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涂覆层色彩鲜艳,根据用户的要求可以配制成各种颜色,常见的有金色、咖啡色、枪色、黑色等;
与油漆工艺相比,施工性能好、对环境的
污染和危害显著减少,被广泛应用在各个生产部门,如汽车外壳及各种配件,自行车车把及配件,各种日
用小五金配件、家具、工艺品等。
阴极电泳涂装是一个复杂的电化学和胶体化学过程。
电泳漆本身是一个胶体和悬浮体的多组分体系,存在着弥散相(树脂、颜料微粒)和连续相(水)二种组分。
在阴极电泳中,一般存在下述四种过程:
(1)电泳带正电的水溶性树树脂粒子及其吸附的颜料,向阴极移动。
(2)电沉积带正电的树脂粒子到达零
件(阴极)表面。
形成不溶于水的沉积层,经烘烤后形成漆膜。
(3)电渗水份从沉积层渗析而出,当
含水量下降至今5%~15%时,即可烘烤。
(4)电解水被直流电电解,放出氢与氧,由于电解导致渗透
力下降,影响漆膜外观,降低漆膜附着力,增加电耗,因此,应尽量减弱水的电解。
阴极电泳过程反应机理如下:
阴极:
(1)2H2O+2E?
H2?
+2OH-产生的OH-累积于阴极表面,当OH-浓度增加到一定数值时,便
在阴极表面产生电沉积。
(2)R=NH3+OH一?
R=NH2(析出)+H2O阳极(不锈钢或石墨本阳极):
2H2O?
4H+02?
+4E
根据零件的基体材料不同以及所需电泳的颜色不同,应采取不同的涂装工艺流程。
常用的阴极电泳工艺流程,如表4-3-1所列。
表4-3-1常用阴极电泳工艺流程
电泳金色电泳咖啡电泳青铜色电泳黑色电泳其它色
前处理一镀锌前处理一镀镍-前处理一前处理一前处理一
-青铜色电泳漆无色透明电泳漆-
铁镍-镀薄银-磷化-透明金色磷化-黑色电着色
透明金色电泳漆电泳漆泳漆
前处理一透明前处理一青铜前处理一无色透铝及铝前处理一前处理一
金色电泳漆色电泳漆明电泳漆-着色
合金黑色电泳漆透明咖啡
色电泳漆
前处理一硷铜前处理一青铜前处理`一硷铜前处理前处理一
-酸铜-亮镍-色电泳漆-酸铜-亮镍-
锌合金透明咖啡色电泳黑色电泳漆无色透明电泳漆-透明金色电泳漆
漆着色
黄铜件:
抛光-前处理一前处抛光一无色透前处理一黑色前处理一亮镍-
无色透明电泳漆理-着咖啡色-明电泳漆(青铜电泳漆无色透明电泳漆-
铜件:
前处理-无色透明电泳漆件)着色
亮镍-镀薄银-
透明金金电泳漆
黑青铜件:
前处理
铜及铜-红色电泳漆
合金
(一)透明电泳漆的配制
•1.将计算量的树脂液倒入配制槽中在强烈搅拌下,缓慢加入计算量的色浆,并继续搅拌20一30min。
•2.将计算量的1/2高纯去离子水(电导率〈5μS/cm〉在不断搅拌20一30min。
•3.将配制好的电泳漆工作液移至电泳漆槽中,并启动连续循环过滤装置,不间断地循环搅拌24一48h后试镀。
(二)黑色电泳漆的配制
1.在配制槽中加入1/10计算量的纯去离子水电导率〈5μS/cm-1〉。
2.在强烈搅拌下分批加入计算量的电泳漆浓缩液。
3.在强烈搅拌下分批加入场2/5计算量的高纯去离子水,并边续搅拌0.5一1h。
4.将上述溶液移至电泳漆中,启动连续循环装置,并分批加入余量的高纯蒸馏水。
5.不间断地循环搅拌48h后试镀。
•一、固体分含量
固体分含量过低时,电解作剧烈,漆膜薄,气泡多,易产生针孔;
过高时刚膜层比较粗糙,易起桔皮。
因
此稳定固体分含量是保证电泳质量的一个关键,对于EC-3000金色电泳漆来说,每电泳15一20M2的零件需补充1L浓缩液。
二、溶剂
电泳漆液刚配制时,其溶剂含量稍高。
但随着漆液使用时间的延长和超滤的使用,溶剂不断挥发和滤出,
其含量会逐渐下降,影响漆膜质量。
严重时,漆膜会在烘
烤前脱落。
因此,应及时添加调整,一般每滤出100L超滤渗透液,应补充1.2L溶剂。
三、电压
极间电压升高,电场作用加强,漆液中带电粒子泳动,沉积速度加快,使用泳透力提高,膜层增厚。
电泳
操作时,应根据零件形状与大小,槽液温度高低,所需膜的厚薄,选择最佳电压。
当电泳漆槽刚配制时,
其溶剂含量及导电度均高,则电压应适当降低。
四、PH值由于阳极采用隔膜控制,电泳漆液的PH值较为稳定,当超滤液排出太多或隔膜液漏出进入电泳漆液时,
使电泳漆液PH值发生变化,可用有机酸调整。
PH值过低时,漆膜再溶解增加,膜层变薄,且对设备腐
蚀严重。
五、电导率电导率是控制电泳漆膜层质量的关键指标之一。
新配溶液时电导率可能较高,因此需要通地超滤排出渗液
以降低电导率。
电导率过高,则膜厚易产生桔皮和表面粗糙等现象。
电导率过低,则容易产生针孔和麻点。
因此当电导率的高低不同时需要采用不同的电压和槽液温度,以便获得良好的膜层。
电导率较高时,可采
用较低的电压和温度;
反之则要相应提高电压和温度。
六、温度
电泳漆液的温度一般控制在26度左右。
温度过低,必需使用较高的电压以达到电泳的目的;
温度过高,
则加剧溶剂的挥发,不利于电导率的稳定和控制。
七、电泳时间电泳时间的长短会影响漆膜外观及膜层的厚薄。
当电泳时间过长时,膜厚色深,透明性变差。
电泳时间过
短,则膜层不完整。
因此需要根据漆液的电导率。
固体分含量等因素的变化,在确定溶液温度和电压的前
提下,选择最佳的电泳时间,以确保膜层的质量。
在电泳过程中,主要以电压的大小来控制膜层厚度。
时间如超过一定数值,厚度不会显著增加,这是因为
电泳漆是不导电的,当零件给膜层完全覆盖后,成为绝缘体,时间再长也不会增加漆膜的厚度。
因此如需
要较厚漆膜时,尤其在镀凹位较深零件时,应用较高电压和较短时间。
1)纯水水质要求在电导率<5μs/cm。
2)槽液液温控制在25-30?
(冷热循环控制)。
3)进槽
要清洗干净,不要将酸碱带入槽中。
4)电泳漆要晾于然后进烘箱,烤温时不要升温太快。
问题原因解决对策
固体份低提高固体份
电压低提高电压
膜厚不足温度低提高温度
工作周围循环不好通常因泵,过滤器及喷嘴阻塞所致
固体份高降低固体份
温度高降低温度
电导率高提高超滤液排放量漆膜过厚电压高降低电压
沌水不干净换纯水
温度过高降低湿度水迹固体份过低加漆起泡工作表所不洁净充分水洗漆膜外观不丰满颜色基比过高减少颜料补加,增加树脂含量槽液有泡沫进气漏气检查管道和泵是否泄漏
溢流槽液体过低提出高液体高度涂膜粗糙颜料份高减少色浆,增加树脂
电导率高超滤,降低电导率针孔槽液温度低升高槽液温度
电导率过高超滤降低电导率
槽液温度高降低温度
电压高降低电压漆膜不均匀,破裂电导率高超滤降低电导率斑纹地图斑痕底材表面污染检查金属表面漆迹清洗不够增加清洗凹孔,缩孔杂质污染清除工件上杂质
颜料份低补加色浆
烘烤时间延长,严格按工艺操作
烘烤温度升温硬度不够流平加溶剂
液温低升温
溶剂少加溶剂麻点浓度低加漆条纹表面外观不佳电压升高快
溶剂含量低槽液固含量低
故障产生原因纠正方法
电压过高降低电压
溶液温度高降低温度
固体分过高稀释溶液
极距太近加大极距桔皮或表面粗糙烘烤加温太快压缩空气吹干后再烘烤
PH值过高用有机酸调整
固体分过低调整至工艺范围
PH值过低降低溶液酸度
清洗水不干净换清洗水
针孔或麻点溶液电导率太高超滤去掉杂质离子
膜厚太薄增加电泳电压或时间
电镀表面针孔压缩空气吹干后再烘烤
工件上附有油加强除油工序
槽液面有油渍防止槽液被油污染
颗粒污染加强循环过滤和超滤
电压高膜层厚降低电泳电压和时间
火山口或油点
彩虹膜层太薄增加电泳电压
膜层太厚或太薄选择合适的工作电压和时间
调配涂料时,颜色比例错严格按工艺配方配制电泳漆
颜色不符溶剂太多,渗透能力差,膜层厚薄调整溶剂含量,使其符合工艺规范
不均
不规则图形前处理不彻底加强前处理工序
硬度不够烤烘时间短或温度低严格按工艺规范进行
零件有针孔或砂眼杜绝不合格工件下槽
色料乳化搅拌不匀加强电泳漆搅拌
表面有水液用压缩空气吹干
水滴未干即烘烤用压缩空气吹干涂装面点状或片状颜色差异电泳前水洗不彻底加强入槽产零件的清洗
武汉科利尔化工限公司作者:
关晓峰
对电泳设备的要求
一、电泳漆槽
根据电泳工艺的特殊要求,电泳漆槽一般由以下向个部分组成:
主槽、副槽、连续循环过滤装置、隔离的
阳极区和热交换装置。
主槽应根据零件的大小,工作量和工作间距等参数确定合理的槽容量。
零件在槽中距液面和槽底均为100-150mm,距阳极装置200-300mm。
主、副槽体积比为5-6:
1。
主、副槽均用硬聚氯乙烯塑料制造。
主、副槽间开一长条溢流孔相连。
阳极板为耐酸不锈钢,阳极和阴极
(零件)的面积比为1:
4--5,采用离子交换膜的阳极隔离装置。
连续循环过滤装置要求循环泵24h运转,电机温升不超过60?
,使用5μm滤芯连续过滤,并应经常检查和更换清洗滤芯。
热交换装置最好不要用电加热管直接加温电泳液,以避免局部过热而使漆膜成分发生变化,并应有温度显示和自动控
温装置。
二、超滤装置超滤装置是电泳涂装的主要辅助装置。
它可以除去低分子物质及水溶性盐类,以帮助零件润湿和增加漆膜的耐蚀性及结合力,另外还可以降低电导率,使漆膜平滑。
超滤的工作原理是当电泳漆液经过超滤机中的超大型滤管时,由于超滤管是由数百条中空纤维管组成,当管内外存在压力差
时,每务纤维管就具有渗透能力,将金属离出,过多的酸及其无机污染物渗透排出,而电泳漆固体分,因
颗粒较大,不会渗透排出,故全部流回电泳槽。
渗透液经过回收器吸收污染物后再回收槽,循环使用,
可保证电泳漆使用率高达98%。
三、整流装置阴极电泳工艺的特点是高电压、低电流。
因此,对整流
电源的要求是0-220V(或0-100V)连续可调,稳压(波形波动不大5%),并有时间控制装置(0-5min)。
目前国内已有不少厂家生产专门适用于电泳涂漆的整流电源。
四、挂具电泳涂漆使用的挂具必须接触牢靠,导电性能良好,挂钩部分一般用弹簧钢丝,并且要易于拆卸和更换。
挂具设计要便
于清洗,对于深孔零件要使用孔内漆液在清洗时能空净回收,有利延长漆液的使用寿命,降低生产成本。
彩色电泳漆配制方案
一、色电泳漆作业标准
1、配比:
A、1升透明电泳漆KLL-500+20毫升彩色色浆=1.02升混合电泳漆B、1.02升混合电泳漆+5升线纯水=6升彩色电泳漆工作液
2、配制方法:
A、将KLL-5000电泳漆放入-备用槽中用工业搅拌机搅拌
B、边搅拌边入需求量的彩色色浆
C、搅拌0.5小时混合均匀
D、边搅拌边加入需求量纯水的一半
E、充分混合搅拌1小时
F、转移到电泳槽中,加入剩下的余量纯水
G、开动循环搅拌过滤系统,充分混合搅拌24小时
H、试电泳样板
3、操作条件
A、电压:
25V-220V可先用低电压操作,若膜感不可或银珠不够,再高电压操作B、时间:
20-90S一般为30S
4、故障原因及解决方法:
A、浮斑(A)电压太高(B)电导率太高
B、光泽度(A)烤温不够,未熟化(B)KLL-5000量不够
彩色电泳漆配槽工艺
一、工艺路线上挂-电镀处理-自来水洗-自来水洗-纯水洗-纯水洗-纯水洗-纯水洗-电泳-第
一道回收(用纯水)-第二道回收(用纯水)-纯水洗-纯水洗-自来水洗-进烘箱-下挂二、电
脉漆操作条件1、电压:
25V-60V2、时间:
12-60秒3、槽液温:
25?
-28?
三、
电泳漆膜烘烤条件1、烤箱温度:
130?
-160?
2、烤箱时间:
20分-30分四、电泳漆配
槽步骤
(一)前期工作1、先用自来水将电泳槽稍微清洗,除去一产电泳槽时所产生的PVC及PP
碎屑。
2、再用水清洗,加入少许NaOH烧碱,以除去槽内表面之油污,清洗干净,倒去污水。
3、
再用自来水彻底清洗2-3次,并开动过滤泵的检查各管路是否漏液。
检查电机正转还是反转。
4、再用纯水清洗两次、干净、开动搅拌机。
5、盖上盖子,等待开缸。
(二)配制有色电脉步骤(以
配100升槽各色浆及漆比例)1、取调色漆0.5升或开一小桶内。
2、取1升色浆边搅拌边缓慢加入色浆,用电动搅拌机操作搅拌,搅拌充分30分钟。
3、将上述搅拌混合均匀之色浆移动至
易一大塑料桶中。
4、取20升032#漆在大搅拌机搅拌下,加入上述之塑料桶中,充分搅拌1小时后,移入电泳槽。
5、重复1-4步骤。
6、将所配有色电泳漆全部混合液都在电泳槽后。
7、再将大搅拌机移至电泳槽中,充分搅拌电泳电泳漆半小时。
8、在强力搅拌下,缓慢加适应症纯水<
要求电导率<5μs>加时要注意缓慢,间歇性。
9、性水位加至溢流槽位时,开支过滤泵循环。
10、性水位加至溢流槽位时,开支过滤泵循环。
11、第二试泳。
12、再配第二槽重复1-10工序。
五、电泳补加
(一)漆补加1、准备一专用加料桶(20公升)2、用电泳漆浓缩液2升置入加料桶中,开动小搅拌机。
3、从电泳槽内取工作液若10升,在边搅拌情况下加入上述浓缩液
中,充分搅拌30分钟,混合均匀。
4、将调配好加料补加入电泳槽内溢流槽。
(二)色浆之被加1、取0.5升调色漆于配料桶,开动小搅拌机。
2、取色浆所需量,边搅拌边加入上述调色漆中,充分
搅拌30分钟。
3、取工作槽中工作液10升,在边搅拌加补加入中,充分混合后,加入工作槽中,溢流槽。
六、注意事项
(一)设备方面1、注意管路接是否漏2、阴、阳极是否接反3、电机不要空转
(二)工艺方面1、纯水水质要求<5μs以下2、槽液液温控制在25?
-26?
之内(用冰或冷动机)3、进槽要清洗干净,不要将酸、碱带入槽中。
4、电泳漆要晾干然后时烘箱,烤温
不要升温太快。
干漆迹
(1)电泳至水洗之间时间太长。
(2)0次洗不完全,电泳后水洗不充分。
(3)槽液温度偏高。
(1)在工艺设计是应注意,被涂物从电泳槽带0次电泳后清洗之间的时间宜选在1min之内。
(2)强化0次水洗,使被涂物清洗完全,包括控制水洗压力和水质。
(3)适当降低槽液温度,一般控制在30?
左右。
9、涂面斑印
底材表面污染,在电泳涂装后,干漆膜表面仍有可见的斑印或地图的斑痕,这种电泳漆膜称之为涂面斑印,
与水迹和漆膜痕迹的区别是涂面仍平整。
产生原因:
(1)磷化后的水不充分(不良)。
(2)磷化后的水洗质不良。
(3)前处理过的被涂面再次被污染,如挂具上的污水滴落在前处理过的表面上。
防治方法:
(1)强化磷化后的水洗,检查水洗喷咀是否堵塞。
(2)加强磷化后水洗水的管理,新鲜去离子水洗后的滴水电导不应超过50us/cm。
(3)注意涂装环境,保持清洁,防止前处理过的表面现污染,防止挂具上滴水。
10、漆面不均、粗糙
烘干后电泳漆膜表面光泽、光滑度不匀,有阴阳面,这种电泳漆膜弊病称为漆面不匀或漆面粗糙,轻者光
泽不好或失光,漆膜外观不丰满,重者手感不好(用手摸又粗糙的感觉)。
如果在电泳过程中处在垂直面
(或水平的下面)的漆膜光滑有光,则处在水平面的电泳漆膜粗糙无光泽,这种现象称为“L”效果不良。
:
(1)被涂物表面的磷化膜不均和过厚,一般控制在3um以下,磷化后的水洗不充分。
(2)槽液的固体份过低,槽液中有细小的凝聚物、不溶性的颗粒,槽液过滤不良。
(3)槽液的颜基比过高。
(4)槽液中混入不纯物,如杂质离子等不纯物混入,槽液电导率高。
(5)槽液中的容积含量过低。
(6)在被涂物周围槽液的流速太低不流动。
(7)槽液的温度低。
:
(1)改进磷化工艺,选用致密型磷化膜,加强磷化后的水洗及水洗水的水质管理。
(2)提高槽液的固体本份,控制其在工艺规定的范围内,加强槽液的全过滤,尤其要除去易沉降
的重的小颗粒。
(3)减少色浆的补加量,来降低槽液的颜基比。
(4)排放超滤液,添加去离子水,降低槽液中的杂质离子含量和电导。
(5)添加溶剂,提高槽液中的有机溶剂含量。
(6)在电泳过程中加强槽液的循环和搅拌。
(7)将槽液的温度严格控制在工艺规定的范围内。
11、漆膜防腐蚀性差(耐盐雾性差)
(1)磷化膜过薄且不均匀。
(2)漆液中杂质离子过多,沉积时混入电泳漆膜中。
(3)电泳漆厚度不够。
(4)电泳后水洗用水含盐较多。
(5)电泳膜固化不彻底。
(1)严格控制磷化膜质量。
(2)通过阴极隔膜或排放超滤液除杂质离子。
(3)增加漆膜厚度,一般不低于15um。
(4)最好用纯水冲洗,水的电导率控制50um/cm以下。
(5)控制烘烤时间和温度,180以上/30分钟。
异常附着(包括阴阳面、气泡现象)
(1)被涂物表面导电不均匀,致使局部电流密度过大。
?
磷化膜污染(指印、斑印、酸洗渣子)。
?
被涂物表面污染(有黄锈、清洗剂、焊药等)。
前处理工艺异常:
脱脂不良,水洗不充分、有脱脂液和磷化液残留;
磷化膜有发蓝、黄锈斑,由此
产生的异常附着称为前处理异常附着。
(1)严格控制被涂物(白件)表面的质量,应无锈迹、焊药等。
严格控制前处理各道工序,改进前处理
工艺,确保脱脂良好,磷化膜均匀,水洗充分,应无黄锈、蓝色斑。
(2)严格控制槽液种杂质离子含量,防止杂质离子混入。
排放超滤液,加去离子水来控制杂质离子和有
机溶剂含量,如果灰分过低,则补加色浆。
(3)泳涂电压不能超过工艺规定,尤其要控制被涂物入槽初期电压,不能超过100V,降低槽液温度,
避免间距太短。
涂膜过厚
被涂工件表面的干漆厚度超过所采用电泳涂料技术条件或工艺规定的膜厚。
(1)其它条件不变的前提下,泳涂电压偏高。
(2)其它条件不变的前提下,槽液温度偏高。
(3)其它条件不变的前提下,槽液的固体份过高。
(4)其它条件不变的前提下,泳涂时间过长(如悬链停止等)。
(5)槽液熟化时间太短,槽液种的有机溶剂含量过高。
(6)阴/阳极比不对,阳极位置布置不当。
(1)调低泳涂电压,一般控制在180V左右。
(2)槽液温度绝对不能高出工艺的规定,当漆温度过高,将影响槽液的稳定性,维持槽液温度在
工艺规定的温度范围内。
(3)将固体份降到工艺的规定之内,固体份过高不仅使涂膜过厚,工件表面的气泡不易消除,也
增加后冲洗的困难,一般控制在12?
(4)控制泳涂时间(在连续生产时应尽可能避免停链)。
(5)控制槽液种的有机溶剂含量,延长新配槽液的熟化时间。
补加新漆时,尽可能采用少量多次
的加入法。
(6)调整极比和阳极布置的位置。
涂膜太薄
泳涂后工件表面的干燥漆膜厚度低于所采用电泳涂料技术条件或工艺规定的膜厚。
(1)槽液的固体份过低。
(2)泳涂电压偏低,电泳时间太短。
(3)槽液温度低于工艺规定的温度范围。
(4)槽液中的有机溶剂含量偏低。
(5)底材的导电性太差(工件本身、磷化膜过厚)。
(6)板极触不良或损失,阳极液电导太低,被涂物通电不良,极板面积太小或极板位置不佳,极
间距过大。
(7)电泳后,UF液清洗时间过长,或工件未及时出槽产生再溶解。
(8)槽液的PU值太低,电泳时已泳漆膜再溶解过大。
(9)漆液中杂质离子含量高,电泳漆在水中水溶性差,泳动差。
(10)漆液中基料份太低。
(1)提高漆槽的固体份,保证固体份稳定在工艺规定的范围内,一般不低于10?
,固体份的波动
最好控制在?
1?
之内。
(2)提高泳涂电压和延长泳涂时间,一般不低于1分钟,控制在合适范围之内。
(3)注意定期清理热交换器,定期检查加热系统及示温元件。
槽液温度控
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