المعالجة السطحية بالطلاء الكهربائي الصناعي للمسبوكات المعدنية ومنتجات التصنيع

الطلاء الكهربائي الصناعي هو معالجة سطحية تستخدم على نطاق واسع لحماية الأسطحالمسبوكات المعدنيةومنتجات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي من التآكل بلمسة نهائية لطيفة. يطرح العديد من العملاء أسئلة حول المعالجة السطحية للمسبوكات المعدنية وأجزاء تشكيله الدقة. سوف تركز هذه المقالة على عملية الطلاء الكهربي. آمل أن يكون مفيدًا لجميع الشركاء.

الطلاء الكهربائي هو طريقة طلاء يتم فيها توجيه الجزيئات مثل الأصباغ والراتنجات المعلقة في المحلول الكهربي للهجرة والترسب على سطح أحد الأقطاب الكهربائية باستخدام مجال كهربائي خارجي. تم اختراع مبدأ الطلاء الكهربي في نهاية ثلاثينيات القرن العشرين، ولكن تم تطوير هذه التقنية وحصلت على تطبيق صناعي بعد عام 1963. الطلاء الكهربي هو عملية البناء الأكثر عملية للطلاءات المائية. يتميز الطلاء الكهربي بخصائص الذوبان في الماء، وعدم السمية، وسهولة التحكم الآلي. نظرًا لأنها مناسبة للمعالجة السطحية لقطع العمل الموصلة (المسبوكات المعدنية والأجزاء الآلية والمطروقات وأجزاء الصفائح المعدنية وأجزاء اللحام، وما إلى ذلك)، فقد تم استخدام عملية الطلاء الكهربي بسرعة على نطاق واسع في صناعات مثل السيارات ومواد البناء والأجهزة ، والأجهزة المنزلية.

مبادئ
يحتوي الراتينج الموجود في الطلاء الكهربي الكاثودي على مجموعات أساسية تشكل ملحًا بعد معادلة الحمض وتذوب في الماء. بعد تطبيق التيار المباشر، تنتقل الأيونات السالبة الجذرية الحمضية إلى القطب الموجب، وتنتقل أيونات الراتنج وجزيئات الصبغ المغلفة بها إلى الكاثود بشحنات موجبة وتترسب على الكاثود. هذا هو المبدأ الأساسي للطلاء الكهربي (المعروف باسم الطلاء). طلاء الرحلان الكهربي هو تفاعل كهروكيميائي معقد للغاية، حيث تحدث أربعة تأثيرات على الأقل للرحلان الكهربي، والترسيب الكهربي، والتحليل الكهربي، والتناضح الكهربي في وقت واحد.

الرحلان الكهربائي
بعد تشغيل الأنود والكاثود في المحلول الغروي، تنتقل الجزيئات الغروية إلى جانب الكاثود (أو الأنود) تحت تأثير المجال الكهربائي، وهو ما يسمى بالرحلان الكهربائي. المادة الموجودة في المحلول الغروي ليست في حالة جزيئات وأيونات، بل هي مذابة متناثرة في السائل. المادة كبيرة ولن تترسب إلى حالة مشتتة.

الترسيب الكهربائي
وتسمى ظاهرة ترسيب المواد الصلبة من السائل بالتكتل (التكتل، الترسيب)، والتي تنتج عادة عند تبريد المحلول أو تركيزه، ويعتمد الطلاء الكهربي على الكهرباء. في الطلاء الكهربي الكاثودي، تتجمع الجزيئات الموجبة الشحنة على الكاثود، وتتجمع الجزيئات سالبة الشحنة (أي الأيونات) على الأنود. عندما تصل الجزيئات الغروية المشحونة إيجابيا (الراتنج والصباغ) إلى الكاثود (الركيزة) بعد مساحة السطح (الطبقة البينية شديدة القلوية)، يتم الحصول على الإلكترونات وتتفاعل مع أيونات الهيدروكسيد لتصبح مواد غير قابلة للذوبان في الماء، والتي تترسب على الكاثود ( قطعة العمل المطلية).

التحليل الكهربائي
في المحلول ذي الموصلية الأيونية، يتم توصيل الأنود والكاثود بالتيار المباشر، وتنجذب الأنيونات إلى الأنود، وتنجذب الكاتيونات إلى الكاثود، ويحدث تفاعل كيميائي. ينتج الأنود إذابة المعادن وأكسدة التحليل الكهربائي لإنتاج الأكسجين والكلور وما إلى ذلك. الأنود هو قطب كهربائي يمكنه إنتاج تفاعل أكسدة. يتم ترسيب المعدن عند الكاثود ويتم اختزال H+ كهربائياً إلى هيدروجين.

التناضح الكهربائي
بعد أن يتم تنشيط طرفي المحاليل (الكاثود والأنود) بتركيزات مختلفة مفصولة بغشاء نصف منفذ، تسمى ظاهرة انتقال المحلول منخفض التركيز إلى الجانب عالي التركيز بالتناضح الكهربائي. طبقة الطلاء المودعة للتو على سطح الجسم المطلي هي طبقة شبه منفذة. في ظل العمل المستمر للمجال الكهربائي، يتم إخراج الماء الموجود في فيلم التلطخ من الفيلم وينتقل إلى الحمام لتجفيف الفيلم. هذا هو التناضح الكهربائي. يحول التناضح الكهربائي طبقة الطلاء المحبة للماء إلى طبقة طلاء كارهة للماء، والجفاف يجعل طبقة الطلاء كثيفة. يمكن لمس الطلاء الرطب بعد السباحة باستخدام الطلاء الكهربي الجيد بالتناضح الكهربائي وليس لزجًا. يمكنك شطف سائل الاستحمام الملتصق بطبقة الطلاء الرطبة بالماء.

خصائص الطلاء الكهربائي
يتميز فيلم الطلاء الكهربي بمزايا الامتلاء والتوحيد والتسطيح والطلاء الناعم. تعد الصلابة والالتصاق ومقاومة التآكل وأداء الصدمات ونفاذية طبقة الطلاء الكهربي أفضل بكثير من عمليات الطلاء الأخرى.
(1) يتم استخدام الطلاء القابل للذوبان في الماء، ويستخدم الماء كوسيط إذابة، مما يوفر الكثير من المذيبات العضوية، ويقلل بشكل كبير من تلوث الهواء والمخاطر البيئية، وهو آمن وصحي، ويتجنب خطر الحريق الخفي؛
(2) كفاءة الطلاء عالية، وفقدان الطلاء صغير، ويمكن أن يصل معدل استخدام الطلاء إلى 90% إلى 95%؛
(3) سمك طبقة الطلاء موحد، والالتصاق قوي، وجودة الطلاء جيدة. يمكن لكل جزء من قطعة العمل، مثل الطبقة الداخلية والمنخفضات واللحامات وما إلى ذلك، الحصول على طبقة طلاء موحدة وناعمة، مما يحل مشكلة طرق الطلاء الأخرى لقطع العمل ذات الشكل المعقد. مشكلة الرسم؛
(4) كفاءة الإنتاج عالية، ويمكن للبناء تحقيق الإنتاج التلقائي والمستمر، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة العمل؛
(5) المعدات معقدة، وتكلفة الاستثمار مرتفعة، واستهلاك الطاقة كبير، ودرجة الحرارة المطلوبة للتجفيف والمعالجة مرتفعة، وإدارة الطلاء والطلاء معقدة، وشروط البناء صارمة، ومعالجة مياه الصرف الصحي مطلوبة ;
(6) يمكن استخدام الطلاء القابل للذوبان في الماء فقط، ولا يمكن تغيير اللون أثناء عملية الطلاء. ليس من السهل التحكم في ثبات الطلاء بعد تخزينه لفترة طويلة.
(7) معدات الطلاء الكهربي معقدة ومحتوى التكنولوجيا مرتفع، وهو مناسب لإنتاج لون ثابت.

حدود الطلاء الكهربائي
(1) إنها مناسبة فقط للطلاء التمهيدي للركائز الموصلة مثل أجزاء الآلات من المعادن الحديدية والمعادن غير الحديدية. لا يمكن طلاء الأجسام غير الموصلة مثل الخشب والبلاستيك والقماش وما إلى ذلك بهذه الطريقة.
(2) عملية الطلاء الكهربي غير مناسبة للأجسام المطلية المكونة من معادن متعددة، إذا كانت خصائص الرحلان الكهربي مختلفة.
(3) لا يمكن استخدام عملية الطلاء الكهربي للأجسام المطلية التي لا يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية.
(4) الطلاء الكهربي غير مناسب للطلاء ذي المتطلبات المحدودة على اللون. يجب طلاء الطلاء الكهربي بألوان مختلفة في أخاديد مختلفة.
(5) لا يُنصح باستخدام الطلاء الكهربي لإنتاج كميات صغيرة (فترة تجديد الحمام أكثر من 6 أشهر)، لأن سرعة تجديد الحمام بطيئة جدًا، والراتنج الموجود في الحمام يتقادم ويتغير محتوى المذيبات إلى حد كبير. الحمام غير مستقر.

خطوات الطلاء الكهربائي
(1) بالنسبة للطلاء الكهربي للأسطح المعدنية العامة، فإن تدفق العملية هو: التنظيف المسبق ← إزالة الشحوم ← غسل الماء ← إزالة الصدأ ← غسل الماء ← التعادل ← غسل الماء ← الفوسفات ← غسل الماء ← التخميل ← الطلاء الكهربي ← تنظيف سطح الخزان ← غسل المياه بالترشيح الفائق ← التجفيف ← غير متصل.
(2) الركيزة والمعالجة المسبقة للجسم المطلي لها تأثير كبير على طبقة الطلاء الكهربي. عادةً ما يتم إزالة الصدأ من المسبوكات المعدنية عن طريق السفع الرملي أو السفع بالخردق، ويتم استخدام خيوط القطن لإزالة الغبار العائم على سطح قطعة العمل، ويتم استخدام ورق الصنفرة لإزالة الطلقات الفولاذية المتبقية وغيرها من الحطام على السطح. تتم معالجة السطح الفولاذي بإزالة الشحوم وإزالة الصدأ. عندما تكون متطلبات السطح عالية جدًا، تكون هناك حاجة إلى معالجات سطحية بالفوسفات والتخميل. يجب فوسفات قطع العمل المعدنية الحديدية قبل الرحلان الكهربائي الأنودي، وإلا فإن مقاومة التآكل لفيلم الطلاء ستكون ضعيفة. في معالجة الفوسفات، يتم اختيار فيلم فوسفات ملح الزنك بشكل عام، بسمك حوالي 1 إلى 2 ميكرومتر، ويتطلب فيلم الفوسفات أن يحتوي على بلورات دقيقة وموحدة.
(3) في نظام الترشيح، يتم اعتماد الترشيح الأساسي بشكل عام، ويكون المرشح عبارة عن هيكل كيس شبكي. يتم نقل الطلاء الكهربي إلى المرشح من خلال مضخة عمودية للترشيح. مع الأخذ في الاعتبار دورة الاستبدال الشاملة وجودة طبقة الطلاء، فإن كيس الفلتر بحجم المسام 50μm هو الأفضل. لا يمكنها تلبية متطلبات الجودة لفيلم الطلاء فحسب، بل يمكنها أيضًا حل مشكلة انسداد كيس الفلتر.
(4) يؤثر حجم نظام تداول الطلاء الكهربي بشكل مباشر على ثبات الحمام وجودة طبقة الطلاء. زيادة حجم الدورة الدموية تقلل من هطول وفقاعات سائل الاستحمام. ومع ذلك، فإن شيخوخة سائل الحمام تتسارع، ويزيد استهلاك الطاقة، ويصبح استقرار سائل الحمام أسوأ. إنه مثالي للتحكم في أوقات دورة سائل الخزان إلى 6-8 مرات / ساعة، الأمر الذي لا يضمن جودة طبقة الطلاء فحسب، بل يضمن أيضًا التشغيل المستقر لسائل الخزان.
(5) مع زيادة وقت الإنتاج، ستزداد مقاومة غشاء الأنود وسينخفض ​​جهد التشغيل الفعال. لذلك، في الإنتاج، يجب زيادة جهد التشغيل لمصدر الطاقة تدريجيًا وفقًا لفقد الجهد للتعويض عن انخفاض الجهد في غشاء الأنود.
(6) يتحكم نظام الترشيح الفائق في تركيز أيونات الشوائب التي تجلبها قطعة العمل لضمان جودة الطلاء. في تشغيل هذا النظام، تجدر الإشارة إلى أنه بمجرد تشغيل النظام، يجب أن يعمل بشكل مستمر ويمنع منعا باتا تشغيله بشكل متقطع لمنع غشاء الترشيح الفائق من الجفاف. يلتصق الراتينج والصبغة المجففة بغشاء الترشيح الفائق ولا يمكن تنظيفهما بالكامل، مما سيؤثر بشكل خطير على نفاذية الماء وعمر خدمة غشاء الترشيح الفائق. يُظهر معدل إخراج الماء لغشاء الترشيح الفائق اتجاهًا تنازليًا مع وقت التشغيل. يجب تنظيفه مرة واحدة لمدة 30-40 يومًا من العمل المستمر لضمان الحصول على مياه الترشيح الفائق المطلوبة للترشيح الفائق والغسيل.
(7) طريقة الطلاء الكهربي مناسبة لعملية إنتاج عدد كبير من خطوط التجميع. يجب أن تكون دورة تجديد الحمام الكهربائي خلال 3 أشهر. الإدارة العلمية للحمام أمر في غاية الأهمية. يتم اختبار المعلمات المختلفة للحمام بانتظام، ويتم ضبط الحمام واستبداله وفقًا لنتائج الاختبار. بشكل عام، يتم قياس معلمات محلول الحمام بالتردد التالي: قيمة الرقم الهيدروجيني والمحتوى الصلب والتوصيل لمحلول الرحلان الكهربائي، ومحلول الترشيح الفائق ومحلول تنظيف الترشيح الفائق، والمحلول القطبي الأنيوني (الأنود)، والغسول المنتشر، ومحلول تنظيف إزالة الأيونات مرة واحدة. يوم؛ النسبة الأساسية، ومحتوى المذيبات العضوية، واختبار الخزان الصغير في المختبر مرتين في الأسبوع.
(8) لإدارة جودة طبقة الطلاء، يجب فحص تجانس وسمك طبقة الطلاء بشكل متكرر، ويجب ألا يحتوي المظهر على ثقوب أو ترهل أو قشر برتقالي أو تجاعيد وما إلى ذلك. تحقق بانتظام من العوامل الفيزيائية والكيميائية مؤشرات مثل التصاق ومقاومة التآكل لفيلم الطلاء. تتوافق دورة الفحص مع معايير الفحص الخاصة بالشركة المصنعة، وبشكل عام يجب فحص كل دفعة.

المعالجة السطحية قبل الرحلان الكهربائي
تعد المعالجة السطحية لقطعة العمل قبل الطلاء جزءًا مهمًا من الطلاء الكهربي، والتي تتضمن بشكل أساسي إزالة الشحوم وإزالة الصدأ وتكييف السطح والفوسفات وغيرها من العمليات. جودة معالجتها لا تؤثر فقط على مظهر الفيلم، وتقلل من الأداء المضاد للتآكل، ولكنها تدمر أيضًا ثبات محلول الطلاء. لذلك، بالنسبة لسطح قطعة العمل قبل الطلاء، يجب أن يكون خاليًا من بقع الزيت وعلامات الصدأ وعدم وجود مواد كيميائية معالجة مسبقًا وترسيب الفوسفات وما إلى ذلك، كما أن فيلم الفوسفات يحتوي على بلورات كثيفة وموحدة. فيما يتعلق بعمليات المعالجة المسبقة المختلفة، لن نناقشها بشكل فردي، ولكننا سنطرح فقط بعض النقاط التي يجب الاهتمام بها:
1) إذا لم تكن إزالة الشحوم والصدأ نظيفة، فلن يؤثر ذلك فقط على تكوين طبقة الفوسفات، بل سيؤثر أيضًا على قوة الترابط والأداء الزخرفي ومقاومة التآكل للطلاء. طبقة الطلاء عرضة للانكماش والثقوب.
2) الفوسفات: والغرض من ذلك هو تحسين الالتصاق والقدرة المضادة للتآكل للفيلم الكهربي. ودورها هو كما يلي:
(1) بسبب التأثيرات الفيزيائية والكيميائية، يتم تعزيز التصاق طبقة الطلاء العضوية بالركيزة.
(2) يقوم فيلم الفوسفات بتحويل السطح المعدني من موصل جيد إلى موصل رديء، وبالتالي يمنع تكوين بطاريات صغيرة على السطح المعدني، ويمنع بشكل فعال تآكل الطلاء، ويزيد من مقاومة التآكل ومقاومة الماء. طلاء. بالإضافة إلى ذلك، فقط على أساس القاع الشامل وإزالة الشحوم، يمكن تشكيل طبقة فوسفات مرضية على سطح نظيف وموحد وخالي من الشحوم. من هذا الجانب، يعد فيلم الفوسفات نفسه هو الفحص الذاتي الأكثر بديهية وموثوقية لتأثير عملية المعالجة المسبقة.
3) الغسيل: سيكون لجودة الغسيل في كل مرحلة من مراحل المعالجة تأثير كبير على جودة المعالجة المسبقة وطبقة الطلاء بأكملها. آخر تنظيف بالماء منزوع الأيونات قبل الطلاء، تأكد من أن الموصلية المتساقطة للكائن المطلي لا تزيد عن 30 ميكروثانية / سم. التنظيف غير نظيف مثل قطعة العمل:
(1) الحمض المتبقي، السائل الكيميائي الفوسفاتي، تلبد الراتنج في سائل الطلاء، وتدهور الاستقرار؛
(2) المواد الغريبة المتبقية (بقع الزيت والغبار)، وثقوب الانكماش، والجسيمات والعيوب الأخرى في طبقة الطلاء؛
(3) تؤدي الأملاح والأملاح المتبقية إلى تفاقم تفاعل التحليل الكهربائي وإنتاج ثقوب وأمراض أخرى.