汽车电泳涂装工艺——阴极涂装技术_应用化工技术毕业论文.doc

汽车电泳涂装工艺阴极涂装技术摘要: 提高涂装质量一直是涂装技术发展的主题, 而底漆质量是汽车涂层质量的内在根本。阴极电泳底漆是当前国际上最先进的汽车涂装技术之一, 具有优异的抗腐蚀性能, 它使车身的防腐性达10年以上。本文分别从电泳涂装原理、电泳涂装工艺、电泳涂装设备、电泳涂装管理及特点几方面简要介绍国际先进的汽车阴极电泳涂装技术。关键词: 阴极电泳涂装； 耐腐蚀性； 电泳系统设备； 电泳涂装工艺； 超滤Abstract: Improving painting quality is key to the development o f coating technology. The primer 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 covered.Keywords: catholic electrocuting; antisepsis; electrophoresis system equipment; electrocoatingtechnology; ultrafiltration目 录引言41 电泳原理42 电泳涂装工艺流程及设备52. 1 工艺流程52. 2 电泳系统设备及作用53 电泳涂装的主要工艺参数63.1 电压63.2 电泳时间63.3 槽液温度63.4 固体份和颜基比63.5 涂料的pH值63.6 槽液的电导率63.7 工件与阳极间距离64 电泳涂装的管理65 阴极电泳涂装中常见的缺陷、产生原因及处理方法76 电泳工艺的特点8结 语9致 谢9参考文献:9引言如今随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高, 人们评价客车产品质量从最初的重视客车装饰性(外观、鲜映性、光泽、颜色等) , 逐渐认识到汽车车身耐腐蚀性和耐候性的优劣是对客车产品质量更近一步的评价标准, 它直接影响客车的市场竞争能力。因此涂层内在质量已成为影响产品销售价值的一项重要决定因素。底漆就是直接涂装在经过表面处理的车身或部件表面上的第一道涂料。底漆处理工艺对涂装内在防腐质量有着重大的影响。底漆与底材应有良好的附着力, 与上层的中涂或面漆具有良好配套性, 还必须具备良好的防腐性、防锈性、耐油性、耐化学品性和耐水性及合格的硬度、光泽、柔韧性和抗石击性等机械性能。阴极电泳底漆是当前国际上最先进的汽车涂装技术之一, 具有优异的抗腐蚀性能, 它使金旅客车车身的防腐性达10年以上。其优良的品质和高度环保, 正在逐步替代传统的底漆喷涂工艺。目前比较高档的汽车尤其是轿车一般都采用阴极电泳底漆。本文分别从电泳涂装原理、电泳涂装工艺、电泳涂装设备、电泳涂装管理(特点)几方面简要介绍国际先进的汽车阴极电泳涂装技术。1 电泳原理电泳涂装( electrocoating) 是把工件和对应阳极放入电泳漆液中, 利用电场所产生的物理化学作用, 使涂料中的树脂、颜填料等微粒定向迁移, 再以工件为阴极的表面上均匀析出、沉积形成不溶于水的漆膜的涂装方法。电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程, 其中至少包括电泳动、电沉积、电解、电渗4个过程。电泳槽工作原理4如图1所示。2 电泳涂装工艺流程及设备2. 1 工艺流程电泳涂装的工艺包括电泳前的前处理、电泳2部分: 即整车经过脱脂、磷化等前处理, 再进行阴极电泳处理, 其主要工艺流程为:车体预处理上线预脱脂脱脂水洗表调磷化水洗水洗纯水洗新鲜纯水冲洗电泳超滤液洗纯水洗烘干电泳完成转出。2. 2 电泳系统设备及作用涂装电泳设备除车身全浸入的电泳主槽外,还需要有一整套的设备系统来保障, 主要有循环过滤系统、阳极液系统、超滤系统、纯水制造系统、温度调节系统、直流电源系统以及电泳涂装后的水洗装置、烘干装置等组成:(1)电泳槽电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺确定。(2)循环过滤系统循环过滤系统直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。电泳槽外装有循环泵及过滤罐等装置, 与电泳槽内底部的循环搅拌喷嘴相通, 当循环泵开动时, 漆液均匀循环, 并过滤除去循环漆液中的杂质。(3)阳极系统阳极系统主要由循环泵、阳极液槽、管道、阳极盒、阳极板、流量计和阳极膜等组成。(4)超滤系统超滤是通过一种半透膜, 将槽液中悬浮的颜料, 高分子树脂截留返回电泳槽, 同时槽液中通过半透膜的去离子水、有机溶剂、无机杂子、低分子树脂等收集汇流在一起成为超滤渗透液( UF液) , 作为电泳后道工序的清洗液。应当注意的是: 超滤系统一旦运行后, 需24 h不停顿的连续运行, 严禁间断运行, 以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上, 无法彻底清洗, 将严重影响超滤膜的透过率和使用寿命。(5)纯水(去离子水)制造系统电泳对水质的要求较高, 好的纯水是保证电泳涂装性能的基础, 一般纯水站内的纯水须控制在电导率10s/以下。(6)温度调节系统温度调节系统是通过热交换, 保证电泳槽内漆液在一定的温度范围内。由于在电泳过程中, 电沉积作用时, 部分电能转化成热能, 同时循环系统的摩擦也产生热量, 将导致电泳槽内涂料温度上升。而涂料温度高, 成膜速率快, 但漆膜外观粗糙, 还易引起涂料变质;温度低, 电沉积量少, 成膜慢, 涂膜薄而致密。一般漆液温度控制在2830, 以达到较好的涂膜质量。(7)直流电源系统电泳电源一般采用直流电源, 其电压对漆膜的影响很大。电压越高, 漆膜越厚, 对于难以涂装的部位可相应提高泳透力, 缩短施工时间。但电压过高, 会引起漆膜表面粗糙, 电压过低, 电解反应慢, 漆膜薄, 泳透力差。(8)水洗系统包括超滤液洗及纯水洗两道工序。(9)烘烤装置电泳漆需要较高的烘烤温度( 175±5) , 烘干30min才能完全固化。一般电泳后的烘房设计采用温度较为均匀的热风循环烘烤方式。3 电泳涂装的主要工艺参数3.1 电压电泳涂装采用直流定电压法。电压对漆膜的厚度、外观等质量影响很大。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定。在电泳投槽时进行调试, 正式生产后, 泳槽的电压控制在280V 左右,需定期进行检查及记录。3.2 电泳时间电泳时间的长短直接影响电泳漆膜的厚度及外观。电泳时间在电泳投槽进行调试确定后, 编进自行葫芦程序内, 是固定的。电泳线采用自行葫芦按节拍自动进行。3.3 槽液温度槽液温度低时, 漆膜较薄; 温度高, 漆膜外观粗糙且槽液稳定性差。一般漆液温度控制在2830 , 以达到较好的涂膜质量及漆液稳定性。3.4 固体份和颜基比电泳漆的固体份和颜基比直接影响膜厚、外观等漆膜质量。它是电泳涂装的重要控制参数。3.5 涂料的pH值电泳涂料的pH 值直接影响槽液的稳定性。pH 值过低, 新沉积的涂膜会再溶解, 漆膜变薄, 电泳后冲洗会脱膜。pH值过高, 工件表面光泽不一致, 漆液的稳定性不好, 已溶解的树脂会析出, 漆膜表面粗糙, 附着力降低。一般要求施工过程中,PH 值控制在5.96.3。3.6 槽液的电导率槽液的电导率直接影响电泳漆的泳透力, 泳透力是电泳漆膜是否均匀的最重要影响因素。泳透力高, 车身工件的内腔、缝隙等处漆膜厚度与外表面的漆膜厚度差异越小, 工件所有部位的涂膜厚度也越均匀(整体质量好)。因而在涂装施工中控制槽液电导率非常重要的。为了得到高质量涂膜, 可通过控制超滤设备及阳极液系统。除去杂质正离子, 将电导率控制在工艺要求的范围内。3.7 工件与阳极间距离工件与阳极间距离过近或过远, 都影响漆膜的厚度及质量。为了使膜厚均匀一致, 建议采用350500mm 较为适宜。对于工件距离阳极较远的部位, 其涂膜仍较薄时, 应增加辅助阳极, 以达到整个工件膜厚均匀。4 电泳涂装的管理电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。对槽液的科学管理极为重要, 对槽液的各种参数定期进行检测, 并根据检测结果对槽液进行调整和更换。才能保证电泳漆膜的质量及槽液的稳定性。一般每天生产前须检测槽液的固体份、电导率及pH值等参数, 对于颜基比、MEQ 及泳透力等参数, 则由电泳漆厂定期检测:对漆膜质量的管理, 应经常检查涂膜的均匀性和膜厚, 外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象, 定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。5 阴极电泳涂装中常见的缺陷、产生原因及处理方法 阴极电泳涂装易产生的缺陷主要有以下几种, 但在实际生产过程中情况是复杂的, 产生缺陷的原因也是多种多样的, 见表1, 具体问题还要具体分析。6 电泳工艺的特点电泳涂装明显优于其它涂装工艺。它与其他涂装方法相比较, 具有下述特点:(1)阴极电泳漆具有优异的抗腐蚀性能。它解决了其他涂装方法对工件内腔难以涂装防护的难题, 大大提高车身内腔和焊缝的防腐能力, 延长车身的使用寿命；(2)阴极电泳底漆涂层均匀、平整、光滑, 具有出色的附着力、耐冲击性能、耐腐、防锈性, 已经能很好地满足底漆所要求的各项机械性能, 及与中涂、面漆的配套性；(3)电泳漆是水溶性涂料, 以水为溶解介质,其有机溶剂含量低而具有突出的环保优势；(4)电泳涂装效率高, 涂料损失小, 涂料的利用率可达90%95% ；(5)用于大量流水线的生产工艺, 施工可实现自动化连续生产, 大大提高劳动效率。电泳漆除上述优点外, 还有以下特点:(1)电泳涂装法适用于采用机械化自动传输的大量流水线的生产工艺。其设备系统较为复杂, 投资成本高; 特别是初次投槽时, 就需要投入大量电泳漆, 投槽成本高；(2)电泳漆膜其烘干固化要求的温度较高( 175 180 ) , 日常运行能源消耗较大；(3)日常运行的成本也较高: 电泳投槽后, 其电泳槽液、超滤、阳极液等系统需要24 h不间断运行, 日常管理较复杂, 施工条件较严格。结 语阴极电泳底漆适用于机械化自动传输的大量流水线的先进生产工艺。它除设备系统较为复杂, 投资成本高外, 是当前国际上最先进的汽车涂装技术之一, 具有优异的抗腐蚀性能。不仅大大提高车身内腔和焊缝的防腐能力, 能让客车车身的防腐性达10年以上; 同时, 还因为阴极电泳漆是水性漆, 其有机溶剂含量低而具有突出的环保优势, 符合国家倡导的持续发展的产业政策。由于其优良的品质和高度环保, 正在逐步替代传统的底漆喷涂工艺。致 谢 本毕业设计是在王勇老师的细心指导下进行的。在本次设计中遇到的问题,都是通过和王勇老师的交流以及老师不辞辛苦的讲解才得以顺利的解决。从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了王老师很多的宝贵时间和精力，在此向导师表示衷心地感谢！导师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生！同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。写作毕业论文是一次再系统学习的过程，毕业论文的完成，同样也意味着新的学习生活的开始。最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。参考文献:1 彭义军. 汽车涂装技术M . 北京: 电子工业出版社, 2005.2 林鸣玉. 汽车涂装技术M . 北京: 北京理工大学出版社, 2004.3 王锡春. 最新汽车涂装技术M . 北京: 机械工业出版社, 1997.