汽車電泳涂裝工藝陰極涂裝技術(shù)應(yīng)用化工技術(shù)畢業(yè)論文

1、汽車電泳涂裝工藝陰極涂裝技術(shù)摘要: 提高涂裝質(zhì)量一直是涂裝技術(shù)發(fā)展的主題, 而底漆質(zhì)量是汽車涂層質(zhì)量的內(nèi)在根本。陰極電泳底漆是當(dāng)前國際上最先進的汽車涂裝技術(shù)之一, 具有優(yōu)異的抗腐蝕性能, 它使車身的防腐性達10年以上。本文分別從電泳涂裝原理、電泳涂裝工藝、電泳涂裝設(shè)備、電泳涂裝管理及特點幾方面簡要介紹國際先進的汽車陰極電泳涂裝技術(shù)。關(guān)鍵詞: 陰極電泳涂裝； 耐腐蝕性； 電泳系統(tǒng)設(shè)備； 電泳涂裝工藝； 超濾abstract: improving painting quality is key to the development o f coating technology. the prime

2、r painting quality is essential for automobile inner coating. catholic electro coating is one of the most advanced automobile painting techno logy, which has excellent antisepticising function and can maintain coating for 10 years. the electrocuting technology, system design and management are cover

3、ed.keywords: catholic electrocuting; antisepsis; electrophoresis system equipment; electrocoatingtechnology; ultrafiltration目 錄引言41 電泳原理42 電泳涂裝工藝流程及設(shè)備52. 1 工藝流程52. 2 電泳系統(tǒng)設(shè)備及作用53 電泳涂裝的主要工藝參數(shù)63.1 電壓63.2 電泳時間63.3 槽液溫度63.4 固體份和顏基比63.5 涂料的ph值63.6 槽液的電導(dǎo)率63.7 工件與陽極間距離64 電泳涂裝的管理65 陰極電泳涂裝中常見的缺陷、產(chǎn)生原因及處理方法76 電

4、泳工藝的特點8結(jié) 語9致 謝9參考文獻:9引言如今隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高, 人們評價客車產(chǎn)品質(zhì)量從最初的重視客車裝飾性(外觀、鮮映性、光澤、顏色等) , 逐漸認識到汽車車身耐腐蝕性和耐候性的優(yōu)劣是對客車產(chǎn)品質(zhì)量更近一步的評價標(biāo)準, 它直接影響客車的市場競爭能力。因此涂層內(nèi)在質(zhì)量已成為影響產(chǎn)品銷售價值的一項重要決定因素。底漆就是直接涂裝在經(jīng)過表面處理的車身或部件表面上的第一道涂料。底漆處理工藝對涂裝內(nèi)在防腐質(zhì)量有著重大的影響。底漆與底材應(yīng)有良好的附著力, 與上層的中涂或面漆具有良好配套性, 還必須具備良好的防腐性、防銹性、耐油性、耐化學(xué)品性和耐水性及合格的硬度、光澤、柔韌性和

5、抗石擊性等機械性能。陰極電泳底漆是當(dāng)前國際上最先進的汽車涂裝技術(shù)之一, 具有優(yōu)異的抗腐蝕性能, 它使金旅客車車身的防腐性達10年以上。其優(yōu)良的品質(zhì)和高度環(huán)保, 正在逐步替代傳統(tǒng)的底漆噴涂工藝。目前比較高檔的汽車尤其是轎車一般都采用陰極電泳底漆。本文分別從電泳涂裝原理、電泳涂裝工藝、電泳涂裝設(shè)備、電泳涂裝管理(特點)幾方面簡要介紹國際先進的汽車陰極電泳涂裝技術(shù)。1 電泳原理電泳涂裝( electrocoating) 是把工件和對應(yīng)陽極放入電泳漆液中, 利用電場所產(chǎn)生的物理化學(xué)作用, 使涂料中的樹脂、顏填料等微粒定向遷移, 再以工件為陰極的表面上均勻析出、沉積形成不溶于水的漆膜的涂裝方法。電泳涂裝

6、是一個極為復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)過程, 其中至少包括電泳動、電沉積、電解、電滲4個過程。電泳槽工作原理4如圖1所示。2 電泳涂裝工藝流程及設(shè)備2. 1 工藝流程電泳涂裝的工藝包括電泳前的前處理、電泳2部分: 即整車經(jīng)過脫脂、磷化等前處理, 再進行陰極電泳處理, 其主要工藝流程為:車體預(yù)處理上線預(yù)脫脂脫脂水洗表調(diào)磷化水洗水洗純水洗新鮮純水沖洗電泳超濾液洗純水洗烘干電泳完成轉(zhuǎn)出。2. 2 電泳系統(tǒng)設(shè)備及作用涂裝電泳設(shè)備除車身全浸入的電泳主槽外,還需要有一整套的設(shè)備系統(tǒng)來保障, 主要有循環(huán)過濾系統(tǒng)、陽極液系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)、純水制造系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)以及電泳涂裝后的水洗裝置、烘干裝置等組成:(1

7、)電泳槽電泳槽槽體的大小及形狀需根據(jù)工件大小、形狀和施工工藝確定。(2)循環(huán)過濾系統(tǒng)循環(huán)過濾系統(tǒng)直接影響著槽液的穩(wěn)定性和漆膜的質(zhì)量。電泳槽外裝有循環(huán)泵及過濾罐等裝置, 與電泳槽內(nèi)底部的循環(huán)攪拌噴嘴相通, 當(dāng)循環(huán)泵開動時, 漆液均勻循環(huán), 并過濾除去循環(huán)漆液中的雜質(zhì)。(3)陽極系統(tǒng)陽極系統(tǒng)主要由循環(huán)泵、陽極液槽、管道、陽極盒、陽極板、流量計和陽極膜等組成。(4)超濾系統(tǒng)超濾是通過一種半透膜, 將槽液中懸浮的顏料, 高分子樹脂截留返回電泳槽, 同時槽液中通過半透膜的去離子水、有機溶劑、無機雜子、低分子樹脂等收集匯流在一起成為超濾滲透液( uf液) , 作為電泳后道工序的清洗液。應(yīng)當(dāng)注意的是: 超濾

8、系統(tǒng)一旦運行后, 需24 h不停頓的連續(xù)運行, 嚴禁間斷運行, 以防超濾膜干枯。干枯后的樹脂和顏料附著在超濾膜上, 無法徹底清洗, 將嚴重影響超濾膜的透過率和使用壽命。(5)純水(去離子水)制造系統(tǒng)電泳對水質(zhì)的要求較高, 好的純水是保證電泳涂裝性能的基礎(chǔ), 一般純水站內(nèi)的純水須控制在電導(dǎo)率10s/以下。(6)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是通過熱交換, 保證電泳槽內(nèi)漆液在一定的溫度范圍內(nèi)。由于在電泳過程中, 電沉積作用時, 部分電能轉(zhuǎn)化成熱能, 同時循環(huán)系統(tǒng)的摩擦也產(chǎn)生熱量, 將導(dǎo)致電泳槽內(nèi)涂料溫度上升。而涂料溫度高, 成膜速率快, 但漆膜外觀粗糙, 還易引起涂料變質(zhì);溫度低, 電沉積量少, 成膜慢

9、, 涂膜薄而致密。一般漆液溫度控制在2830, 以達到較好的涂膜質(zhì)量。(7)直流電源系統(tǒng)電泳電源一般采用直流電源, 其電壓對漆膜的影響很大。電壓越高, 漆膜越厚, 對于難以涂裝的部位可相應(yīng)提高泳透力, 縮短施工時間。但電壓過高, 會引起漆膜表面粗糙, 電壓過低, 電解反應(yīng)慢, 漆膜薄, 泳透力差。(8)水洗系統(tǒng)包括超濾液洗及純水洗兩道工序。(9)烘烤裝置電泳漆需要較高的烘烤溫度( 175±5) , 烘干30min才能完全固化。一般電泳后的烘房設(shè)計采用溫度較為均勻的熱風(fēng)循環(huán)烘烤方式。3 電泳涂裝的主要工藝參數(shù)3.1 電壓電泳涂裝采用直流定電壓法。電壓對漆膜的厚度、外觀等質(zhì)量影響很大。電

10、壓的選擇由涂料種類和施工要求等確定。在電泳投槽時進行調(diào)試, 正式生產(chǎn)后, 泳槽的電壓控制在280v 左右,需定期進行檢查及記錄。3.2 電泳時間電泳時間的長短直接影響電泳漆膜的厚度及外觀。電泳時間在電泳投槽進行調(diào)試確定后, 編進自行葫蘆程序內(nèi), 是固定的。電泳線采用自行葫蘆按節(jié)拍自動進行。3.3 槽液溫度槽液溫度低時, 漆膜較薄; 溫度高, 漆膜外觀粗糙且槽液穩(wěn)定性差。一般漆液溫度控制在2830 , 以達到較好的涂膜質(zhì)量及漆液穩(wěn)定性。3.4 固體份和顏基比電泳漆的固體份和顏基比直接影響膜厚、外觀等漆膜質(zhì)量。它是電泳涂裝的重要控制參數(shù)。3.5 涂料的ph值電泳涂料的ph 值直接影響槽液的穩(wěn)定性。

11、ph 值過低, 新沉積的涂膜會再溶解, 漆膜變薄, 電泳后沖洗會脫膜。ph值過高, 工件表面光澤不一致, 漆液的穩(wěn)定性不好, 已溶解的樹脂會析出, 漆膜表面粗糙, 附著力降低。一般要求施工過程中,ph 值控制在5.96.3。3.6 槽液的電導(dǎo)率槽液的電導(dǎo)率直接影響電泳漆的泳透力, 泳透力是電泳漆膜是否均勻的最重要影響因素。泳透力高, 車身工件的內(nèi)腔、縫隙等處漆膜厚度與外表面的漆膜厚度差異越小, 工件所有部位的涂膜厚度也越均勻(整體質(zhì)量好)。因而在涂裝施工中控制槽液電導(dǎo)率非常重要的。為了得到高質(zhì)量涂膜, 可通過控制超濾設(shè)備及陽極液系統(tǒng)。除去雜質(zhì)正離子, 將電導(dǎo)率控制在工藝要求的范圍內(nèi)。3.7 工

12、件與陽極間距離工件與陽極間距離過近或過遠, 都影響漆膜的厚度及質(zhì)量。為了使膜厚均勻一致, 建議采用350500mm 較為適宜。對于工件距離陽極較遠的部位, 其涂膜仍較薄時, 應(yīng)增加輔助陽極, 以達到整個工件膜厚均勻。4 電泳涂裝的管理電泳涂裝法適用于大量流水線的生產(chǎn)工藝。對槽液的科學(xué)管理極為重要, 對槽液的各種參數(shù)定期進行檢測, 并根據(jù)檢測結(jié)果對槽液進行調(diào)整和更換。才能保證電泳漆膜的質(zhì)量及槽液的穩(wěn)定性。一般每天生產(chǎn)前須檢測槽液的固體份、電導(dǎo)率及ph值等參數(shù), 對于顏基比、meq 及泳透力等參數(shù), 則由電泳漆廠定期檢測:對漆膜質(zhì)量的管理, 應(yīng)經(jīng)常檢查涂膜的均勻性和膜厚, 外觀不應(yīng)有針孔、流掛、橘

13、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(xué)指標(biāo)。5 陰極電泳涂裝中常見的缺陷、產(chǎn)生原因及處理方法􀀁 􀀁 陰極電泳涂裝易產(chǎn)生的缺陷主要有以下幾種, 但在實際生產(chǎn)過程中情況是復(fù)雜的, 產(chǎn)生缺陷的原因也是多種多樣的, 見表1, 具體問題還要具體分析。6 電泳工藝的特點電泳涂裝明顯優(yōu)于其它涂裝工藝。它與其他涂裝方法相比較, 具有下述特點:(1)陰極電泳漆具有優(yōu)異的抗腐蝕性能。它解決了其他涂裝方法對工件內(nèi)腔難以涂裝防護的難題, 大大提高車身內(nèi)腔和焊縫的防腐能力, 延長車身的使用壽命；(2)陰極電泳底漆涂層均勻、平整、光滑, 具有出色的附著力、耐沖擊性

14、能、耐腐、防銹性, 已經(jīng)能很好地滿足底漆所要求的各項機械性能, 及與中涂、面漆的配套性；(3)電泳漆是水溶性涂料, 以水為溶解介質(zhì),其有機溶劑含量低而具有突出的環(huán)保優(yōu)勢；(4)電泳涂裝效率高, 涂料損失小, 涂料的利用率可達90%95% ；(5)用于大量流水線的生產(chǎn)工藝, 施工可實現(xiàn)自動化連續(xù)生產(chǎn), 大大提高勞動效率。電泳漆除上述優(yōu)點外, 還有以下特點:(1)電泳涂裝法適用于采用機械化自動傳輸?shù)拇罅苛魉€的生產(chǎn)工藝。其設(shè)備系統(tǒng)較為復(fù)雜, 投資成本高; 特別是初次投槽時, 就需要投入大量電泳漆, 投槽成本高；(2)電泳漆膜其烘干固化要求的溫度較高( 175 180 ) , 日常運行能源消耗較大；

15、(3)日常運行的成本也較高: 電泳投槽后, 其電泳槽液、超濾、陽極液等系統(tǒng)需要24 h不間斷運行, 日常管理較復(fù)雜, 施工條件較嚴格。結(jié) 語陰極電泳底漆適用于機械化自動傳輸?shù)拇罅苛魉€的先進生產(chǎn)工藝。它除設(shè)備系統(tǒng)較為復(fù)雜, 投資成本高外, 是當(dāng)前國際上最先進的汽車涂裝技術(shù)之一, 具有優(yōu)異的抗腐蝕性能。不僅大大提高車身內(nèi)腔和焊縫的防腐能力, 能讓客車車身的防腐性達10年以上; 同時, 還因為陰極電泳漆是水性漆, 其有機溶劑含量低而具有突出的環(huán)保優(yōu)勢, 符合國家倡導(dǎo)的持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策。由于其優(yōu)良的品質(zhì)和高度環(huán)保, 正在逐步替代傳統(tǒng)的底漆噴涂工藝。致 謝 本畢業(yè)設(shè)計是在王勇老師的細心指導(dǎo)下進行的。在本次設(shè)計中遇到的問題,都是通過和王勇老師的交流以及老師不辭辛苦的講解才得以順利的解決。從設(shè)計的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計的修改的整個過程中，花費了王老師很多的寶貴時間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！導(dǎo)師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)