Sapete cos'è l'elettroforesi? Spiegazione dettagliata del processo di elettroforesi dei dispositivi di fissaggio
Il principio dell'elettroforesi è simile a quello della galvanica
Nell'elettrolita composto da vernice conduttiva idrosolubile o emulsionata in acqua, il pezzo in lavorazione e l'altro elettrodo nell'elettrolita sono rispettivamente collegati a entrambe le estremità dell'alimentatore CC per formare un circuito elettrolitico. I cationi dissociati nell'elettrolita sono influenzati dalla forza del campo elettrico. Sotto l'azione si spostano al catodo e gli anioni si spostano verso l'anodo. Questi ioni di resina caricati, insieme alle particelle di pigmento adsorbite, vengono sottoposti a elettroforesi sulla superficie del pezzo e perdono la loro carica per formare un rivestimento umido. Classificazione dell'elettroforesi L'attuale rivestimento elettroforetico è diviso in due tipi: elettroforesi anodica ed elettroforesi catodica.
La resina idrosolubile utilizzata nell'elettroforesi anodica è un composto anionico. In acqua, la resina idrosolubile (sale amminico dell'acido carbossilico) si dissolve in forma ionica. Se viene applicato un campo elettrico a corrente continua, la differenza di potenziale generata tra i due poli farà sì che gli ioni si spostino verso i due poli.
Gli anioni si spostano verso l'anodo e si depositano sulla superficie dell'anodo, liberando elettroni; i cationi si spostano verso il catodo e vengono ridotti ad ammina (o ammoniaca) al catodo per ottenere elettroni. La resina solubile in acqua utilizzata nell'elettroforesi catodica è un composto cationico. Dopo la neutralizzazione con acido organico, si dissolve in forma ionica in acqua. Dopo aver attraversato un campo elettrico a corrente continua, gli ioni si muovono direzionalmente e i cationi si spostano verso il catodo, rilasciando elettroni sulla superficie del catodo e vengono ossidati ad acido. Finora il processo di sviluppo elettroforetico, i rivestimenti utilizzati nel rivestimento elettroforetico hanno attraversato 6 generazioni, tra cui la prima e la seconda generazione di rivestimenti elettroforetici sono rivestimenti elettroforetici anodici.
Introduzione di varie generazioni di rivestimenti (Guida: I vantaggi e gli svantaggi del fissaggio della recinzione dello stadio mediante viti ad espansione)
La prima generazione è un rivestimento elettroforetico anodico a bassa tensione e basso potere di proiezione. Viene utilizzato principalmente per la verniciatura interna delle carrozzerie delle automobili e deve essere installato catodi ausiliari. La sua resistenza alla nebbia salina è scarsa, entro 100 ore, rappresentata da olio di anidride maleica, fenolica, estere epossidico, ecc.
La seconda generazione è un rivestimento elettroforetico anodico ad alta tensione ed elevato potere di proiezione. Quando si vernicia la carrozzeria dell'auto non è più possibile prevedere il catodo ausiliario. Notevolmente migliorata la resistenza alla nebbia salina, che può raggiungere più di 240h (rivestimento elettroforetico sulla piastra di fosfatazione), rappresentata dalla resina di polibutadiene.
La terza generazione è un rivestimento elettroforetico catodico a bassa tensione, basso potere di proiezione e basso valore di pH. Il valore del pH del bagno di elettroforesi è 3~5, l'acido è forte e il corpo del serbatoio si corrode rapidamente, ma la resistenza alla corrosione del rivestimento della carrozzeria dell'auto dopo l'elettroforesi è migliorata, che può raggiungere 360~500 ore.
La 4a generazione è un rivestimento elettroforetico catodico ad alta tensione, alto valore di pH e alto potere di proiezione. Il valore del pH del bagno di elettroforesi è di circa 6,0 e il test di resistenza alla nebbia salina sulla piastra di fosfatazione può raggiungere più di 720 ore. È ancora la corrente principale dell'elettroforesi catodica in vari paesi.
La quinta generazione è un rivestimento elettroforetico catodico a film spesso. Principalmente per migliorare la resistenza alla corrosione degli spigoli vivi del pezzo verniciato e semplificare il processo di rivestimento. Lo spessore del film è di 30-35μm e la resistenza alla nebbia salina può raggiungere circa 1000 ore.
La sesta generazione è una vernice elettroforetica catodica a pH elevato, ad alto potere di lancio, senza piombo ed ecologica. La caratteristica notevole di questa generazione di vernici in termini di protezione ambientale è che riduce la temperatura di indurimento e fa risparmiare energia e risorse. Il confronto delle prestazioni specifiche è mostrato nella Tabella 3-20.
Caratteristiche dell'elettroforesi
I vantaggi del rivestimento elettroforetico sono:
L'ambiente di lavoro è buono. Il solvente nell'elettrolita del rivestimento elettroforetico è l'acqua, che non presenta problemi di infiammabilità ed esplosività e non inquina l'aria.
Elevata efficienza produttiva. Rispetto ad altri metodi di rivestimento, il rivestimento elettroforetico ha la massima efficienza produttiva. Il pezzo può essere immerso nell'elettrolita e l'elettroforesi può essere completata in pochi minuti. È adatto per la produzione di massa ed è facile da realizzare l'automazione della produzione.
Risparmiare materie prime. Il tasso di utilizzo del materiale del rivestimento elettroforetico è generalmente superiore all'85%, ovvero il 40% in meno rispetto alla vernice spray.
La qualità del rivestimento è buona. Il rivestimento elettroforetico ha una superficie uniforme, buona adesione al pezzo, film di vernice aderente, assenza di segni di flusso, formazione di bolle e altri difetti.
Ma l’elettroforesi presenta anche alcuni svantaggi:
L’attrezzatura è complessa e l’investimento è grande. Oltre al serbatoio per elettroforesi, apparecchiature ausiliarie, dispositivi di ultrafiltrazione e apparecchiature per acqua pura, speciali alimentatori CC, apparecchiature per l'essiccazione, apparecchiature per il trattamento delle acque reflue, ecc. sono anche richiesti.
Esistono poche varietà di vernici. Attualmente, i rivestimenti elettroforetici sono limitati alle vernici idrosolubili e alle vernici emulsionate in acqua; i colori sono limitati a primer di colore scuro o vernici monostrato a doppio uso. Il motivo è che gli ioni ferro e gli anioni resina ionizzati nel processo di elettroforesi (come la deposizione tramite elettroforesi anodica) si neutralizzano e si depositano sul pezzo in lavorazione diventando marrone giallastro.
Il rivestimento elettroforetico deve essere cotto a 150 ℃ per 1 ora, il che consuma molta energia.
Processo di elettroforesi
Il rivestimento elettroforetico è un processo elettrochimico molto complesso, che comprende principalmente quattro processi simultanei di elettroforesi, elettrolisi, elettrodeposizione ed elettroosmosi.
Elettroforesi. Sotto l'azione di un campo elettrico esterno, le particelle cariche (particelle di resina colloidale) nella soluzione si spostano sulla piastra dell'elettrodo caricata in modo opposto e i pigmenti non caricati vengono adsorbiti sulle particelle cariche di resina colloidale mediante elettroforesi.
Elettrodeposizione. Sotto l'azione di un campo elettrico esterno, le particelle cariche di resina raggiungono l'anodo (o il catodo) mediante elettroforesi, rilasciano (o ottengono) elettroni e si depositano sulla superficie dell'anodo (o del catodo), formando un rivestimento insolubile in acqua.
Elettroosmosi. L’elettroosmosi è il processo inverso dell’elettroforesi. La sua funzione principale è quella di disidratare il rivestimento elettrodepositato. Quando le particelle di resina colloidale si depositano sulla superficie dell'anodo, l'acqua e gli altri mezzi originariamente adsorbiti sulla piastra anodica passano attraverso il rivestimento ed entrano nella soluzione sotto l'azione della forza di infiltrazione.
Elettrolisi. Sotto l'azione di un campo elettrico esterno, una corrente scorre attraverso la soluzione elettrolitica, che elettrolizza l'acqua, rilasciando idrogeno gassoso al catodo e ossigeno gassoso all'anodo. Pertanto, nel processo di rivestimento elettroforetico, la tensione dovrebbe essere opportunamente ridotta per eliminare l'influenza dell'idrogeno e dell'ossigeno generati dall'acqua elettrolizzata sulla qualità del rivestimento.
Altre notizie correlate al settore delle parti per stampaggio:
