Le revêtement électrolytique industriel est un traitement de surface largement utilisé pour protégerpièces moulées en métalet produits d'usinage CNC de la corrosion avec une belle finition.De nombreux clients posent des questions sur le traitement de surface des pièces moulées en métal etpièces usinées avec précision.Cet article se concentrera sur le processus de revêtement électrophorétique.J'espère que cela sera utile à tous les partenaires.
L'électrodéposition est une méthode de revêtement dans laquelle des particules telles que des pigments et des résines en suspension dans la solution électrophorétique sont orientées pour migrer et se déposer sur la surface de l'une des électrodes en utilisant un champ électrique externe.Le principe du revêtement électrophorétique a été inventé à la fin des années 1930, mais cette technologie a été développée et a obtenu une application industrielle après 1963. Le revêtement électrophorétique est le procédé de construction le plus pratique pour les revêtements à base d'eau.Le revêtement électrophorétique présente les caractéristiques de solubilité dans l'eau, de non-toxicité et de contrôle automatique facile.Parce qu'il convient au traitement de surface de pièces conductrices (pièces moulées en métal, pièces usinées, pièces forgées, pièces en tôle et pièces à souder, etc.), le procédé de revêtement électrophorétique a rapidement été largement utilisé dans des industries telles que l'automobile, les matériaux de construction, la quincaillerie. , et appareils électroménagers.
Des principes
La résine contenue dans le revêtement électrophorétique cathodique a des groupes basiques, qui forment un sel après neutralisation acide et se dissolvent dans l'eau.Après l'application du courant continu, les ions négatifs du radical acide se déplacent vers l'anode, et les ions de résine et les particules de pigment enveloppées par eux se déplacent vers la cathode avec des charges positives et se déposent sur la cathode.C'est le principe de base du revêtement électrophorétique (communément appelé placage).Le revêtement par électrophorèse est une réaction électrochimique très complexe, au moins quatre effets d'électrophorèse, d'électrodéposition, d'électrolyse et d'électroosmose se produisent simultanément.
Électrophorèse
Après la mise sous tension de l'anode et de la cathode dans la solution colloïdale, les particules colloïdales se déplacent vers le côté cathode (ou anode) sous l'action du champ électrique, appelé électrophorèse.La substance dans la solution colloïdale n'est pas à l'état de molécules et d'ions, mais le soluté dispersé dans le liquide.La substance est volumineuse et ne précipitera pas dans un état dispersé.
Électrodéposition
Le phénomène de précipitation solide à partir de liquide est appelé agglomération (agglomération, dépôt), qui se produit généralement lors du refroidissement ou de la concentration de la solution, et le revêtement électrophorétique repose sur l'électricité.Dans le revêtement électrophorétique cathodique, les particules chargées positivement s'agrègent sur la cathode et les particules chargées négativement (c'est-à-dire les ions) s'agrègent sur l'anode.Lorsque les particules colloïdales chargées positivement (résine et pigment) atteignent la cathode (substrat) Après la surface (couche d'interface hautement alcaline), des électrons sont obtenus et réagissent avec les ions hydroxyde pour devenir des substances insolubles dans l'eau, qui se déposent sur la cathode ( pièce peinte).
Électrolyse
Dans une solution à conductivité ionique, l'anode et la cathode sont connectées au courant continu, les anions sont attirés vers l'anode et les cations sont attirés vers la cathode, et une réaction chimique se produit.L'anode produit une dissolution du métal et une oxydation électrolytique pour produire de l'oxygène, du chlore, etc. L'anode est une électrode qui peut produire une réaction d'oxydation.Le métal est précipité à la cathode et le H+ est électrolytiquement réduit en hydrogène.
Électrosmose
Une fois que les deux extrémités (cathode et anode) de solutions de différentes concentrations séparées par une membrane semi-perméable sont alimentées, le phénomène selon lequel la solution à faible concentration se déplace vers le côté à haute concentration est appelé électroosmose.Le film de revêtement qui vient d'être déposé à la surface de l'objet revêtu est un film semi-perméable.Sous l'action continue du champ électrique, l'eau contenue dans le film de maculation sort de dialyse du film et se dirige vers le bain pour déshydrater le film.C'est l'électroosmose.L'électroosmose transforme le film de revêtement hydrophile en un film de revêtement hydrophobe, et la déshydratation rend le film de revêtement dense.La peinture humide après avoir nagé avec une bonne peinture électrophorétique électro-osmose peut être touchée et non collante.Vous pouvez rincer le liquide du bain adhérant au film de peinture humide avec de l'eau.
Caractéristiques de l'électrodéposition
Le film de peinture électrophorétique présente les avantages de la plénitude, de l'uniformité, de la planéité et du revêtement lisse.La dureté, l'adhérence, la résistance à la corrosion, les performances aux chocs et la perméabilité du film de peinture électrophorétique sont nettement meilleures que les autres procédés de revêtement.
(1) Une peinture soluble dans l'eau est utilisée, l'eau est utilisée comme milieu de dissolution, ce qui permet d'économiser beaucoup de solvants organiques, réduit considérablement la pollution de l'air et les risques environnementaux, est sûr et hygiénique et évite le danger caché d'incendie;
(2) L'efficacité de la peinture est élevée, la perte de peinture est faible et le taux d'utilisation de la peinture peut atteindre 90 % à 95 % ;
(3) L'épaisseur du film de revêtement est uniforme, l'adhérence est forte et la qualité du revêtement est bonne.Chaque partie de la pièce, telle que la couche interne, les dépressions, les soudures, etc., peut obtenir un film de revêtement uniforme et lisse, ce qui résout le problème des autres méthodes de revêtement pour les pièces de forme complexe.Le problème de la peinture ;
(4) L'efficacité de la production est élevée et la construction peut réaliser une production automatique et continue, ce qui améliore considérablement l'efficacité du travail.
(5) L'équipement est complexe, le coût d'investissement est élevé, la consommation d'énergie est importante, la température requise pour le séchage et le durcissement est élevée, la gestion de la peinture et de la peinture est compliquée, les conditions de construction sont strictes et le traitement des eaux usées est nécessaire. ;
(6) Seule une peinture soluble dans l'eau peut être utilisée et la couleur ne peut pas être modifiée pendant le processus de revêtement.La stabilité de la peinture n'est pas facile à contrôler après un stockage prolongé.
(7) L'équipement de revêtement électrophorétique est compliqué et le contenu technologique est élevé, ce qui convient à la production de couleur fixe.
Limites de l'électrodéposition
(1) Il convient uniquement au revêtement d'apprêt de substrats conducteurs tels que des pièces de machines en métaux ferreux et en métaux non ferreux.Les objets non conducteurs tels que le bois, le plastique, le tissu, etc. ne peuvent pas être revêtus avec cette méthode.
(2) Le procédé de revêtement électrophorétique ne convient pas aux objets revêtus composés de plusieurs métaux, si les caractéristiques d'électrophorèse sont différentes.
(3) Le procédé de revêtement électrophorétique ne peut pas être utilisé pour les objets revêtus qui ne peuvent pas résister à des températures élevées.
(4) Le revêtement électrophorétique ne convient pas au revêtement avec des exigences limitées en matière de couleur.Le revêtement électrophorétique de différentes couleurs doit être peint dans différentes rainures.
(5) Le revêtement électrophorétique n'est pas recommandé pour la production en petites séries (la période de renouvellement du bain est supérieure à 6 mois), car la vitesse de renouvellement du bain est trop lente, la résine dans le bain vieillit et la teneur en solvant change très.Le bain est instable.
Étapes de l'électrodéposition
(1) Pour le revêtement électrophorétique de surfaces métalliques générales, le flux de processus est : pré-nettoyage → dégraissage → lavage à l'eau → élimination de la rouille → lavage à l'eau → neutralisation → lavage à l'eau → phosphatation → lavage à l'eau → passivation → revêtement électrophorétique → nettoyage du réservoir → lavage à l'eau d'ultrafiltration → séchage → hors ligne.
(2) Le substrat et le prétraitement de l'objet revêtu ont une grande influence sur le film de revêtement électrophorétique.Les pièces moulées en métal sont généralement dérouillées par sablage ou grenaillage, le fil de coton est utilisé pour éliminer la poussière flottante à la surface de la pièce et le papier de verre est utilisé pour éliminer les grenailles d'acier résiduelles et autres débris à la surface.La surface en acier est traitée avec dégraissage et élimination de la rouille.Lorsque les exigences de surface sont trop élevées, des traitements de surface par phosphatation et passivation sont nécessaires.Les pièces en métal ferreux doivent être phosphatées avant l'électrophorèse anodique, sinon la résistance à la corrosion du film de peinture sera médiocre.Dans le traitement de phosphatation, un film de phosphatation au sel de zinc est généralement sélectionné, avec une épaisseur d'environ 1 à 2 μm, et le film de phosphate doit avoir des cristaux fins et uniformes.
(3) Dans le système de filtration, la filtration primaire est généralement adoptée et le filtre est une structure de sac en filet.La peinture électrophorétique est transportée vers le filtre à travers une pompe verticale pour la filtration.Compte tenu du cycle de remplacement complet et de la qualité du film de peinture, le sac filtrant avec une taille de pores de 50 μm est le meilleur.Il peut non seulement répondre aux exigences de qualité du film de peinture, mais également résoudre le problème de colmatage du sac filtrant.
(4) La taille du système de circulation du revêtement électrophorétique affecte directement la stabilité du bain et la qualité du film de peinture.L'augmentation du volume de circulation réduit les précipitations et les bulles du liquide du bain ;cependant, le vieillissement du liquide du bain s'accélère, la consommation d'énergie augmente et la stabilité du liquide du bain se détériore.Il est idéal de contrôler les temps de cycle du liquide du réservoir à 6-8 fois/h, ce qui garantit non seulement la qualité du film de peinture, mais assure également le fonctionnement stable du liquide du réservoir.
(5) À mesure que le temps de production augmente, l'impédance du diaphragme d'anode augmente et la tension de fonctionnement effective diminue.Par conséquent, en production, la tension de fonctionnement de l'alimentation doit être progressivement augmentée en fonction de la perte de tension pour compenser la chute de tension du diaphragme d'anode.
(6) Le système d'ultrafiltration contrôle la concentration des ions d'impureté apportés par la pièce pour assurer la qualité du revêtement.Dans le fonctionnement de ce système, il est à noter qu'une fois le système en fonctionnement, il doit fonctionner en continu et il est strictement interdit de fonctionner par intermittence pour éviter que la membrane d'ultrafiltration ne se dessèche.La résine et le pigment séchés adhèrent à la membrane d'ultrafiltration et ne peuvent pas être nettoyés à fond, ce qui affectera sérieusement la perméabilité à l'eau et la durée de vie de la membrane d'ultrafiltration.Le débit de sortie d'eau de la membrane d'ultrafiltration montre une tendance à la baisse avec le temps de fonctionnement.Il doit être nettoyé une fois pendant 30 à 40 jours de travail continu pour garantir l'eau d'ultrafiltration nécessaire à la lixiviation et au lavage par ultrafiltration.
(7) La méthode de revêtement électrophorétique convient au processus de production d'un grand nombre de chaînes de montage.Le cycle de renouvellement du bain d'électrophorèse doit être de 3 mois.La gestion scientifique du bain est extrêmement importante.Divers paramètres du bain sont régulièrement testés, et le bain est ajusté et remplacé en fonction des résultats des tests.Généralement, les paramètres de la solution de bain sont mesurés à la fréquence suivante : la valeur du pH, la teneur en solides et la conductivité de la solution d'électrophorèse, de la solution d'ultrafiltration et de la solution de nettoyage d'ultrafiltration, de la solution polaire anionique (anode), de la lotion en circulation et de la solution de nettoyage de déionisation une fois un jour;Rapport de base, teneur en solvant organique et test en laboratoire dans un petit réservoir deux fois par semaine.
(8) Pour la gestion de la qualité du film de peinture, l'uniformité et l'épaisseur du film de peinture doivent être vérifiées fréquemment, et l'apparence ne doit pas présenter de trous d'épingle, d'affaissement, de peau d'orange, de rides, etc. Vérifiez régulièrement les propriétés physiques et chimiques. des indicateurs tels que l'adhérence et la résistance à la corrosion du film de revêtement.Le cycle d'inspection est conforme aux normes d'inspection du fabricant, et généralement chaque lot doit être inspecté.
Traitement de surface avant électrophorèse
Le traitement de surface de la pièce avant le revêtement est une partie importante du revêtement électrophorétique, impliquant principalement le dégraissage, l'élimination de la rouille, le conditionnement de surface, la phosphatation et d'autres processus.La qualité de son traitement affecte non seulement l'apparence du film, réduit les performances anti-corrosion, mais détruit également la stabilité de la solution de peinture.Par conséquent, pour la surface de la pièce avant peinture, elle doit être exempte de taches d'huile, de marques de rouille, de produits chimiques de prétraitement et de sédimentation de phosphatation, etc., et le film de phosphatation a des cristaux denses et uniformes.Concernant les différents procédés de pré-traitement, nous ne les aborderons pas individuellement, mais seulement mettrons en avant quelques points d'attention :
1) Si le dégraissage et la rouille ne sont pas propres, cela affectera non seulement la formation du film de phosphatation, mais affectera également la force de liaison, les performances décoratives et la résistance à la corrosion du revêtement.Le film de peinture est sujet au rétrécissement et aux piqûres.
2) Phosphatation : Le but est d'améliorer l'adhérence et la capacité anti-corrosion du film électrophorétique.Son rôle est le suivant :
(1) En raison des effets physiques et chimiques, l'adhérence du film de revêtement organique au substrat est améliorée.
(2) Le film de phosphatation transforme la surface métallique d'un bon conducteur en un mauvais conducteur, inhibant ainsi la formation de micro-batteries sur la surface métallique, empêchant efficacement la corrosion du revêtement et augmentant la résistance à la corrosion et la résistance à l'eau du enrobage.De plus, uniquement sur la base d'un fondage et d'un dégraissage minutieux, un film de phosphatation satisfaisant peut être formé sur une surface propre, uniforme et sans graisse.De ce point de vue, le film de phosphatation lui-même est l'autocontrôle le plus intuitif et le plus fiable sur l'effet du processus de prétraitement.
3) Lavage : La qualité du lavage à chaque étape du prétraitement aura une grande influence sur la qualité de l'ensemble du prétraitement et du film de peinture.Lors du dernier nettoyage à l'eau déminéralisée avant peinture, assurez-vous que la conductivité d'égouttement de l'objet revêtu n'est pas supérieure à 30 μs/cm.Le nettoyage n'est pas propre, comme la pièce :
(1) Acide résiduel, liquide chimique de phosphatation, floculation de la résine dans le liquide de peinture et détérioration de la stabilité ;
(2) Matières étrangères résiduelles (taches d'huile, poussière), trous de retrait, particules et autres défauts dans le film de peinture ;
(3) Les électrolytes et les sels résiduels entraînent une aggravation de la réaction d'électrolyse et produisent des trous d'épingle et d'autres maladies.
Heure de publication : 17 avril 2021