電泳
一．電泳概述
電泳工藝就是為金屬產品表面涂上一層底漆，與噴涂等其它方式的工藝不同，電泳其實采用通電的方式使涂料粒子在電場力作用下在工件沉積成膜。這種底漆顏色比較單一，一般為黑色或灰色，但它的防腐蝕性能比其它方式要優(yōu)、一般用作汽車零部件、汽車整車、五金件等等金屬制品的底漆涂裝。
二．電泳分類
電泳涂裝按沉積性能可分為：陽極電泳(工件是陽極，涂料是陰離子型)和陰極電泳 (工件是陰極，涂料是陽離子型)。
三．電泳涂裝工藝一般流程
電泳涂裝工藝一般由漆前表面處理、電泳涂裝、電泳后清洗、電泳漆膜的烘干等四道主要工藝(或工序)組成。
酸洗→水洗→預脫脂→脫脂→水洗→水洗→磷化→水洗→水洗→超聲波清洗→純水洗→電泳→噴淋洗→水洗→純水洗→風干→烘烤
電泳是電泳涂料在陰陽兩極，施加于電壓作用下，帶電荷之涂料離子移動到陰極，并與陰極表面所產生之堿性作用形成不溶解物，沉積于工件表面。電泳工藝分為陽極電泳和陰極電泳。若涂料粒子帶負電，工件為陽極，涂料粒子在電場力作用下在工件沉積成膜稱為陽極電泳；反之，若涂料粒子帶正電，工件為陰極，涂料粒子在工件上沉積成膜稱為陰極電泳。
表面處理工藝特點
電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整、光滑的優(yōu)點，電泳漆膜的硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優(yōu)于其它涂裝工藝。
其特點如下：
1、采用水溶性涂料，環(huán)保；
2、涂裝效率高，涂料損失。
3、涂膜厚度均勻，附著力強，涂裝質量好；
4、生產效率高；
5、電泳涂裝設備復雜，科技含量較高，適用于顏色固定的生產；
6、設備復雜，投資高電泳應用于汽車、家電、五金行業(yè)、輕工行業(yè)、家具行業(yè)、機電行業(yè)。
電泳、電鍍和陽極三者區(qū)別
電泳是指電泳涂漆，電泳漆是一種帶電荷的漆，在電場作用下，帶陽電荷或陰電荷的漆會向陰極或陽極移動，并在表面沉積成膜，在經過烘干就成為漆膜。
電鍍是是利用電解原理，將電鍍溶液中金屬離子在陰極（鍍件）上還原為金屬成為鍍層，從而保護工件免受腐蝕。
陽極是指陽極化或陽極氧化，主要用于鋁及其合金表面處理。氧化溶液主要有硫酸型。工件做陽極，鋁板或鉛板做陰極，在一定電流（電壓）作用下，經過一定時間，工件表面便生成氧化膜。
四．電泳涂裝工藝流程詳細講解
工件前處理（除油→熱水洗→除銹→冷水洗→磷化→熱水洗→鈍化）→陽極電泳→工件后處理（清水洗→烘干）
（1）一般金屬表面的電泳涂裝，帶您了解一下其工藝流程為：預清理→上線→除油→水洗→除銹→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→鈍化→電泳涂裝→槽上清洗→濾水洗→烘干→下線。
（2）被涂物的底材及前處理對電泳涂膜有影響。鑄件一般采用噴砂或噴丸進行除銹，用棉紗工件表面的浮塵，用80#～120#砂紙表面殘留的鋼丸等雜物。鋼鐵表面采用除油和除銹處理，對表面要求過高時，進行磷化和鈍化表面處理。黑色金屬工件在陽電泳前進行磷化處理，否則漆膜的耐腐蝕性能較差。磷化處理時，一般選用鋅鹽磷化膜，厚度約1～2μm，要求磷化膜結晶細而均勻。
（3）在過濾系統(tǒng)中，一般采用一級過濾，過濾器為網袋式結構，孔徑為25～75μm。電泳涂料通過立式泵輸送到過濾器進行過濾。從綜合換周期和漆膜質量等因素考慮，孔徑50μm的過濾袋佳，它不但能滿足漆膜的質量要求，而且解決了過濾袋的堵塞問題。
（4）電泳涂裝的循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)量的大小，直接影響著槽液的穩(wěn)定性和漆膜的質量。加大循環(huán)量，槽液的沉淀和氣泡減少；但槽液老化加快，能源消耗增加，槽液的穩(wěn)定性變差。將槽液的循環(huán)次數控制6～8次/h較為理想，不但保證漆膜質量，而且確保槽液的穩(wěn)定運行。
（5）隨著生產時間的延長，陽隔膜的阻抗會增加，有效的工作電壓下降。因此，生產中應根據電壓的損失情況，逐步調高電源的工作電壓，以補償陽隔膜的電壓降。
（6）濾系統(tǒng)控制工件帶入的雜質離子的濃度，保證涂裝質量。在此系統(tǒng)的運行中應注意，系統(tǒng)一經運行后應連續(xù)運行，嚴禁間斷運行，以防濾膜干枯。干枯后的樹脂和顏料附著在濾膜上，無法清洗，將嚴重影響濾膜的透水率和使用壽命。濾膜的出水率隨運行時間而呈下降趨勢，連續(xù)工作30～40天應清洗一次，以保證濾浸洗和沖洗所需的濾水。
（7）電泳涂裝法適用于大量流水線的生產工藝。電泳槽液的新周期應在3個月以內。以一個年產30萬份鋼圈的電泳生產線為例，對槽液的管理為重要，對槽液的各種參數定期進行檢測，并根據檢測結果對槽液進行調整和換。一般按如下頻率測量槽液的參數：電泳液、濾液及濾清洗液、陰（陽）液、循環(huán)洗液、去離子清洗液的PH值、固體含量和電導率每天一次；顏基比、有機溶劑含量、試驗室小槽試驗每周2次。
（8）對漆膜質量的管理，應經常檢查涂膜的均一性和膜厚，外觀不應有針孔、流掛、橘皮、皺紋等現(xiàn)象，定期檢查涂膜的附著力、耐腐蝕性能等物理化學指標。檢驗周期按生產廠家的檢驗標準，一般每個批次都需檢測。
電泳涂裝及水性漆的運用，標志著涂裝工業(yè)的一項重大進步。
電泳涂裝施工速度快，可實現(xiàn)機械化和自動化連續(xù)作業(yè)，減輕勞動強度，漆膜均勻，附著力強，對一般涂裝方法不易涂到或涂不好的部位，如前所述的筋板焊縫等處都能獲得均勻平整，光滑的漆膜。涂料利用率高達90%-95%，由于電泳涂料是以水作為溶劑的，具有不燃性，操作方便等優(yōu)點。電泳后經過烘干的漆膜，具有優(yōu)良的附著力，它的防銹性耐腐蝕性，耐候性等性能均優(yōu)于普通油漆及一般的施工方法。
電泳工藝分為陽極電泳和陰極電泳。若涂料粒子帶負電，工件為陽極，涂料粒子在電場力作用下在工件沉積成膜稱為陽極電泳；反之，若涂料粒子帶正電，工件為陰極，涂料粒子在工件上沉積成膜稱為陰極電泳。 [1]
電泳涂裝是一種特殊的涂裝技術，它是涂裝金屬工件最常用的方法之一。電泳涂裝技術，始于1959年美國福特汽車公司對汽車應用陽極電泳底漆的研究，并于1963年建成第一代電泳涂裝沒備，隨后，電泳工藝發(fā)展迅猛。
定義
在確定的條件下，帶電粒子在單位電場強度作用下，單位時間內移動的距離（即遷移率）為常數，是該帶電粒子的物化特征性常數。不同帶電粒子因所帶電荷不同，或雖所帶電荷相同但荷質比不同，在同一電場中電泳，經一定時間后，由于移動距離不同而相互分離。分開的距離與外加電場的電壓與電泳時間成正比。
在外加直流電源的作用下，膠體微粒在分散介質里向陰極或陽極作定向移動，這種現(xiàn)象叫做電泳。利用電泳現(xiàn)象使物質分離，這種技術也叫做電泳。膠體有電泳現(xiàn)象，證明膠體的微粒帶有電荷。各種膠體微粒的本質不同，它們吸附的離子不同，所以帶有不同的電荷。
特點
陽極電泳的特點是：原料價格便宜（一般比陰極電泳便宜50%）；設備較簡單，投資少（一般比陰極電泳便宜30%）；技術要求較低；涂層耐蝕性能較陰極電泳差（約為陰極電泳壽命的四分之一）。
陰極電泳涂層耐蝕性高的原因是：工件是陰極，不發(fā)生陽極溶解，工件表面及磷化膜不破壞；電泳涂料（一般為含氮樹脂）對金屬有保護作用，且所用漆價高質優(yōu)。 [3]
五．工藝流程注意事項
1、除油。溶液一般為熱堿性化學除油液，溫度為60℃（蒸汽加熱），時間為20min左右。
2、熱水洗。溫度60℃（蒸汽加熱），時間2min。
3、除銹。用H2SO4或HCl ，例如用鹽酸除銹液，HCl總酸度≥43點；游離酸度>41點；加清洗劑1.5%；室溫下洗10～20min。
4、冷水洗。流動中冷水洗1min。
5、磷化。用中溫磷化（60℃時磷化10min），磷化液可用市售成品。
上述工序亦可用噴砂→水洗代替。
6、鈍化。用與磷化液配套的藥品（由出售磷化液廠家提供），室溫下1～2min即可。
7、陽極電泳。電解液成分：H08-1黑色電泳漆，固體分質量分數9%～12%，蒸餾水質量分數88%～91%。電壓：（70±10）V；時間：2～2.5min；漆液溫度：15～35℃；漆液PH 值：8～8.5。注意工件出入槽要斷電。電泳過程中電流隨漆膜增厚會逐步下降。
8、清水洗。流動冷水中洗。
9、烘干。在烘箱中于（165±5）℃溫度下烘40～60min即可。 [4]
六．工藝參數
濃度
通常電泳漆液的濃度選擇，根據顏料及填料性質的不同而有所差異，有光漆顏料含量少，濃度可降低；反之，顏料和填料占的比重較高，同時體質較重者，濃度選用較高，一般電泳漆液的濃度為10%~15%。濃度對電沉積量的影響較大，濃度增加電沉積量也增加，一般情況，其它條件不變，濃度增加，漆液的粘度也增加。泳動速度與粘度成反比，漆液粘度增加，粒子的泳動速度降低，但是一般常用的水溶性漆，濃度在30%以下，其粘度變化甚小。 [2]
電壓
電壓對漆膜影響甚大，不但與所使用的水溶漆的類型、顏料品種有關，并與被涂件材料、表面大小和陰極距離有關，電壓升高沉積量亦隨之增加。因為極間電壓升高，電場作用加強，分散體系中電荷電粒子泳動速度加快。 [3]
溫度
隨著漆液量的上升，電沉積量增加，因溫度上升：（1）樹脂的布朗運動加；（2）漆液粘度下降；（3）分解電壓下降；
（4）漆膜的電阻下降。
在較低的漆溫下（5~15℃以下）進行電沉積，雖然可以得到細密的漆膜，但因沉積量小漆膜薄。在較高的溫度下（35℃以上）電泳，電沉積是很快的，但漆膜過于粗糙，因此電泳需要控制漆溫最好在15~20℃施工。 [3]
沉積時間
沉積量隨時間的延長而增加。對于一般被涂工件，表面幾何形狀不復雜的，只用三分種即可。如果被涂物表面幾何形狀復雜，根據泳透力來看，需提高電壓和延長電沉積時間。 [3
電泳表面處理工藝分為陽極電泳表面處理和陰極電泳表面處理。若涂料粒子帶負電，工件為陽極，涂料粒子在電場力作用下在工件沉積成膜稱為陽極電泳表面處理；反之，若涂料粒子帶正電，工件為陰極，涂料粒子在工件上沉積成膜稱為陰極電泳表面處理。
陽極電泳表面處理的特點是：原料價格便宜（一般比陰極電泳表面處理便宜50%）；設備較簡單，投資少（一般比陰極電泳表面處理便宜30%）；技術要求較低；涂層耐蝕性能較陰極電泳表面處理差（約為陰極電泳表面處理壽命之1/4）。陰極電泳表面處理涂層耐蝕性高的原因是：工件是陰極，不發(fā)生陽極溶解，工件表面及磷化膜不破壞；電泳表面處理涂料（一般為含氮樹脂）對金屬有保護作用，且所用漆價高質優(yōu)。
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