電泳加工的本質(zhì)是 **“電解、電泳、電沉積、電滲” 四個(gè)連續(xù)過(guò)程的協(xié)同作用 **,具體原理如下:
電解:當(dāng)電極(工件為陰極或陽(yáng)極,對(duì)應(yīng)不同電泳類型)插入涂料溶液(電泳漆)并通直流電時(shí),水分子在電極表面發(fā)生電解反應(yīng):
陰極(若工件為陰極):2H?O + 2e? → H?↑ + 2OH?(產(chǎn)生氫氣和氫氧根離子,使附近溶液呈堿性);
陽(yáng)極(若涂料粒子帶負(fù)電):2H?O - 4e? → O?↑ + 4H?(產(chǎn)生氧氣和氫離子)。
電泳:電泳漆中的涂料粒子(樹(shù)脂、顏料等)因帶有電荷(通常為負(fù)電,少數(shù)為正電),在電場(chǎng)作用下向相反極性的工件(電極)定向移動(dòng),例如:負(fù)電粒子向陰極工件移動(dòng)。
電沉積:當(dāng)帶電涂料粒子到達(dá)工件表面時(shí),因工件表面電荷被中和(如陰極附近的 OH?與負(fù)電粒子反應(yīng)),粒子失去穩(wěn)定性并沉積在工件表面,逐漸形成濕涂層。
電滲:沉積的濕涂層具有一定多孔性,電場(chǎng)作用下,涂料溶液中的水分子會(huì)從涂層內(nèi)部向外部(溶液側(cè))滲透,使?jié)裢繉用撍?、致密化,為后續(xù)烘干固化奠定基礎(chǔ)。
根據(jù)涂料粒子的電荷極性和工件的電極屬性,電泳加工可分為兩大核心類型,二者在工藝特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景上差異顯著:
分類維度 陰極電泳(Cathodic Electrophoretic Coating, CED) 陽(yáng)極電泳(Anodic Electrophoretic Coating, AED)
涂料粒子電荷 負(fù)電(陰離子型) 正電(陽(yáng)離子型)
工件電極屬性 陰極(接電源負(fù)極) 陽(yáng)極(接電源正極)
涂層附著力 強(qiáng)(工件表面無(wú)氧化,涂層與基體結(jié)合更緊密) 較弱(工件表面可能發(fā)生氧化,影響結(jié)合力)
耐腐蝕性 優(yōu)異(涂層致密,可阻擋腐蝕介質(zhì)滲透) 一般(適用于低腐蝕要求場(chǎng)景)
環(huán)保性 高(涂料利用率>95%,廢水排放量少) 中等(涂料利用率約 85%)
主要應(yīng)用場(chǎng)景 汽車車身 / 零部件、工程機(jī)械、高端五金 家用電器(如洗衣機(jī)內(nèi)筒)、普通五金件、小型零件
目前,陰極電泳因綜合性能更優(yōu),已成為工業(yè)主流(尤其是汽車行業(yè),占比超 90%);陽(yáng)極電泳因成本較低,仍用于對(duì)涂層性能要求不高的領(lǐng)域。
電泳加工的典型應(yīng)用領(lǐng)域
汽車行業(yè):核心應(yīng)用領(lǐng)域,包括汽車車身、車架、車門、底盤零部件(如傳動(dòng)軸、懸掛臂)等,采用陰極電泳涂層,可滿足汽車 10 年以上的耐腐蝕要求;
工程機(jī)械:如挖掘機(jī)、裝載機(jī)的駕駛室、液壓管路、金屬結(jié)構(gòu)件,需耐受戶外惡劣環(huán)境,電泳涂層可提供優(yōu)異的耐候性和耐腐蝕性;
家電行業(yè):洗衣機(jī)內(nèi)筒(陽(yáng)極電泳,成本低)、空調(diào)外機(jī)外殼(陰極電泳,耐雨水腐蝕)、冰箱金屬部件等;
五金與安防:門鎖、合頁(yè)、鉸鏈等建筑五金,以及監(jiān)控?cái)z像頭外殼、配電箱等安防產(chǎn)品,需兼顧美觀與防銹;
軌道交通:地鐵、高鐵的金屬部件(如車門框架、座椅支架),電泳涂層可適應(yīng)軌道交通的高振動(dòng)、高濕度環(huán)境。
電泳加工的常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案
在實(shí)際生產(chǎn)中,電泳涂層易出現(xiàn)缺陷,需針對(duì)性排查原因并解決:
常見(jiàn)缺陷 主要原因 解決方案
針孔 漆液 pH 值過(guò)高、烘干溫度驟升、工件表面有油污 調(diào)整漆液 pH 值至 7.5-8.5;烘干爐采用梯度升溫;加強(qiáng)前處理脫脂
漏涂(局部無(wú)涂層) 掛具接觸不良、工件有絕緣層(如油污殘留) 清理掛具觸點(diǎn),確保導(dǎo)電;檢查前處理是否徹底
涂層流掛 漆液固體分過(guò)高、電泳時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、工件垂直面過(guò)長(zhǎng) 降低漆液固體分;縮短電泳時(shí)間;優(yōu)化工件裝掛角度
涂層粗糙 漆液電導(dǎo)率過(guò)高、磷化膜不均勻、漆液有雜質(zhì) 更換超濾膜,降低電導(dǎo)率;調(diào)整磷