磷化膜质量对阴极电泳涂装的影响
贵州化工
G u i zhouChe m ica lIndustry
2011年4月
第36卷第2期磷化膜质量对阴极电泳涂装的影响
柳清凉
(厦门金龙旅行车有限公司,福建厦门361006)
摘 要:针对车身电泳涂装后表面出现均匀分布的细小颗粒以及电泳槽液过滤系统过滤出细腻泥状沉淀物的现象,分析了磷化液中沉淀物多对阴极电泳涂装的影响及沉淀物产生的原因,并提出了相应的解决和预防措施。
关键词:磷化;促进剂;沉淀物;阴极电泳涂装;颗粒;泥状沉淀物
中图分类号:TG174.4 文献标识码:A 文章编号:1008-9411(2011)02-0022-02
1 前 言
现在对汽车生产厂家来说,服务于社会的内容
已不仅仅是注重提供优异内在性能的汽车了,同时也把注意力集中到汽车的外观装饰性、抗腐蚀性及环保方面上来。具有上述优点的电泳涂料及其涂装技术,特别是阴极电泳涂装便因此在汽车工业中得到迅速的普及和提高,采用电泳涂装法涂底漆的汽车车身已达到了90%以上;现在基本上已经形成了阴极电泳底漆 中间涂层(中涂) 面漆的汽车涂装工艺体系。阴极电泳涂装也已由汽车工业推广到建材、轻工、农机、家电、工程机械等工业领域。
我公司主导产品中的轻型车及中巴的各个产品品种的车身底漆涂装,均采用美国PPG天津涂料公司生产的阴极电泳涂料,于1998年6月开始投槽生产,并且不断更新换代,已人投槽时的第四代更新到目前的第六代;与其配套使用的前处理磷化采用的是德国汉高广州公司生产的磷化液。从磷化到阴极电泳涂装之间经过:磷化 喷射水洗(半浸半喷) 水洗(全浸) 去离子水洗(全浸) 阴极电泳涂装,均采用步进式,车身全湿进入电泳槽后通电进行电泳涂装。
2 磷化和阴极电泳涂装的原理简述
2.1 磷化的原理
磷化采用的是锌系磷化处理,在磷化进行过程中主要有如下反应:
(1)Fe+2H3PO4 Fe(H2PO4)2+2H+
(2)H2+1/2O2 H2O
(3)Fe(H2PO4)2+1/2O2 FePO4
+H3PO4+1/2H2O
(4)3Zn(H2P O4)2+4H2 Zn3(PO4)2 4H2O
+4H3PO4
(5)Fe+2Zn(H2PO4)2+4H2O+1/2O2 Zn2Fe (PO4)2 4H2O +2H3PO4+H2O
在整个磷化的过程中,实际反应比上述要复杂,它还伴随有其它一些副反应。
2.2 阴极电泳涂装的原理
阴极电泳涂装采用的电泳涂料是一种水溶性阳离子型树脂,在水中离解成带正电荷的树脂阳离子(R-NH+),在直流电场的作用下,向极性相反的阴极(车身)方向泳动,在直流电场形成的同时伴随电解反应,在阴极(车身)区界面的产生OH-根离子并积聚,导致p H值升高并与树脂阳离子反应(通俗地说就是中和反应),在阴极(车身)表面产生沉积并进行电渗后形成电泳底漆漆膜(R-N)。
3 质量问题及分析
在2000年3月底,电泳涂装车身表面出现均匀分布的细小颗粒,并且电泳槽过滤系统过滤出手感均匀细腻的泥状沉淀物,并且日趋严重,严重影响了电泳涂装质量和后道工序的涂装质量。
质量问题出现后,立即在电泳后冲洗采取补救措施-加强打磨和冲洗;同时对电泳槽及前处理各槽的槽液进行工艺参数检测,结果各工艺参数均正常,对各原材料包括生产日期在内的各项指标进行复查和检测,也都是正常;并且也都按工艺要求进行生产。从颗粒和沉淀物的状态及在车身上的分布看,不是电泳槽本身产生的或外来的机械杂质所造成的,而是前处理所带来的,让车身在进入电泳槽之前晾干观察,发现车身表面粘附有白色粉状沉淀物,因此,清理磷化槽后的各水洗槽并更换槽液后,再继
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*收稿日期:2010-12-16
作者简介:柳清凉,男,涂装部经理、工程师。
2011年4月第36卷第2期
柳清凉:磷化膜质量对阴极电泳涂装的影响
续生产,发现质量问题只稍有减轻而未消除。结合阴极电泳涂装原理,加之磷化后各水洗槽液均呈酸性(工艺要求p H 值为5~6),怀疑是磷化槽中磷化液含沉淀物过多所造成的,仔细观察磷化槽中的磷化液,发现磷化液呈现浑浊状态,因此更进一步确认上述怀疑是对的。
4 解决及预防措施
4.1 磷化槽清理及重新调配
根据上述分析,决定对磷化槽进行倒槽清理。首先,停止生产并关停有关磷化槽的各设备系统,让磷化液自然沉淀48h ;其次,排净水洗槽(全浸)槽液并清理干净,然后将已自然沉淀两天的磷化液通过循环泵抽到该水洗槽,将磷化槽内余下的少量磷化液及磷化反应沉淀物一起排入磷化槽下的沉淀池待以后处理,清理干净磷化槽,关闭相应的阀门;第三,将贮存在水洗槽内的磷化液通过循环泵抽回到磷化槽内,开启磷化液循环及加热系统,加水并用事先已准备好的原材料按计算估计进行调配和检测,直至工艺参数达到工艺要求为止,同时清理干净水洗槽并按工艺要求加满水。准备生产。
4.2 磷化除渣系统的清理
在清理磷化槽的同时,对磷化除渣系统进行清理。我公司磷化除渣系统采用的是板框式过滤除渣机。取下板框除渣机上的过滤布并对除渣机进行除渣清理并冲洗干净,然后用清水对不带过滤布的除渣机进行循环清洗1h 以上,停机并装上新过滤布,准备生产。
4.3 结果
经过上述各清理工作后,重新启动前处理电泳生产线按工艺要求进行生产,结果前述质量问题消失。我公司该生产线只单班生产并且产量不高,使磷化槽液加热升温频繁,升降温频繁易导致磷化液的有效成份析出,形成沉淀物;磷化促进剂(氧化剂)采用人工直接加入法,容易导致磷化液中促进剂局部过浓而产生沉淀物,同时消耗磷化液的有效成份。为此,提出如下几点预防措施:(1)提高单次生产量(一般为24台次以上)以减少生产次数和加热频率;(2)促进剂采取稀释滴加并通过磷化液循环及时将其稀释分散;(3)定期(一般生产一周)清理磷化除渣系统并视情况及时更换除渣滤布,定期(一般生产3个月)清理磷化槽。
5 结 语
通过这一次质量问题的解决,更进一步认识到涂装过程质量连续性的特性,前道工序质量的好坏将导致或影响到下一道工序质量的好坏,其影响有时候是非常严重的,上述质量问题的发生,不但严重影响车身的电泳质量,还将影响到电泳槽液的使用寿命,后果是很可怕的。因此,必须清醒的认识到:严格抓好涂装过程每一道工序的质量,预防质量问题的发生,是最终生产出高外观装饰性和高防腐蚀性的产品(车身)的重要前提和保证。
参考文献:
[1]王锡春编著.汽车涂装工艺技术[M ].北京:化学工业出
版社,2005,29-76.
The i nfluence of phosphati ng coat quality on CED coati ng
LIU Qing -liang
(X ia m en Golden Dragon V an Co .,Ltd .,X ia m en 361006,Ch i n a)
Abst ract :Accord i n g to the appearance tha t s m all sedi m ent very m uch even distribute on the body surface after CED -coati n g ,and the CED tank liquor filter syste m filter out subtle m uddy sed i m en,t analyzes very m uch sed i m ent i n the phosphate tank li q uor shou ld e ffect to the CED -coati n g and the reason that the sedi m ent to produc,t also brought so m e reso lving and preventi n g m ethod .
K ey w ords :phosphate ;acce leran;t sed i m en;t CED-coati n g ;ker ne;l m uddy sed i m ent
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磷化膜影响因素
磷化膜影响因素 磷化温度对磷化膜的成膜影响最大，其次是磷化液酸比，磷化时间对磷化膜的成膜 影响最小 磷化温度 提高磷化温度可以加快磷化速度，提高磷化膜的附着力、硬度、耐蚀性和耐热性，而且较高的磷化温度能够促进金属溶解并加速磷酸盐的水解反应，加快成膜速度［3］。但在高温条件下，Fe2+易被氧化成Fe3+而沉淀下来，使溶液不够稳定。且在磷化过程中升高温度会使部分磷酸盐水解，所以磷化温度的升高有一定的限度。 磷化膜的生成反应速率可表示为 酸比：总酸度和游离酸度 溶液的总酸度取决于马日夫盐的含量，提高总酸度能加速磷化反应，使磷化膜薄而细致。若总酸度过高，则溶液中易出现乳白色沉淀，且磷化后膜层过薄，易起黄锈。若总酸度过低，则磷化速度缓慢，膜层厚而粗糙，磷化膜的附着力不强，并存在空白。 游离酸度取决于磷酸的含量。如果游离酸度过高，则工件表面发黑，使磷酸离解受阻，铁在溶液中溶解变慢，不利于磷化膜的形成，从而导致磷化时间延长，磷化膜晶粒粗大多孔且耐蚀性降低。如果游离酸度过低，则磷化膜变薄，甚至没有磷化膜。 磷化时间 对膜层厚度及空隙率有影响
图：磷化时间与孔隙率的关系曲线--------------------------------------------------------------1 Fe2+含量控制起决定性作用,过高则磷化膜晶粒粗大多孔、Fe2+含量上升快、磷化时间延长,而偏低会使磷化膜变薄或不能成膜。严格控制Fe2+的过快增多是磷化溶液维护的关键之一。控制酸度比及NO-3与H2PO-4的最佳比例、适量添加铬合稳定剂如酒石酸等都能有效控制Fe2+过快升高,且有利于减少磷化沉渣生成、提高磷化膜层质量。若Fe2+含量超过允许范围,则磷化沉渣会增多,磷化膜质量劣化。-----------------------------------------------------174 试验证明磷化液中Fe2+的最佳含量为1. 5~3. 0 g/L。------------------------------------176 磷化工艺发展现状 磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国CharlesRoss于1869年获得的专利现在磷化处理技术已广泛应用于汽车、船舶、军工、电器、机械等领域，其主要用途是防锈、耐摩减磨、润滑、涂漆底层等,从而较好解决了钢铁在环境中的腐蚀问题。随着磷化技术的进步,现代磷化正朝着低温节能、工艺简便、投资耗料少、无毒无污染的方向发展，如磷化温度由原来的高温(>85e)逐步降低到中温乃至室温(<30e)，磷化处理时间由最初的几个小时缩短到目前的几分钟。磷化处理方式也从开始的纯浸渍法发展到喷淋法、馄除法以及浸喷馄混和法的自动化生产，磷化体系则由当初的单元体系(只有铁一种金属离子)发展到今天的多元体系(同时含有铁、锌、锰、镍、钙等多种金属离子) 磷化添加剂从无到有,大大改善了磷化膜的质量，提高成膜速度,已成为磷化液中不可缺少的成分"时至今日,新技术新工艺逐渐取代了旧技术旧工艺，还出现了常温“四合一”磷化处理液，多功能磷化处理液能减少处理工序,降低劳动强度,但在膜的致密性和防腐性方面需进一步的改善和提高。黑色金属的黑化和磷化相结合，在金属表面生成起到修饰、防护的作用共生膜，有着广阔的应用和推广价值。 磷化膜能够提高漆膜或其他有机涂料与金属的结合力及防护性,其主要原因,大体上可归纳如下： (1)磷化膜能够把金属基材表面的活性转化到最小的程度,把以后的腐蚀反应降到最低限度； (2)磷化膜能给金属提供一个“粗糙面”，给油漆或其它有机膜提供一个很好的咬合力,增强其附着力； (3)由于磷化过程除去了工件表明的各种无机污染物,如金属屑,轻微氧化物以及其它污物等,减少了影响附着力的内在不利因素；
电泳涂装技术简介~
目录 一概述 1电泳涂装的特点 2电泳涂装的种类（阴极、阳极电泳驻性能比较）二电泳涂装基本原理 三电泳涂装工艺及工艺管理 1工件涂装前金属表面处理 2电泳涂装工艺条件及重点参数管理 四电泳涂装设备 五电泳涂装的漆膜弊病及其防治 六电泳涂料及其涂膜性能的测试方法〈操作实验〉
一概述 电泳涂装是将具有导电性的被涂工件，浸渍在装水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽中作为阴极（或阳极），在槽中另投置与其相对应的阳极（或阴极），在两极间通一定时间的直流电，通过物理化学作用将漆沉积在被涂工件上，形成、水不溶性膜的一种涂装方法。 1．阴极电泳涂装的特点： 高效——从漆前处理到电泳底漆烘干可实现生产线化，可适用于大流水线生产。 优质——其泳透力好，提高了工件内的防腐蚀性；（其对工件内腔、焊缝、边缘等的防腐能力是其它涂装法所不能比拟的，漆膜耐盐雾试验可达成1000小时）可得到均一的膜厚，外观好。 安全——属低公害水溶性涂料，溶剂含量少，无火灾危险，尤在采用UF 装置后，涂料回收好，大大减少了对水质和大气污染。 经济——指涂料利用率高，可达%95 2电泳涂装的种类： 电泳涂装根据涂料树脂所带电荷的种类分阴极电泳和阳极电泳。 1）阳极电泳——所用涂料树脂是由带羟基团的聚合物经胺中和成盐再水溶，树脂及颜料粒子带负电荷。常见的有聚丁二烯阳极电泳涂 料等。 2）阴极电泳——所用涂料树脂是由带胺基的碱性树脂经酸中和成盐再水溶，树脂及颜料粒子带正电荷。常见的有环氧树脂、聚胺脂等 阴极电泳涂料。 3）阴极电泳漆比较于阳极电泳漆，具有以下优点： （1）具有优良的防腐性能，对底材的附着力高，对焊缝、锐边保护更好。根据资料统计，阴极漆膜的抗蚀能力优于阳极漆 膜5~6倍。从成本角度考虑，膜厚为10μm的阴极电泳漆漆 膜，其耐盐雾试验>=400h,而膜厚为20μm的阳漆膜，其耐雾 试验仅达到240-360h。 （2）阴极电泳涂料的库仑效率为阳极电泳涂料的二倍，可使耗电量减少于30% （3）阴极电泳的泳透力高，一般为阳极电泳的1.3-1.5倍，更适宜于形状复杂的工件涂装。 （4）阴极电泳漆的利用率高，可达95%。 （5）阴极电泳漆漆漆膜外观必须有足够的膜厚，这对涂料耗用有负面影响。 二、电泳涂装基本原理 阴极电泳涂料所含的树脂带有碱性基团，经酸中和后成盐而溶于水。通直流电后，酸根负离子向阳极移动，树脂离子及其包裹的颜料粒子带正电荷向阴极移动，并沉积在阴极上，这就是电泳涂装的基本原理（俗称镀漆）。 电泳涂装是一个很复杂的电化学反应，一般认为至少有电解、电泳、电沉积、电渗这四种作用同时发生。 1、电解——任何一种导电液体在通电时产生分解的现象，如水的电解
阴极电泳涂装系统中的阳极系统
阴极电泳涂装系统中的阳极系统 对阴极电泳涂装工艺而言，若要在生产过程中获得优质的电泳漆膜，必须确保槽液pH值和电导率的稳定。而在阴极电泳涂装工艺中，阳极系统正是扮演稳定槽液pH值和电导率的角色。 阴极电泳的阳极反应 通常电泳阳极系统的要素有：阳极单元、阳极液槽、阳极泵、电导仪、流量计、压力表、阳极液供应及返回管路、阳极液溢流及排放管路等等。阴极电泳涂装的阳极系统如图1。 在阴极电泳涂装过程中，当带正电荷的树酯阳离子在工件上沉积时，在电泳槽液中会不断有有机酸根离子（醋酸根离子、甲酸根离子）和氯离子生成（有机酸根离子来源于电泳漆，氯离子来源于固化剂），并相应在槽液中积聚。当有机酸根离子在槽液中聚积过多时将直接导致pH 值降低和电导率的增高，从而影响电泳漆膜的质量和外观（例如在电泳漆表面产生条印，漆膜粗糙）。为了确保最佳的涂装效果和电泳漆液的稳定，必须在涂装过程中通过阳极系统将这些酸根离子持续不断地除去。 这些有机酸根离子会与在阳极上富集的带正电荷的氢离子发生反应，我们称其为“阳极反应”。 阳极单元 电泳阳极主要有管式、卷式、板式、中空纤维等四种，其中又以管式和板式用得最多。管式和板式阳极通常封闭在可冲洗的阳极罩中，极罩由不导电的材料制成。
阳极单元一般由阳极棒（电极）、阳极隔膜、绝缘的阳极罩、阳极液输入管、阳极液输出管等构成。阳极单元结构如图2。 1. 阴极电泳阳极棒 阴极电泳的阳极棒正是和工件阴极一起形成电场的阳极，可见其在电泳工艺中的重要性。阴极电泳的阳极棒、螺栓及垫片通常使用不锈钢（例如316L不锈钢）或钛合金板，阳极棒的厚度最好不小于3.2mm。阳极单元的阳极棒直接参与了电泳涂装的电化学反应，所以会逐渐损耗。阳极棒都有一定的生命周期，其消耗速率取决于通过电泳槽的产品及生产率。如果操作正确，通常阳极单元有3～5年的生命周期，经过特殊处理的阳极棒的生命周期会相对长一些。在实际生产中每年都应该对10～20％的阳极单元进行拆开检查。通常每个极罩应配备一个便于观察的安培计，以便连续监测每个阳极的工作情况。 2. 阴极电泳阳极隔膜 阳极膜是阳极单元的主要构件之一，其作用正是通过电渗析除去电泳过程中产生的酸积聚，这样就可以除去多余的酸，维持槽液的正常pH值。 阳极膜是一种半透膜，它能够在电场的作用下选择性地允许带有相应电荷（负电荷）的离子通过，这种半透膜只有水分子、小的酸根离子等小分子能够通过，树脂、颜料等大分子则不能透过。阳极液和电泳槽液就是借助于这种选择性透过的半透膜隔离开来的。酸根离子只有在电场的作用下才能从电泳槽液向阳极系
铝型材电泳工艺
铝型材电泳工艺 电泳涂漆分为阳极电泳和阴极电泳，根据基体材料的种类或涂装的目的来选择使用电泳涂漆的类型。阴极电泳工艺一般是采用聚胺酯涂料对首饰表面进行涂覆处理。阳极电泳工艺中，第一代涂料为环氧树脂涂料，现在主要用于汽车底盘的表面处理；第二代为丙烯酸涂料，用于铝型材的表面处理。丙烯酸分子式为CH2CHCOOH，聚合成的丙烯酸树脂为一团乱麻，其中最外的羧基有70％被氨基所取代，因其树脂中存在—COONHR，使树脂具有水溶性，氨基树脂在高温下进行交联固化反应。涂料分子的均匀性对工艺操作有很大影响，一般来说，乳化越好，分子越均匀。 铝合金电泳涂漆工艺的原理是基材表面经阳极氧化处理后，形成由Al12O3，与A12(SO4)3，所构成的多孔性蜂巢式的保护层。在直流电压作用下，铝合金作为阳极，电流通过氧化膜微孔电解水，产生H+和O2，同时，电泳涂料液在电场作用下，向阳极被涂物移动，与H’反应并沉积于被涂物上。在电场的作用下，膜中的水分子渗透析出，最终膜中水分含量低至2%~5%。经过烘烤产生交联反应硬化。电泳涂漆起到封闭多孔质氧化膜的作用。 电泳涂漆一般认为有4个过程： （1）电解：丙烯酸胺R-CO ONH2→R-COO-+NH2 水H2O→H-+OH- （2）电泳：电荷粒子在导电介质中受电位影响而移动。粒子的移行率与粒子的ZETA电位、电场大小、介质的介电系数成正比，而与漆液的黏度成反比关系。 （1）工艺参数要求： 脱脂：硫酸180g/L~200 g/L，时间2min~5min 碱冼；氢氧化钠40 g/L~50 g/L，时间2min~5min 中和：硫酸180 g/L~200 g/L，时间2min~5min 氧化：硫酸150 g/L~180 g/L，Al3+<150 g/L，槽温（20±5）℃，电流密度为150A/m2~180 A/m2。 着色：着色电压小于氧化电压，其他参数按配槽要求进行 电泳涂漆：固体质量分数5%～7%，PH值7.6~8.4,温度(23±3)℃,电导率25℃时590us/cm~900 us/cm,涂漆时间40s~180s，涂漆电压40v~160v
汽车外壳阴极电泳涂装生产线设计
普通轿车车身涂装车间设计 0 前言 随着汽车涂装技术的发展和环保要求的逐步提高，国内汽车涂装线已越来越重视环保节能型涂装新材料、新工艺的应用。设计汽车涂装线时，涂装设备的工作原理和参数必须与之相匹配；同时，为了追求涂装线的高精益化和高柔性化，设备选型应尽可能多地采用国产设备，通过加强设备维护来提高整个生产线的开动率，从而降低生产线的建设费用；还要充分了解和预测新车型的开发，新涂装线应能满足多品种共线生产，使后续车型投产时对生产线的停产改造时间尽可能短。现在，根据设计任务的要求，设计一个年产10万辆普通轿车的车身涂装车间，选用典型的3C3B涂装工艺。工艺选定后，根据所采用的工艺及年生产纲领的要求，进行工艺的设计及计算。工艺的设计包括工艺流程的确定、各工序采用的工艺规范等。选择和计算各工序所采用的前处理槽的尺寸及数量，选择车间所需的主要设备等。设备选型与计算完毕后，设计车间平面布置图、阴极电泳槽图、以及喷漆室的设计图。最后对所设计的内容进行评述。 1 设计前提 1．1 生产能力、车身尺寸和输送方式 被涂物尺寸(长×宽×高)：4.8m×1.7m×1.4m 生产纲领：10万台/年 净生产能力：300台／d，工作时间：23 h／d。 输送方式：前处理、电泳线采用摆杆输送机；车底喷涂采用反向滑橇；中涂、面漆喷涂线及其他部分采用滑橇输送系统。 1．2车身涂层质量要求 满足中、高级轿车的涂层质量要求。电泳底漆、中涂漆和面漆的涂膜厚度的要求不一样，电泳漆：外表面≥18μm，内部空腔≥1lμm；中涂：外表面30～40μm，内表而15～20μm；面漆：金属底色漆12～20μm或素色漆20—25μm，清漆35～50μm。 2 涂装线的生产能力和输送速度
磷化处理影响因素及常见问题
一、磷化工艺参数的影响 1、总酸度————总酸度过低、磷化必受影响，因为总酸度是反映磷化液浓度的一项指标。控制总酸度的意义在 于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内。 2、游离酸度————游离酸度过高、过低均会产生不良影响。过高不能成膜，易出现黄锈；过低磷化液的稳定性 受威胁，生成额外的残渣。游离酸度反映磷化液中游离H+的含量。控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢 盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须的范围。磷化液在使用过程中，游离酸度会有缓慢的升高，这时要用 碱来中和调整，注意缓慢加入，充分搅拌，否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣，出现越加碱，游离酸度越高的 现象。单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的，必须一起考虑。 3、酸比————酸比即指总酸度与游离酸度的比值。一般的说酸比都在5~30 的范围内。酸比较小的配方，游离 酸度高，成膜速度慢，磷化时间长，所需温度高。酸比较大的配方，成膜速度快，磷化时间短，所需温度低。因此 必须控制好酸比。 4、温度————磷化处理温度与酸比一样，也是成膜的关键因素。不同的配方都有不同的温度范围，实际上，他 在控制着磷化液中的成膜离子的浓度。温度高，磷酸二氢盐的离解度大，成膜离子浓度相应高些，因此可以利用此 种关系在降低温度的同时提高酸比，同样可达到成膜，其关系如下： 70℃60 ℃50 ℃40 ℃30 ℃20 ℃ 1/5 1/7 1/10 1/15 1/20 1/25 生产单位确定了某一配方后，就应该严格控制好温度，温度过高要产生大量沉渣，磷化液失去原有平衡。温度过低，成膜离子浓度总达不到浓度积，不能生成完整磷化膜。温度过高，磷化液中可溶性磷酸盐的离解度加大，成膜离子 浓度大幅度提高，产生不必要的沉渣，白白浪费了磷化液中的有效成分，原有的平衡被迫坏，形成一个新的温度下 的平衡，如，低温磷化液在温度失控而升高时，H2PO4→H++PO43- 的离解反应向右进行，从而使磷酸根浓度升高， 产生磷酸锌沉淀，使磷化液的酸比自动升高。当磷化液恢复到原有的温度时，原有的平衡并不能恢复。因此实际中，当磷化液超过一定温度后，再降低到原来的温度时，如果不进行调整，就有可能磷化不上。从减少沉渣，稳定槽液，保证质量来看，磷化液的温度变化越小越好。 5、时间————各个配方都有规定的工艺时间。时间过短，成膜量不足，不能形成致密的磷化膜层。时间过长， 由于结晶在已形成的膜上继续生长，可能产生有疏松表面的粗厚膜。 二、促进剂的影响 促进剂是必不可少的成分，如果没有他们，磷化将失去意义。磷化液中的促进剂，主要指某些氧化剂。氧化剂是作 为阴极去极化剂而在磷化配方中采用的一种化学反应型的加速剂。他的主要作用是加速氢离子在阴极的放电速度， 促使磷化第一阶段的酸蚀速度加快，因此可以称为金属腐蚀的催化剂。当金属表面接触到磷化液时，首先发生以下 反应： Fe+2H+→Fe2++H2↑ 这个反应能够消耗大量的氢离子，促使固液界面的PH上升，进而促使磷化液中的磷酸二氢盐的三级离解平衡右移， 以致使锌离子浓度和磷酸根浓度在界面处达到溶度积而成膜。如果不添加一些有效物质，阴极析出的氢气的滞留会 造成阴极极化，使反应不能继续进行，因而磷酸盐膜的沉积也不能连续下去。因此凡能加速这个反应的物质，必能 加速磷化。氧化剂正是起着阴极去极化的作用而加速反应。 常用的氧化剂有硝酸盐、亚硝酸盐、双氧水、溴酸盐、碘酸盐、钼酸盐、有机硝基化合物、有机过氧化物等。最常 用的主要是硝酸盐、氯酸盐、亚硝酸盐。亚硝酸盐的缺点是在酸性磷化液中不稳定，容易分解，需不断补充，否则 磷化膜极易发黄。他分解产生的酸气易使未磷化的湿工件生锈。 氯酸盐虽然不能产生酸性气体，在酸液中也稳定，但是他会还原成氯离子。氯离子在槽液中积累，若随后的水洗不 充分，使氯离子留在工件上，会带来很大的后患。一方面污染电泳槽液，另一方面留在涂层下，会加快腐蚀速度。 过氧化氢尤其独特的优点，他的还原产物是水，他是工业开发中最强的氧化剂。使用的浓度很低，大约0.01~0.1g/L ，但是他在酸中更不稳定，控制要求很高。 此外还有更巧妙的有机氧化还原剂，比如蒽醌类衍生物。从原理上看，这上一种不消耗的循环使用的加速剂， 他只起氧化载体的作用，利用其氧化性醌先与磷化第一阶段产生的氢气作用，自身被还原成酚，再用强制方法 使磷化液与氧气接触，发生还原反应，又恢复成醌，同时给予磷化膜形成反应时必要的氧化电势。目前工业生 产中常用的是硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐、有机硝基化合物、双氧水的不同组合。硝酸盐、氯酸盐、有机硝基 化合物等在磷化液中都较稳定，除定期抽查外，一般不进行日常检测。而亚硝酸盐则需随时检测。浓度不够时，
阴极电泳工艺流程
阴极电泳工艺流程 通用的金属表面电泳涂装的全操作工艺流程如下：预清理一上线一除油一 水洗一除锈一水洗一中和一水洗一活化一水洗一底层电镀一水洗一光亮电镀一水 洗一电泳涂装一槽上清洗一超滤水洗一烘干一检验一包装。 被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。因此，不同的金属材料和不同 的制作成型的制品有不同的工艺流程和前处理要求。铸件一般采用喷砂或喷丸进 行除锈，用棉纱清除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等 杂物。钢表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。 不同材质金属进行不同色彩的阴极电泳加工的工艺流程如下。 (1)钢铁件 金色：前处理一镀镍一镀薄银一透明金色电泳； 咖啡色：前处理一磷化一透明金色电泳； 青铜色：前处理一镀锌一青铜色电泳； 黑色：前处理一磷化一黑色电泳； 其他色：前处理一镀镍一无色透明电泳一着色。 (2)铝及合金 金色：前处理一化学或电化学抛光一透明金色电泳； 咖啡色：前处理一透明咖啡色电泳； 青铜色：前处理一青铜色电泳； 黑色：前处理～黑色电泳； 其他色：前处理一化学抛光一无色透明电泳一着色。 (3)锌合金 金色：前处理一碱铜一酸铜一光亮镍一透明金色电泳； 咖啡色：前处理～透明咖啡色电泳； 青铜色：前处理一青铜色电泳； 黑色：前处理一黑色电泳； 其他色：前处理一碱铜一酸铜一光亮镍一无色透明电泳一着色。 (4)铜及铜合金
金色：黄铜件前处理一化学抛光一透明金色电泳；铜件前处理一光亮镍一镀薄银一透明金色电泳；咖啡色：前处理一着咖啡色一无色透明电泳； 青铜色(青铜)：前处理一抛光一无色透明电泳； 黑色：前处理一黑色电泳； 其他色：前处理一光亮镍一无色透明电泳一着色。
汽车零部件阴极电泳涂装生产线技术协议书
汽车零部件阴极电泳涂装生产线技术协议书 定作方:新乡市锦汇机械制造有限公司代表: 承揽方:扬州富山涂装工程有限公司代表: 二〇一三年十一月十二日
目录 一、设计依据 二、设备设计尺寸 三、设备技术性能及结构要求 四、全线能源配置表 五、工程界定表 六、工程进度计划表 七、买卖双方的设计分工和设计联络 八、机组性能保证值及验收方法 九、售后服务计划 十、备品、备件明细表 十一、主要外购件成件配置表 十二、设备配置明细单 十三、平面布局图 一、设计依据
1、方案设计的基本原则 第一、质量第一原则：经济、实用、工艺合理、低使用面积、低运行成本. 第二、环保同步治理原则：要考虑“三废治理”，在建线同时考虑环保问题，设计出对废水、废气的排放及处理的基本设施和设备要求； 第三、安全可靠原则：整套设备操作方便，维护简单。特别注意，悬链、管道、水沟、电路、通道的合理布局； 第四、流程合理原则：根据工艺需要，上下挂件及每个操作点布局合理、流程顺畅，自动化程度相对要高，但留有必要的弹性空间或条件，当出现某些不确定的问题时，可以方便调整或增补设备。 第五、低成本原则：整套设备在实现满足使用功能的前提下，去除不必要的或作用不明显的步骤及设备，整线结构尽可能简单，争取最少的建线、维护费用，尽可能的降低使用成本。 第六、美观协调原则：整个结构要协调（包全线色调）；外形美观大方。 要结合与其它工序在同一大车间的实际，严防烘道烟雾熏及厂房。 第七、充分利用空间原则：尽可能最大利用空间，在不影响使用和维护的前提下利于风管的布置；可以最大程度节约面积。
4、气候条件 备注序号名称设计参数
磷化影响因素
游离酸度和总酸度的影响 （一）游离酸度 所谓游离酸度是指磷化液中游离态氢离子的浓度，它主要由磷酸和其它酸电离产生。随着反应的进行，氢离子浓度逐渐降低，PH值上升。 当磷化液中的游离酸度过高时，钢铁件表面腐蚀反应过快，反应产生的气泡过多，阻碍磷化膜的形成，使磷化膜结晶粗大、疏松、易泛黄、抗腐蚀能力差。 溶液中酸度过低时，腐蚀反应进行缓慢，磷化膜难以形成，溶液中沉淀物多，膜呈浮粉状，产生挂灰。 （二）总酸度 总酸度也称为全酸度，是指磷化液中化合酸（H2PO4-）和游离酸浓度的总和。化合酸起着离解出游离态的H+维持溶液中的酸比，保持溶液酸度平衡的作用。同时化合酸的酸根又是参与成膜的主要成分。提高总酸度可以增加磷化膜的生成速度，而且成膜细致、均匀。增加总酸度还可适当降低磷化液的温度。但总酸度过高，游离酸度太低，也会降低腐蚀速度，成膜也易产生浮粉物；总酸度过低、则反应速度缓慢，磷化膜生成困难。 （三）酸比 酸比是保证处理液相对平衡的一个数值，酸比的计算方法为： 溶液的酸比=游离酸度/总酸度 不同品种磷化液的酸比比值不同。一般，酸比比值越高，磷化膜越细、越薄，但酸比过高时，不易成膜，皮膜易产生腐蚀现象，磷化液中沉淀多；酸比比值过低时，皮膜结晶粗大、疏松。 七、温度的影响 磷化处理随着温度的升高，其反应加快。磷化液配制后，溶液中的酸比随温度的变化而变化，温度升高，酸比升高，如果再降低温度时，酸比并不随之降低，这个反应是不可逆的。这是因为磷化液中的主要成分磷酸二氢锌在温度升高时分解产生H+，增加了游离酸浓度，并产生磷酸锌沉淀的缘故。 3Zn（H2PO4）2→ Zn3（PO4）↓＋4H3PO4 在游离酸度增加的同时，磷化锌的大量沉淀使磷化液损失很大，因此，在实际操作过程中，一定要根据工艺规定的温度进行磷化处理。否则，会大量浪费原材料，破坏液体的内部平衡。 对于同一配方的磷化液，温度越高，磷化膜形成越快，磷化膜加厚，防腐蚀性能提高；但温度过高时，工件表面磷化膜质量降低并易附着灰尘和微粒，影响工件涂装后涂膜的附着力。温度过低时，反应速度减慢，磷化膜成膜不充分，结晶颗粒大，防蚀性能低。 影响因素
电泳涂装工艺设计过程
电泳涂装工艺过程 电泳涂装基本原理 所谓电泳涂装，是将被涂物浸渍在水溶性涂料中作为阳极（阳极电泳），另设一与其相对应的阴极，在两极间通直流电，靠电流所产生的物理化学作用，使涂料均匀涂在被涂物上的一种涂装技术。 电泳涂装必须使用电泳漆，电泳漆通常又称水溶性涂料，电泳漆与蒸馏水必须按一定比例进行稀释，才能使用。 电泳涂装一般包括四个同时进行的过程： 1、电泳：在直流电场的作用下，正，负带电胶体粒子向负，正方向运动，也称泳动。 2、电解：电极上分别进行着氧化还原反应，反而在电极上形成氧化与还原现象。 3、电沉积：由于电泳作用，移至阳极附近的带电胶体粒子在模板表体放出电子，而呈不溶状态沉积，析出的现象，此时漆膜形成。 4、电渗：在电场作用下，固相不动，而液相移动的现象。电渗作用使漆膜内所含水份逐渐被排到涂膜外，最后形成几乎连电流也通不过去，含水率极低，电阻相当高的致密漆膜。 5、灰色环氧电泳漆为例：该电泳漆系改性环氧树脂，丁醇，乙醇胺，滑石粉，钛白粉、炭黑、高岭土的物质组成，电泳漆与蒸馏水混合后，在直流电场的作用下，即分离成带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子，并进行一系列复杂的物理化学胶体化学，电化学变化过程。 电泳涂装的方法及技巧 （1）一般金属表面的电泳涂装，其工艺流程为：预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。（2）被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈，用棉纱清除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。 （3）在过滤系统中，一般采用一级过滤，过滤器为网袋式结构，孔径为25～75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑，孔径50μm的过滤袋最佳，它不但能满足漆膜的质量要求，而且解决了过滤袋的堵塞问题。 （4）电泳涂装的循环系统循环量的大小，直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量，槽液的沉淀和气泡减少；但槽液老化加快，能源消耗增加，槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6～8次/h较为理想，不但保证漆膜质量，而且确保槽液的稳定运行。（5）随着生产时间的延长，阳极隔膜的阻抗会增加，有效的工作电压下降。因此，生产中应根据电压的损失情况，逐步调高电源的工作电压，以补偿阳极隔膜的电压降。 （6）超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度，保证涂装质量。在此系统的运行中应注意，系统一经运行后应连续运行，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水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势，连续工作30～40天应清洗一次，以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。（7）电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例，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。一般按如下频率测量槽液的参数：电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴（阳）极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含
阴极电泳与阳极电泳的区别
阴极电泳与阳极电泳的区别 大家都知道，电泳涂装将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽液中作为阳极（或阴极）、在槽中另设置与其相对应的阴极（或阳极），在两极间通直流电，在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。 根据被涂物的极性和电泳涂料的种类，电泳涂装法可分为两种。阳极电泳涂装法：被涂物为阳极，所采用的电泳涂料是阴离子型（带负电荷）。 阴极电泳加工涂装法：被涂物为阴极，所采用的电泳涂料是阳离子型（带正电荷）. 这里简单的写下阳极电泳涂料和阴极电泳加工涂料的化学反应式，了解一下就可以，具体可参看电泳涂装（电沉积）机理一节。 阳极电泳涂料（阴离子电沉积涂料）的化学反应： 阳极反应（被涂工件） 2H2O→4H++4e–+O2↑ （电解） Me→Men++ne- (阳极溶解) RCOO—+H+→RCOOH↓（电沉积，树脂，颜料树脂的析出） 水溶性→水不溶性 nRC00—+Men+→(RCOO)nMe↓ 阴极反应： 2H2O+2e→2OH—+2H2↑ R3NH++OH—→R3N+ H2O 阴极电泳加工涂料（阳离子电沉积涂料）的化学反应： 阴极反应（被涂物） 2H2O+2e→2OH—+H2↑ R-NH++OH—→R-N↓+H2O （水溶性→水不溶性） 阳极反应： 2H2O→4 H++4e+O2↑ RCOO—+ H+→RCOOH 为什么会出现阳极电泳和阴极电泳加工两种电泳方法了，阴极电泳加工相对于阳极电泳来说有什么什么优点了。请看下面。 在电泳的初期人们都是采用阳极电泳，在电泳的不断发展中，经过长期的研究与使用，人们逐渐发现阳极电泳涂装工艺存在着以下三个问题： 1）由于电泳漆的特点，合成的树脂必须是水溶性的。为了达到树脂水溶的目的，在聚合物分子链上常需引入一定量的强新水性基团。如：羧基，羟基，醚基等。由于酯键、羧基和这些亲水性基团的存在，所以阳极电泳漆的耐碱性、耐盐雾性及耐用水性能均不够理想。 2）由于在阳极电泳过程中被涂工件作为阳极，电泳过程中被涂的基体金属及表面处理膜（如磷化膜）在电沉积过程中被析出而混入到漆膜中，这不仅使漆膜色泽变深，而且还降低了漆膜的耐腐性。 3）电泳涂装时，由于在阳极区发生电解产生的氧气对树脂影响很大（主要是对漆液的稳定性），必要时还须加入抗氧剂。 由于阳极电泳存在以上这些问题，于是人们通过研究发明了阳极电泳，那么阴极电泳加工又有什么优点了，我们就一起来看一下吧。 阴极电泳加工的特点：与阳极电泳相比，阴极电泳加工具有漆膜性能好，涂层均匀，漆膜色泽不变深，有色金属也能涂覆等特点：
家用电器壳体阴极电泳涂装线的设计
－涂装技术及其应用? 冯修扎，门连通（天津７０７研究所，３００１３１） 摘要：介绍了家用电器壳体阴极电泳涂装生产线的殴计方法，阐述了生产线各部分的基本组成艇功能，重点说臻了甄援毫苏涂装澄备赫设ｉ卡愿到：： 关键词：家用电器壳体；阴极电辣涂装线；设计辣剿 ｌ前裔 阴极电泳涂装楚一种先进、现代的涂装新技术。蕊主要特点是： （１）涂膜质量好，家用电器壳体的边角、接缝等处戆够彩或逡句豹涂羧；嚣囊链｛尘囊裹，舞善逶潮校电泳涂层的４—６倍，盐雾试验可达１００２ｈ以上：耐水性、耐酸碱性、耐潮瀑性、耐湃测性、耐沸水性等都比嗣援电泳涂膜性能蠢较大据离； （２）涂膜均匀，可控制厚艘（４０／ａｍ； （３）溶鹦羁翔搴骞达９５％一９８％，省工、省辩，疲本低，效益明显； （４）适用丁大批跫、涂料用量大的自动化连续生产。生产效率高； （５）电泳漆属水溶性涂料，无火灾隐患，生产安全： （６）废水、废气处理简单，低污染，符合环保要求，为文明生产打好基础，符合可持续发展战略要求。 为了提高家用电器壳体的表面涂胺质量，特别是蜒决壳体缎饽接缝、焊缝及边霸处易如瑷锈斑积涂层破坏的问题，国外已经普遍程洗衣机、电冰箱等家电产品采用阴极电泳涂装技术。现在我国已有厂家正在；ｌ遂整粪蕊摄龟溶涂装设备，翟投褒较夫。毽我遥切需要研制国产的成套阴极电泳涂装设备，该涂装生产线的梭心部分是阴掇电泳溶装。 ２涂装线的基本组成及功能 经努耩凌较试为，昧强授龟溶涂装部分辨，蓠处捶涛洗磷纯设蚤、烘手炉及粉末藿饿炉、悬挂辕送系统、电气控制系统簿配置与普通磷化喷涂生产线基本是一样的。图１为阴极电泳涂装生产线的设备布置示意圉。 ：乒瑶萝喜歹寻ｉ一｝弧一～～Ｊ：０ ２．１前鲢理清洗、磷佬设暂的配置 包括喷淋棚体、贮液槽、喷淋泵、喷淋管路系统、辨圈管辫及拜汽系统。工蕊淀施按藕娃瑾嚣液技术要求确定如下：预脱脂一脱脂一水洗１一水洗２一表西调整一辚位（锌系ｊ元磷化）一承洗３一去离予水清洗，采用逆向清洗的原聪，要求设备无跑臀滴漏。Ｔ件经前处理后，袭面形成１～３∥ｍ２均匀、薄而致密的磷纯貘，终为龟藏漆豹褒潦茁。 ２．２阴极电泳涂装配置 疆投电泳涂装配置熠撼龋２。 －２２?涂章毒工业２０００年莓６襄 万方数据
最全前处理电泳工艺、设备、质量控制参考资料
阴极电泳涂料涂装原理简介 一、电泳涂料成膜原理 1.涂料工作原理 电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末，但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后，电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。 电泳涂装属于有机涂装，利用电流沉积漆膜，其工作原理为“异极相吸”。 电泳涂装最基本的物理原理为带电荷的涂料粒子与它所带电荷相反的电极相吸。采用直流电源，金属工件浸于电泳漆液中。通电后，阳离子涂料粒子向阴极工件移动，阴离子涂料粒子向阳极工件移动，继而沉积在工件上，在工件表面形成均匀、连续的涂膜。当涂膜达到一定厚度（漆膜电阻大到一定程度），工件表面形成绝缘层，“异极相吸”停止，电泳涂装过程结束。整个电泳涂装过程可以概括为以下四个步骤： ●电解：水的电解 ●电泳：带电的聚合物分别向阴极或阳极 泳动的过程 ●电沉积：带电的聚合物分别在阴极或阳 极沉积的过程 ●电渗：沉积的电泳涂膜收缩、脱去溶剂 和水，形成均匀致密的湿膜 电极附近主要的化学反应如下表所示： 反应过程图如下所示：
在电场作用下，涂料粒子向阴极移动（电泳），由于受到阴极附近碱扩散层（OH-）的影响，涂料粒子在阴极聚结（电沉积）。槽液的流动影响扩散层，流动速率高，扩散层薄，流动速率低，扩散层厚。刚沉积的湿膜含有大量水分，由于电流的影响，会发生部分脱水，使湿膜不挥发份达到80%（电渗）。脱水后湿膜牢牢黏附在底材上，通常的清洗不能洗脱。由 于边缘电流密度高，电泳过程首先发生在这些区域。如下图所示： 2.电沉积类型 ●阳极电沉积（AED） 阳极电泳涂装，金属工件为阳极，吸引漆液中带负电荷的涂料粒子，电沉积时，少 量的金属离子（阳极氧化）迁移到涂膜表面，对涂膜的性能造成影响。阳极电泳涂料主 要用于对耐蚀性要求较低的工件，是经济型涂料。 ●阴极电沉积（CED） 阴极电泳涂装，金属工件为阴极，吸引漆液中带正电荷的涂料粒子，由于被涂工 件是阴极而非阳极，进入涂膜的金属离子大大减少，从而提高了漆膜性能。涂膜优良， 具有优异的耐蚀性能。
磷化膜——材料表面与界面
磷化膜 汽车的喷涂工艺或者喷漆工艺，集中体现了材料的表面与界面的知识，而磷化膜就是其中一个对喷漆工艺有很大影响的部分。 磷化（Phosphorization）是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。 1、磷化过程的反应机理 磷化过程的反应机理相对比较复杂，目前尚无统一的完整的理论。磷化过程可归纳为化学反应和电化学反应，不同的磷化体系，不同的基材，磷化反应机理不尽相同，但大都包括以下几个步骤： （1）基体金属溶解：当工件浸入磷化液时，磷化液中游离的磷酸把工件表面的铁溶解并放出氢气，降低了磷化界面的酸度，这是磷化反应的起点，可净化金属表面，破坏磷化槽液中的水解平衡，使水解反应向生磷化膜方向进行，界面处浓度降低。 Me-2e→Me2+ 2H++ 2e→2 [H]→H2↑ （2）促进剂加速：铁溶解过程释放出的氢气吸附在工件表面上，阻止了磷化膜的形成，为加速反应，常加入氧化型促进剂，去除氢气，界面处H+浓度可进一步降低。 [o]+[H]→[R]+H20 （3）磷酸根的多级离解：磷化液的基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐，其分子式一般用Me(H2P04)2, Me通常指锌、铁、锰等金属离子。这些酸式th溶于水，在一定条件发生水解反应，产生游离磷酸。由于界面处H+浓度急剧下降，导致磷酸根离子各级离解平衡向右移动，最终离解出PO43-。 Me(H2PO4)2→MeHPO4+H3PO4 3 MeHPO4→Me3(PO4)2+ H3PO4 H3PO4→H2PO4-+H+→HP042-+2H+→PO43- （4）磷酸盐沉淀结晶成膜当溶液中离解出的PO43-与界面处的金属离子达到溶度积常数Ksp时，就会形成磷酸沉淀结晶成膜。 3Zn2++2 PO43- +4H20→Zn3 (PO4)2·4H20 2Zn2++Me2++2 P043- +4H20→Zn2Me (P04)2·4H20 例如上述磷酸锌生成的Zn3(PO4)2·4H20和Zn2Fe(PO4)2·4H20的结晶体，其中Me2+代表的是其他金属离子。 由于金属表面氧化过程的产生，从而破坏了磷化液的电离与水解平衡，随着磷化的不断进行，游离H3PO4的不断消耗，促进了原电离反应和水解反应的进行，Me2+、H2PO4-及PO43-浓度不断增大，当磷化反应进行到MeHPO4, FeHPO4、及Me3(PO4)2等物质浓度分别达到其各自的溶度积时，这些难溶的磷酸盐便在被处理金属表面活性点上形成晶核，并以晶核为中心不断向表面延伸增长而形成晶体;晶体不断经过结晶一溶解一再结晶的过程，直至在被处理表面形成连续均匀的磷化膜。磷酸盐与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续长大成为磷化晶粒，无数晶粒紧密堆积形成磷化膜。磷化膜分为假转化膜和转化膜两种，假转化膜靠磷化液本身所含的阳离子来成膜，膜是结晶型的，转化膜靠铁基体腐蚀产生的铁离子成膜，加入的碱金属离子不参与成膜，膜属无定型的。 初生的Fe-Zn混合磷酸盐，由于铁参与成膜反应，故与基体金属的结合力
阴极电泳基本知识
电泳技术人员培训初级资料 目录 1、电泳涂装概念及优点--------------------------------------------------------- 2 2、电泳涂装的机理及特性- --------------------------------------------------------- 3～4 3、电泳涂装工艺流程图---------------------------------------------------------------- 5 4、槽液特性值-------------------------------------------------------------------------------- 5～6 5、电泳涂装线设备--------------------------------------------------------------------------- 7 6、电泳涂装线操作要点-------------------------------------------------------------------- 8
1、电泳涂装 1、何谓电泳涂装？ 被涂物浸渍于电泳涂料(水性)中，被涂物与电极间通以直流电，由于电场作用得到涂膜的涂装方法，叫做电泳涂装. 2、特点 1）尽管复杂形状的被涂物也可得到均一涂膜（膜厚）的涂装 2）防锈性优良 3）泳透性良好，构造物夹合处 4）易于自动化（节省人力） 5）作业线保养容易 补给作业简单，无需特别补给装置 酸浓度管理因隔膜方式所以容易 6）涂装作业性良好（缺陷：流漆，针孔等涂装异常较少） 7）经济实惠 因具有UF回收装置涂料回收率极高（90%以上） 8）低公害 溶剂含有量较少，故空气污染少 9）因系水性涂料没有火灾顾虑
阴极电泳涂装技术
阴极电泳涂装技术 （环境与化学工程学院马亚飞） 摘要：本文简要介绍了阴极电泳涂装的原理、工艺流程及设备、涂装工艺参数、工艺特点、应用及电泳涂装在国内外发展趋势 关键词：阴极电泳，工艺参数，工艺流程，发展趋势 引言 电泳涂料源于2O世纪3O年代，从2O世纪6O年代中期开始研究合成阳离子型树脂，并于20世纪7O年代初用于对耐腐蚀性能要求高的家用电器上作底漆，随后逐渐开发出了耐蚀性能更高且具有装饰性效果的阴极电泳涂料，由于其具有优良的防腐蚀性、高泳透率、高流平性、高装饰性且涂装自动化程度高、涂装污染少等特点，广泛应用于机动车工业中，并推广应用到建材、轻工、家用电器等工业领域以及五金和工艺品的表面防腐和装饰。 1 阴极电泳涂装原理 电泳漆是一种水溶性高分子树脂漆，经脱离子水稀释后，以分子和离子的平衡状态存在。被涂物作为一个电极，与另一电极同时浸入电泳漆中，在直流电场作用下，两极之间产生电位差，水溶性高分子树脂离子在电场中定向移动到被涂物表面，形成一种均匀漆膜。从而达到涂装目的整个过程伴随有物理、化学反应。 阴极电泳涂装是以被涂物为阴极，电泳漆采用阳离子型树脂材料，用有机酸中和，经水解后电泳漆离子带正电荷。在直流电场作用下，阴极附近引起离子0H 积累一表面pH值上升，带正电荷的高分子树脂电泳漆离子向阴极移动，在阴极表面发生电沉积。 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、电泳两部分：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
影响金属磷化膜效果的因素
影响金属磷化膜效果的因素 影响磷化的因素很多，当磷化膜出现质量问题时，可以从磷化工艺参数、促进剂、磷化工艺（含设备）管理以及被处理钢材表面几大方面考虑。 磷化工艺参数的影响 1、总酸度————总酸度过低、磷化必受影响，因为总酸度是反映磷化液浓度的一项指标。控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内。 2、游离酸度————游离酸度过高、过低均会产生不良影响。过高不能成膜，易出现黄锈；过低磷化液的稳定性受威胁，生成额外的残渣。游离酸度反映磷化液中游离H+的含量。控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须的范围。磷化液在使用过程中，游离酸度会有缓慢的升高，这时要用碱来中和调整，注意缓慢加入，充分搅拌，否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣，出现越加碱，游离酸度越高的现象。单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的，必须一起考虑。 3、酸比————酸比即指总酸度与游离酸度的比值。一般的说酸比都在5~30的范围内。酸比较小的配方，游离酸度高，成膜速度慢，磷化时间长，所需温度高。酸比较大的配方，成膜速度快，磷化时间短，所需温度低。因此必须控制好酸比。 4、温度————磷化处理温度与酸比一样，也是成膜的关键因素。不同的配方都有不同的温度范围，实际上，他在控制着磷化液中的成膜离子的浓度。温度高，磷酸二氢盐的离解度大，成膜离子浓度相应高些，因此可以利用此种关系在降低温度的同时提高酸比，同样可达到成膜，其关系如下：70℃60℃50℃40℃30℃20℃ 1/5 1/7 1/10 1/15 1/20 1/25 生产单位确定了某一配方后，就应该严格控制好温度，温度过高要产生大量沉渣，磷化液失去原有平衡。温度过低，成膜离子浓度总达不到浓度积，不能生成完整磷化膜。温度过高，磷化液中可溶性磷酸盐的离解度加大，成膜离子浓度大幅度提高，产生不必要的沉渣，白白浪费了磷化液中的有效成分，原有的平衡被迫坏，形成一个新的温度下的平衡，如，低温磷化液在温度失控而升高时，H2PO4→H++PO43-的离解反应向右进行，从而使磷酸根浓度升高，产生磷酸锌沉淀，使磷化液的酸比自动升高。当磷化液恢复到原有的温度时，原有的平衡并不能恢复。因此实际中，当磷化液超过一定温度后，