阴极电泳涂装手册中文版

阴极电泳涂装手册中文版内容摘要：

标准是由油漆制造厂 和 最终用户共同开发和订立的。 目前，对阳离子漆（阴极电泳漆）系统的水纯度标准是 10 微姆欧或 100000 欧姆，欧姆是一个电阻单位，姆欧是导电性的计量单位（姆欧是的简单倒拼）。 如果水质电导率大于 25 微姆欧， 槽液可能被污染。 水质低于 25 微姆欧就不会引起什么问题，但也不会提供系统的水平。 为了防止漆液被污染， 电泳槽中要用去离子水。 无机杂质会引起两个问题： 在电泳过程中无机物的存在会影响涂膜的外观和抗腐蚀性。 游离的无机物 带电荷，它们泳动并消耗用于涂漆的电能。 因为纯水是良好的溶剂，所以被 用于电泳槽液 的配制， 电泳涂膜的最终淋洗及磷化后除去前处理残留物 离子交换的能力会随连续运行而降低， 最后达到失效点。 这时，可用强酸和碱再生。 为此， 盐酸（ HCL）和氢氧化钠（ NaOH）溶液是推荐选用的材料， 决不能用片状 NaOH, 因为它会引起阀门堵塞。 交换柱再生之后，必须将所有的酸，碱（即使是微量）从系统中冲洗干净。 任何残留的酸碱，将对电泳槽液有破坏性影响。 隔膜 隔膜可以有选择性的允许一种粒子或一种分子通过，而挡住其它物质。 使用 特定尺寸的隔膜或使用在高电荷密度下运行的阳极液（电渗析）隔膜， 可以达到这种状况。 在所有的电泳槽中泳用到两种隔膜， 阳极膜和超滤膜。 阳极膜的作用是除去阳离子树脂电泳到工件时产生的酸积聚。 超滤膜的作用有两个： 为闭路冲洗系统提供清洗液，冲洗掉由电泳槽中带出的浮漆，提高油漆利用率， 从而得到清洁Automotive Electrodeposition Reference Manual 11397 Section 8 Ver 1 的产品。 除去可能从磷化带入电泳槽中的水溶性污染物。 超滤膜 超滤膜是利用筛分原理工作藉此把所需的并能通过隔 膜微孔的物质与不能通过的溶解分子颗粒分开。 一般的过滤是在压力作用下强行是液体通过多孔介质， 同样，在超滤中， 也实在压力下强行通过多孔介质。 然而，这孔径要小 1， 000 倍， 实际上， 隔膜的孔径小得连有些细菌都不能通过。 超滤膜可以通过水，酸，某些溶剂， 低分子量树脂及杂质离子。 当电泳槽在正常的电导率参数内运行时，使用超滤供封闭循环的清洗系统， 电导率高， 表明有离子污染， 当发生这样情况时， 要排放超滤液， 加去离子水供清洗用。 阻碍超滤液的生成有两种力，渗透力和浓差极化力。 渗透力 是一个溶剂在其容积内浓 度不断平衡的趋势。 这个力靠施加压力使油漆通过超滤装置来克服。 浓差极化力 是分子在膜表面堆积或浓缩的趋势。 仍然是要施加压力， 而且使油漆快速通过膜表面， 来减少这个浓差极化力。 超滤装置有四种类型中， 后面两种最普及。 板框式 螺旋式 开管式 中空纤维式 阳极液隔膜 这类隔膜以电渗析原理工作， 与超滤器不同，他们不需要压力。 由穿过隔膜的两侧提供所需的能量， 隔膜带有稠密的电荷密度及微孔。 能有选择的允许带相应电 荷的离子透过。 当树脂在阴极上沉淀时，平衡树脂的离子在溶液中累积，由于这些平衡离子是酸性的，它的累积使 pH下降。 然而，阳极液隔膜仅允许 酸通过， 但不允许 树脂通过。 这样，除去多余的酸，来维持槽液的正常 pH值。 本节摘要 阴极电泳涂装手册 11397 Section 9 Ver 1 要点：在阴极电泳系统中，树脂和颜料沉积在阴极上， 因此大大地提高了防腐蚀性，这个方法比阳极法优越。 下面列出了涂装一台车身时发生的四个反应。 定义的关键字写在括号中。 电解（分解） 电泳（泳动，迁移） 电沉积（析出） 电渗（脱 水） 阴极电泳涂装手册 11397 Section 1 Ver 1 设计参数 简介 有关阴极电泳生产设备及控制的资料文章等很多。 用户，设备供应厂家，油漆厂家及其它有关部门都有一些有价值的数据，设想及概念等。 作为油漆供应商与电泳操关系密切，我们整理出以下的一些关于在设计上需考虑的问题。 这里的许多建议都来自我们现场服务及电泳涂装系统的故障排除过程所积累的经验。 我们认为这些内容是必不 可少的，并能令电泳漆在电泳系统中发挥最高的性能。 这并不意味着这些内容是必须全部执行才可达到的令人满意的操作的，但我们的观点是这是获得最高的涂层质量和最满意的系统操作所需要的。 总体设计 基本要求 不能有没有回路的管道。 电泳槽具有彻底的排空装置。 为了完全排净，槽底应是倾斜的。 管道也应是倾斜的来提获得一个低的排出点。 N电泳槽里面没有裸露的金属 溢流应在冲洗中被利用来回收超滤液。 滴漏盘 滴漏盘要连续走，随磷化和电泳生产线。 电泳槽上方的防滴漏盘防止链油 及灰尘 等不落在工件上。 为使效果最佳， 滴漏盘要尽可能宽， 要设计得不致使赃物回流到电泳槽中。 在冲洗通廊间内的滴漏盘要保护整个运输链免受冲洗。 吊具设计 车身的吊具要设计成没有任何的吊具部件在车身上方。 如果吊具部件在生产中处于工件的上方， 很容易使磷化污染 物和水滴到工具的顶上形成污染电泳槽的可能性。 整体支撑工件的“ C”型吊具在许多车厂内采用，过滤效果均好。 这种设计对使用顶部阳极最好， 其结构能显著的节省油漆。 盒型或管型设计应为封闭式，以防止带出涂料，但允许在液面及喷洗面上方开泄压孔。 设计还必须考虑工件沥液效果。 （见图 1） Automotive Electrodeposition Reference Manual 11397 Section 2 Ver 1 金属前处理 车身车间清洗设备 有效的车身车间清洗设备应具有分散并除掉车身上矿物油，润滑剂及冲压拉延油。 用高压水及皂液进行良好的预清洗能提高磷化作业效果。 清洗也可减少带入电泳槽的或电泳涂膜烘干时发生缩孔的污染物。 漆膜烘干时出现缩孔的问题在翻边及焊缝处最明显。 预清洗系统包括清除金属屑及焊渣， 它们是磷化和电泳槽内的污染物的来源。 车底板亦是预清洗操作的重点部位之一。 磷化 磷化技术的开发是为阴极电泳涂装而服务的。 磷 化材料的特性取决于可否控制晶体的结构。 成功的磷化操作完全取决于车身的清洁程度，磷化膜均匀与否以及最终残留的去离子水电导率 是否低。 彻底的预清洗包括除去所有的油，冲压拉延剂，金属屑，其它碎屑颗粒及除掉所有的磷化残渣。 磷化膜应完全均匀，无条痕，花纹或染色斑痕。 晶粒应小而致密，膜重与磷化方式相称。 水洗用循环去离子水的水质要保持在 10us/cm２ 以下，而随后的新鲜去离子水洗的水质电导应低于25us/cm２。 磷化过的车身必须全湿或全干状态进入电泳槽。 干湿不均匀可导致膜产生花纹或斑痕。 运输链设一个驼峰有助于沥净冲洗水残液。 磷化和电泳之间的储存链，转移链及传送链要设封闭隧道，以防止悬浮于空气中的灰尘及油对车身的污染。 此封闭隧道要有充分的通风，防止凝结及对产品的再污染。 外露的储存链不能沿着磷化设备运行，因为空气中的磷化液雾可引起电泳漆膜产伸缩孔或其它缺陷。 去离子水再生槽的布置太靠近未加保护的车身也可引起类似的问题。 磷化液雾和去离子水再生仅仅是各种可能污染源的两种。 不推荐用压缩空气吹除灰 尘。 原因是空气所带的污染物对涂层仍有损害的可能性。 如使用加热烘设备时，车身温度要冷却到电泳槽液的温度。 车身温度高也会增加油漆冷却设备的负荷。 电泳槽 流动方向 电泳槽要设计成使油漆沿单一循环路线连续运动，液面运动方向与输链行相同（见图2），实际经验证明，这样的设计能得到最干净电泳车身。 平稳流向变化（在槽 入口端）可考虑使用一“摇臂导向板”来实现。 在工件入口端斜坡上喷头以引导漆液流向入口端，漆液虽改变流向，以有助于防止颜料沉淀。 现在这种设计的两种形式已被普遍采用（见图 3）。 另外，底部中央有抽出过滤装置的双向流动系统也已被证明是成功的。 阴极电泳涂装手册 11397 Section 3 Ver 1 槽底的喷射嘴与竖立式带喷头侧管相结合可提供有效的槽液搅拌。 必要时，为加强循环，可在出口端加引流管。 引流管是大流量搅拌泵系统，它从液面使漆运动，它做横跨底表动。 用引流管时，大量漆液不经过滤而返回，因此当采用引流管时会产生染质污物和缩孔问题，就会延长问题存在的时间。 槽 底喷管要设在离槽底约 3 英寸（ 78cm）处，这样可使漆液沿槽底自由流动（见图 2）。 在漆槽中搅拌不彻底的任何区域都会引起颜料沉淀。 象排出口，储槽，泵井或空油漆管路等部位都会有颜料汇集。 为防止此类沉淀，要在这些区域安设带喷射嘴的油漆返回管路。 槽底要有一定的坡度，这样主槽和溢流槽均可以完 全排放，便于维修。 也可以用电泳储存槽来盛装工艺槽偶然溢出的槽液 可调堰 建议在电泳槽的出口端设可调的堰板以维持槽的液位并使槽液 表面流动时会将泡沫和杂质污物从电泳槽带入溢流槽，漆液到溢流槽的落差应保持在 6 英寸（ 15cm）以内来防止起泡。 建议在溢流槽底加喷嘴以保持搅拌。 溢流槽的设计依使用的循环泵类型而定。 （见图 4） 槽沿超出液面高度与溢流 为防止漆液因偶然的加料失误而从槽中溢出，电泳槽应设计成其槽沿超出正常工作液面约 9 英吋（ 23cm）。 这个安全系数足以满足在清洗槽清理时，将第一循环冲洗槽液泵入电泳的需要。 在靠近槽顶处要装一 个直径不小于 3 英寸的溢流管通向贮存槽，以便于材料回收。 此管应设在主槽正常工作液位置上至少 9 英寸的位置，无疑建筑结构要能支撑注满时的总重量。 要装高液位报警器及设备报警器，以保证系统安全进行，不发生事故。 运输链的接油盘也必须在适当高度上，以防止在高液位情况下被淹没。 槽前端过滤 实践证明，要从电泳槽中除去杂质需从槽底的进口倾斜面处抽出过滤漆液。 这个概念称为槽底前端过滤，它对具有单一流向的槽最 有效。 槽前端过滤（作为新结构）有两种基本设计（见图5）： 第一种是称为“底盒”的最简单设计，将进口端倾斜面底部（低于槽底）沿宽方向设计成12x12 英吋 (30 x 30 cm.)浅槽，起收集染质作用。 在同一方向沿槽宽安装三个用泵控制的三个吸Pa rtial R ad ial Front En d Full R adia l Fro nt EndFigure 1 Automotive Electrodeposition Reference Manual 11397 Section 4 Ver 1 口，均匀析出槽液。 第二种设计为“沉积漏斗”，由一个附于槽底板进口倾斜底部的延伸状的盒体组成，漏斗状边壁端部是一个吸管口，盒体上部是一块覆盖槽宽的可调平板，用于节漆液流入漏斗。 此宜倾斜布置，使之构成进口端倾斜底的最低部分。 通常，在首次建槽加料时对此板进行调整这种设计 主要用于配有泵池的立式泵系统。 事实上任何形式的泵系统均可用。 有 5060%的循环漆液需要通过槽底前端过滤系统。 为防止大颗粒染质进入并堵塞泵体，应装有适当强度的不导电筛网（纤维增强塑料，玻璃纤维或涂漆不锈钢），筛网的开孔面积应尽可能大，以利于保证循环及防止染质堵塞。 2 英寸的网格较好。 此种类型 只适用于卧式泵系统。 尺吋：间隙 设计槽子时应确保车顶部至少在液面下 12 英寸（ 30cm），来提供及加强车辆上部 漆液运动，减少水平沉淀，增加涂料在工件上成膜的均匀性（见图 6）。 此上部的间隙液将为增加顶部阳极提供空间。 电泳槽的大小应以能通过最大计划生产的车辆尺寸时仍使体与阳极隔板表面保持 1215（ 3037cm）英寸距离设计。 车门开度应为 6 英寸 (15cm)，使漆液进出，增强对内表面的泳透力且使便于充分冲洗，槽子间隙要从“开门”处位置算起。 工件与槽底之间的间隙应为 18 英寸（ 45cm）。 有效电泳时间 车身在阳极前方全浸时间最少为 2 分钟。 为获得最好的泳透力，大部分的全浸没时间内应得到最高工作电压，这个条件在采用两段电压时更容易实现。 入槽角度 30 度入槽角适宜于浸没大多数车辆。 然而，较陡的入槽角对赶出（移动）车顶底残留空气有帮助，对无内衬要求的工件（如卡车驾驶室）特别建议采用较陡的入槽角，较陡的角度一般要求槽子较深，或改进运输链。 当角小于 30 度时，要求槽子较长，且在赶出空气方面一般效果较差。 建槽材料 浸槽 浸槽应由 3/8 英寸（ ）厚的低碳钢板用双面焊接构成，所有焊缝要平滑无砂眼，槽子必须喷砂处理至露出底金属，在涂衬里之前应无锈。 槽的间壁室 阴极电泳涂装手册 11397 Section 5 Ver 1 槽的间壁室要从浸槽的入口一直到后冲洗室。 因槽液上方会有 少量有机酸蒸汽，冲洗室一般采用铝合金或不锈。