘干小車交替使用,小車的底部應鋪設鉆有許多孔的鋼板, 防止烘干時工件掉入烘干室內不易取出。加熱元件應采用電加熱管,不宜采用電阻絲,電加熱管應鋪設在烘箱的底部及兩側壁上,以使爐內溫度均勻。

       

      ④ 為防止烘箱內壁鐵銹和室外灰塵進入烘箱污染漆膜,建議烘箱內壁采用不銹鋼板。為保證漆膜的烘干質量,采用熱電偶測量溫度時,熱電偶應當設在工件的位置,必要時直接用溫度計測量。

       

      2.4電泳涂裝電源

       

      電泳涂裝電源是電泳涂裝工藝中主要設備之一,它的特點是高電壓低電流,電源選擇是否恰當直接決定涂膜的性能及生產的連續性。

       

      目前絕大多數中小型陰極電泳漆生產廠家,用手動式硅整流器作為電泳涂裝的電源,存在以下缺點:

       

      ① 手動式調壓,無軟起動裝置,由于工件通電時沖擊電流大,易出現漆膜外觀粗糙、桔皮等疵病。

       

      ② 穩定精度小,紋波系數大,波形波動大,漆膜易出現花紋及不均勻等疵病。

       

      ③ 不能自動完成設定的各種電泳工藝曲線,質量不穩定。

       

      ④ 保護功能不全,易損壞保險絲、二極管和碳刷等,不能形成大批量的連續生產。

       

      2.5循環裝置

       

      2.5.1組成

       

      為確保得到優良的電泳涂膜外觀質量,維護槽液的穩定性,電泳槽液自配槽后應連續循環攪拌。循環裝置是由循環攪拌、過濾和熱交換裝置組成的一個封閉式回路。

       

      2.5.2作用

       

      ① 保持槽液各成分混合均勻,防止顏料沉淀至槽底,從而降低槽液固體成份。

       

      ② 防止顏料沉降到工件上,影響其表面質量。

       

      ③ 經過濾器除去槽液中雜質顆粒及沉淀凝聚的涂料粒子和油污。

       

      ④ 保持槽液溫度均勻、恒定。

       

      ⑤ 排除電泳過程中產生的氣泡,保證漆膜具有良好的外觀。

       

      電泳涂裝設備還包括化驗設備、電泳槽、水洗槽、除油槽和純水機等輔助設備,在此不一一詳細說明。

       

      3、工藝維護

       

      為確保電泳涂裝正常進行和獲得穩定的涂層質量,必須嚴格工藝管理。

       

      3.1助溶劑含量的測試

       

      助溶劑可改善樹脂的水溶性及漆膜的外觀,同時可以調節漆液的粘度,提高漆液的穩定性。助溶劑含量必須適宜,含量過高,漆膜過厚,泳透力和破壞電壓下降,再溶現象嚴重;含量過低,槽液的穩定性差,漆膜干癟。

       

      由于氣相色譜儀等檢測設備價格較高,中小型廠家均無此配備,故一般都不化驗助溶劑含量,只憑經驗加入,助溶劑的含量很難控制在一定的工藝范圍之內,產品質量不穩定。

       

      3.1.1試樣

       

      20mmX60mm的不誘鋼板3個。

       

      3.1.2漆膜的制備

       

      取樣板一個,采用改性環氧型陰極電泳漆,在槽液溫度為30℃,工件電壓為150V,時間為1.5min下電泳涂膜,由于助溶劑具有揮發性,故樣板經電泳清洗后立即測試。

       

      3.1.3分析方法

       

      用右手大拇指與食指稍用力捏電泳漆膜,當有粘感,并且捏后留有手紋,用手擦不掉,此時助溶劑在工藝范圍之內;當有手紋,且有拉絲現象并且手指粘有少量漆膜,此時說明助溶劑含量偏高;當無粘感,并且捏后無手紋時,說明溶劑含量過低。

       

      3.2極板的刷洗

       

      由于中小型廠家一般都無陽極隔膜裝置,故在陰極電泳過程中,陽極區不斷地產生有機酸與其它雜質的反應產物,沉積在陽極板上,形成黃色的有害物質,影 響電沉積性能及產品質量,應及時把極板刷洗干凈。有些廠家直接用布蘸取硫酸或甲酸等擦洗極板,此法不但違害工人身體健康,而且殘余的酸液易帶入槽液從而影 響槽液的穩定性。建議采用布蘸取助溶劑刷洗極板,此法不但易于洗凈極板表面的黃色有害物質,減少對工人身體的違害,而且不影響槽液的穩定性。

       

      3.3水洗

       

      水洗主要包括前處理水洗與后處理水洗。

       

      前處理各階段水洗的好壞將對整個前處理及漆膜的質量產生嚴重影響。除油與酸中和后,水洗要徹底,防止酸、堿殘液帶入電泳槽液中與之發生反應凝聚成顆 粒附著在漆膜表面,影響漆膜的外觀質量。建議采用超聲波清洗。前處理的最后3次水洗必須采用去離子水,以防止自來水中的雜質離子帶入槽液中,影響槽液的電 沉積特性、穩定性及漆膜的性能。最后一次去離子水洗的電導率應控制在<20Us/cm,電泳槽液所用去離子水的電導率應控制在<5Us/cm,去離 子水更換時應采用倒槽的方法。后處理水洗的目的是除去工件在電泳涂漆過程中粘附在沉積漆膜表面的浮漆,以防止電沉積漆膜出現“花臉”、粘附漆液造成電泳漆 膜再溶等疵病。為把漆膜表面上的浮漆徹底洗凈,采用正反2次清洗,可在空中停留20~30s,讓浮漆自動脹破。由于水的酸堿度及硬度都會直接影響漆膜質 量,因此電泳后最后一道水洗必須采用去離子水洗,或在自來水中加入0.5%~3.0%的表面活性劑,對改善電沉積漆膜外觀,增加光潔度,克服“水痕”等均 有益。在水洗過程中,不允許互相碰撞,因為此時漆膜很軟且帶有粘性,極易損傷表面。

       

      3.4鋅合金壓鑄件電泳涂裝技術

       

      鋅合金壓鑄使形狀復雜的零件一次成型,具有生產效率高、價格低廉、加工精度高的特點。鋅合金壓鑄件重量輕、有一定的強度及表面光亮度,廣泛應用于日 用五金、輕工、家電、機械、電子、汽車工業和工藝品制造中。但在加工過程中,鋅合金壓鑄件電鍍合格率低,電鍍成本高,從而限制了它的使用。

       

      3.4.1工藝流程

       

      鋅合金壓鑄件"沙滾光"水洗"上掛"自來水清洗(2道)"活化"自來水洗(2道)"純水洗(3道)"電泳"水洗"烘干

       

      3.4.1.1沙滾光

       

      采用海沙或河沙滾光,除去毛壞表面毛刺、分模線、飛邊和油污等缺陷。采用六角形清理滾筒,轉速控制在20-60r/min,應先裝滿工件,然后再裝入海沙,用自來水沖入,再加入適量的0P乳液及磷酸三鈉,滾光的時間控制在30-50min。

       

      3.4.1.2活化

       

      活化的目的是除去制件表面所形成的極薄氧化膜,使之顯露出金相組織從而提高基體與涂層的結合力。

       

      活化液最好采用去離子水配制,活化時間以工件表面有均勻小氣泡冒出,并呈現輕微變色為最佳狀態,此時應立即出槽,清洗干凈后轉入下道工序。

       

      3.4.2不良鋅合金壓鑄件電泳漆層退除工藝濃硫酸(工業級) 100%

       

      室溫  攪拌壓縮空氣攪拌(空氣中應無水)  2~10min

       

      注意:入槽前工件表面應干燥無水。

       

      實踐表明,在槽液電導率較高時,可選擇低電壓,同時減少電泳時間,降低槽液溫度,防止電泳漆膜既粗又厚,產生針孔,桔皮等不良現象。電導率較低時,可選擇高電壓,延長電泳時間,提高槽液溫度,從而提高電泳漆層的厚度、分散能力和亮度等。

       

      4、結束語

       

      雖然陰極電泳涂裝在工業生產中的應用僅有20多年歷史,但是由于它自身的特點,不僅在金屬表面處理的防腐、裝飾方面得到廣泛應用,而且在功能性電泳涂裝及環境保護方面發揮著重要作用。

       
       
       
       
       
      文章來源:電泳涂裝精英圈

       

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