鋁型材電泳工藝

1、鋁型材電泳工藝 電泳涂漆分為陽極電泳和陰極電泳，根據(jù)基體材料的種類或涂裝的目的來選擇使用電泳涂漆的類型。陰極電泳工藝一般是采用聚胺酯涂料對首飾表面進(jìn)行涂覆處理。陽極電泳工藝中，第一代涂料為環(huán)氧樹脂涂料，現(xiàn)在主要用于汽車底盤的表面處理；第二代為丙烯酸涂料，用于鋁型材的表面處理。丙烯酸分子式為CH2CHCOOH，聚合成的丙烯酸樹脂為一團(tuán)亂麻，其中最外的羧基有70被氨基所取代，因其樹脂中存在COONHR，使樹脂具有水溶性，氨基樹脂在高溫下進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)。涂料分子的均勻性對工藝操作有很大影響，一般來說，乳化越好，分子越均勻。鋁合金電泳涂漆工藝的原理是基材表面經(jīng)陽極氧化處理后，形成由Al12O3，與A

2、12(SO4)3，所構(gòu)成的多孔性蜂巢式的保護(hù)層。在直流電壓作用下，鋁合金作為陽極，電流通過氧化膜微孔電解水，產(chǎn)生H+和O2，同時，電泳涂料液在電場作用下，向陽極被涂物移動，與H反應(yīng)并沉積于被涂物上。在電場的作用下，膜中的水分子滲透析出，最終膜中水分含量低至2%5%。經(jīng)過烘烤產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)硬化。電泳涂漆起到封閉多孔質(zhì)氧化膜的作用。電泳涂漆一般認(rèn)為有4個過程：（1）電解：丙烯酸胺R-COONH2R-COO-+NH2水H2OH-+OH-（2）電泳：電荷粒子在導(dǎo)電介質(zhì)中受電位影響而移動。粒子的移行率與粒子的ZETA電位、電場大小、介質(zhì)的介電系數(shù)成正比，而與漆液的黏度成反比關(guān)系。（1）工藝參數(shù)要求：脫脂：

3、硫酸180g/L200 g/L，時間2min5min堿冼；氫氧化鈉40 g/L50 g/L，時間2min5min中和：硫酸180 g/L200 g/L，時間2min5min氧化：硫酸150 g/L180 g/L，Al3+150 g/L，槽溫（205），電流密度為150A/m2180 A/m2。著色：著色電壓小于氧化電壓，其他參數(shù)按配槽要求進(jìn)行電泳涂漆：固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%7%，PH值7.68.4,溫度(233),電導(dǎo)率25時590us/cm900 us/cm,涂漆時間40s180s，涂漆電壓40v160v瀝水：15 min20min固化：溫度170180，時間30min（2） 電泳涂膜的性能指標(biāo)列

4、表1 電沉積：R-COO-+H+RCOOH3R-COO-+Al+（RCOO）3（RCOO）3Al（1） 電滲透：析出于陽極上的涂料膜，構(gòu)造如同無數(shù)的毛細(xì)管。毛細(xì)管與水的界面存在電氣二重層，水分在電場作用下，透過涂料膜脫水，而互換相反電荷造成滲透現(xiàn)象，稱為電滲透。2 鋁型材電泳涂漆工藝過程（1）生產(chǎn)流程如圖1所示。光澤度：使用人射反射角度為600光澤度儀，標(biāo)板設(shè)為100；硬度要求刮破硬度為3H；在mt用”(NdOH)I的水溶液浸泡h保護(hù)等級大于95；在20C”(Hcl)5的水溶液浸泡20h保護(hù)等級大于95；在沸水中浸泡8h后檢測其失光率小于5。3 電泳涂漆工藝裝備(1)電泳電源：對于電泳電源的要

5、求主要是紋波因素，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，紋波系數(shù)必須小于6。因?yàn)殡妷翰环€(wěn)會產(chǎn)生針孔、橘皮、失光等一系列缺陷。(2)回收系統(tǒng)：對水洗槽中的漆液進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)無污染生產(chǎn)。關(guān)鍵部件有高壓泵、RO膜等，是由電泳槽、電泳副槽、電泳后的兩道水洗槽及回收膜管組成的封閉式回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)勢在于進(jìn)入膜管的槽液成分穩(wěn)定，對膜管有保護(hù)作用，在進(jìn)行漆液回收時達(dá)到各槽的動態(tài)流量平衡，如圖2所示。RO膜管采用高壓反滲透技術(shù)，不斷地從輸入液中滲透出水，好的膜管產(chǎn)水量大，水質(zhì)清徹。也有廠家采用海水淡化替代，當(dāng)產(chǎn)量大或生產(chǎn)鈦金黃色型材時，膜管易堵塞，而且出水質(zhì)量差，漆液回收率提不上去。高壓泵應(yīng)選用專業(yè)廠家的產(chǎn)品，穩(wěn)定的進(jìn)水壓力是膜

6、管運(yùn)行正常的必要條件。(3)電泳精制系統(tǒng)：由陰塔和陽塔組成，陽樹脂為大孔弱酸性樹脂，陰樹脂為強(qiáng)堿性樹脂或大孔弱堿性樹脂、利用樹脂對雜質(zhì)陰、陽離子進(jìn)行交換生成H和OH-，起到凈化漆液的作用。好的樹脂與生產(chǎn)出好的產(chǎn)品有著密切的關(guān)系，因此要注意樹脂牌號的選擇。(4)循環(huán)過濾系統(tǒng)：由于生產(chǎn)時電泳槽產(chǎn)生大量的熱量，必須及時進(jìn)行熱交換來保持槽液溫度的恒定，循環(huán)速度應(yīng)能使產(chǎn)生的熱量充分交換。一般來說循環(huán)速度為4次h6次h。同時循環(huán)過濾系統(tǒng)具有排除懸浮雜質(zhì)和氣泡的作用。(5)極罩：消解電解反應(yīng)產(chǎn)生的大量氣泡，減少型材花斑缺陷。并且極罩內(nèi)滲入槽液后可以隔開極板與型材，避免產(chǎn)生電擊傷。4 生產(chǎn)實(shí)踐中的問題及對策電

7、泳涂漆會使型材上任何較微小的表面缺陷在亮漆下暴露無遺，而且無法利用生產(chǎn)線上的工藝槽進(jìn)行返工。電泳型材的生產(chǎn)流程較長，流水作業(yè)連貫性強(qiáng)，往往是同一類缺陷在一個時間段所生產(chǎn)的 產(chǎn)品中都存在，每一個工藝階段產(chǎn)生的缺陷到固化處理后會有一個突然的暴露，導(dǎo)致電泳型材的成品率比普通氧化型材的低。生產(chǎn)中常見缺陷的原因及對策如下：(1)橘皮和痱泡等比較突出的漆膜缺陷產(chǎn)生的原因是電沉積不均勻，因此要有針對性地分析加快電沉積速度的因素，如槽溫、電導(dǎo)率、涂漆電壓等。這些因素加速了帶電粒子的泳動，一旦波動至臨界值，將加大產(chǎn)生缺陷的幾率，尤其是槽溫 大于25時，產(chǎn)生這類缺陷的幾率是637。因此工藝參數(shù)應(yīng)盡量保持穩(wěn)定。(2

8、)漆膜表面有夾雜物不同的原因?qū)е戮奂瘖A雜物的部位不同。如果是一掛型材的上部夾雜物明顯，一般是由于水洗槽中的雜質(zhì)顆粒較多引起的。這是因?yàn)檠趸д姾?，而水中的顆粒帶負(fù)電荷，一旦吸附則不易除去。 如夾雜物在一掛型材的外側(cè)，一般是電泳后的型材暴露在不清潔的空氣中所致。當(dāng)進(jìn)行至電泳后瀝水階段時，由于漆膜有一定黏度，當(dāng)空氣中粉塵較多，很容易粘附在漆膜上。當(dāng)然使用未清理干凈的烘爐時，或烘爐的濾網(wǎng)有破損也會產(chǎn)生這類缺陷。如果從烘爐中出來的第一批型材漆膜不潔凈，而后又正常了，可以肯定這是因?yàn)楹鏍t清掃工序沒有保證質(zhì)量。(3)常出現(xiàn)的花斑缺陷產(chǎn)生花斑的原因有：型材上架方式不對，或者在氧化、電解著色、電泳涂漆時型

9、材表面有氣泡無法排出。對策是：上掛時型材的裝飾面向上向外，無溝邊的光滑面向下，同時型材上掛的角度要適宜；型材大角度斜進(jìn)斜出工藝槽，進(jìn)入附加電流的工藝槽后需緩慢晃動型材以驅(qū)趕氣泡，并在通電前適當(dāng)?shù)慕?，以便氣泡有逃逸的時間：(4)成品表面混濁不透徹。這時要仔細(xì)觀察混濁面是氧化膜還是漆膜。正常生產(chǎn)工藝條件下，鋁型材的氧化膜是透明的。氧化前的型材表面不清潔或氧化工藝參數(shù)偏向臨界值時，如Al3廣濃度超過20g/L，氧化電流密度超過180A/m2，型材氧化時表面溫度等因素，都會導(dǎo)致氧化膜狀況惡化，造成成品表面混濁。產(chǎn)生漆膜混濁的主要原因是熱水洗工藝，包括溫度不夠、時間不夠、熱水質(zhì)量發(fā)生問題。當(dāng)氧化膜厚度

10、大于20um仍按常規(guī)熱水洗工藝進(jìn)行時也會產(chǎn)生漆膜混濁的現(xiàn)象。其原因是氧化膜清洗不徹底，導(dǎo)致氧化膜所含雜質(zhì)參與形成漆膜。(5)在干燥環(huán)境生產(chǎn)電泳料容易產(chǎn)生干燥痕對此類缺陷比較一致的說法是進(jìn)入電泳槽前型材表面水膜不均勻造成的。據(jù)悉，日本普遍采取型材表面晾干以后再進(jìn)行電泳工藝，可以杜絕水痕的產(chǎn)生。我們的做法一是將型材熱水洗后充分冷卻， 再進(jìn)人電泳前的純水槽；再是及時更換一定量的純水，保證純水槽溫與室溫一致；三是將型材快速從純水槽轉(zhuǎn)移至電泳槽。操作人員動作協(xié)調(diào)是可以避免這類缺陷出現(xiàn)的。(6)成品型材漆膜不夠光澤或發(fā)黏此時檢測其硬度一般也是不夠的，需要檢查烘爐的狀況。如果烘爐電流和電壓沒有異常變化，而達(dá)

11、到恒溫點(diǎn)的時間變長，一般是由于烘爐的熱循環(huán)不均勻造成的，重新調(diào)整各個通風(fēng)窗口即可。(7)型材發(fā)生電擊傷如果擊傷切口有電泳漆，則是氧化工序出的問題，或者是由于電泳極板的極罩松落，或者電泳槽底部有落下的型材，以及操作不當(dāng)導(dǎo)致型材與極板接觸操作人員設(shè)置的電泳電壓過大等因素都可能造成這類缺陷。(8)導(dǎo)電梁清洗的操作有可能影響產(chǎn)品的質(zhì)量做電泳料的陽極導(dǎo)電梁必須經(jīng)過清洗，抹干水后進(jìn)入電泳工序，否則會產(chǎn)生下列問題：水珠落賒覆好的漆膜上，導(dǎo)致局部漆膜發(fā)花；清洗不徹底，導(dǎo)電梁接觸化學(xué)物質(zhì)后其被腐蝕的表面經(jīng)烘烤產(chǎn)生粉狀物落下，會污染漆膜。(9)電泳工藝槽的維護(hù)相當(dāng)重要掉落人槽中的型材要及時打撈，否則由于在槽沖浸泡

12、，型材表面的漆膜脫落產(chǎn)生“死漆”?！八榔帷背腋≡诓垡后w中，由于細(xì)小不易打撈?！八榔帷备降叫筒谋砻鏁纬删植磕龎K，常造成整掛型材報廢。(10)在下掛和包裝工序漆膜劃傷、擦傷型材下掛過程中堆積，導(dǎo)致漆膜相互摩擦造成擦傷；或者擺放時端頭不齊，相互劃傷。該工序中的任何不規(guī)范動作，對于漆膜的裝飾作用都是有害的。漆膜具有毛細(xì)孔的特性，具有滲透功能，當(dāng)用熱塑包裝由于密封較好，水分不易排出，會發(fā)生漆膜與基材之間存在水珠的現(xiàn)象，雖然不影響型材的使用，但向客戶解釋時顯得很勉強(qiáng)，所以最好避免使用熱塑包裝。 生產(chǎn)過程中的管理經(jīng)統(tǒng)計，銀白色電泳涂漆型材的合格率較好水平是96。其廢品中，基材表面有劃傷等缺陷的約占433，由于氧化膜過厚及氧化表面混濁的約占125，漆膜有夾雜物的占157，漆面劃傷的約占156，其他缺陷的占129。以生產(chǎn)難度最小的銀白電泳涂漆型材為例，我們認(rèn)為建立合理的工序控制點(diǎn)是提高電泳合格率的有效途徑。以下為控制點(diǎn)的建立模式： (1)設(shè)立基材上架工序控制點(diǎn)，目的是檢查基材表面是否有明顯的劃傷等缺陷?？刂埔c(diǎn)：確定基材上架方向與支數(shù)，減少由于基材質(zhì)量問題而出現(xiàn)電泳廢品，以及防止花斑的產(chǎn)生。(2)陽極氧化工序控制點(diǎn)，目的是減少型材氧化表面的缺陷?？刂埔兀簷z查前處理的效果，此時型材表面必須光潔無灰；型材氧化后的氧化膜必須是透明的。 (3)進(jìn)入電泳槽前的處理料表面清潔無雜質(zhì)，電泳槽液