彩色電泳涂料裝是一種新穎表面處理新工藝。它是采用電化學(xué)方法將有機樹脂的 膠體粒子沉積在零件上，形成透明或各種顏色的有機涂覆層。根據(jù)電泳漆中的樹脂粒 子電離后帶電狀況的不同，可分為陽極電泳（樹脂粒子電離后成負(fù)離子）及陰極電泳 （樹脂粒子電離后成正離子）。陰極電泳是 70 年代發(fā)展起來的新工藝。它與陽極電泳 相比較，具有更多的優(yōu)點，因此在國內(nèi)發(fā)展迅速，尤其在表面裝飾方面獲得更廣泛的 應(yīng)用。本章重點將介紹陰極電泳涂裝有關(guān)問題。 電泳涂覆層的耐蝕性能極其優(yōu)良（能通過中性鹽霧試驗 400H 以上）、抗變色性能 強；與基體金屬的結(jié)合好，可進行各種機械加工；涂覆層色彩鮮艷，根據(jù)用戶的要求 可以配制成各種顏色，常見的有金色、咖啡色、槍色、黑色等；與油漆工藝相比，施 工性能好、對環(huán)境的污染和危害顯著減少，被廣泛應(yīng)用在各個生產(chǎn)部門，如汽車外殼 及各種配件，自行車車把及配件，各種日用小五金配件、家具、工藝品等。
第一節(jié) 陰極電泳涂裝工作原理 陰極電泳涂裝是一個復(fù)雜的電化學(xué)和膠體化學(xué)過程。電泳漆本身是一個膠體和懸 浮體的多組分體系，存在著彌散相（樹脂、顏料微粒）和連續(xù)相（水）二種組分。在 陰極電泳中，一般存在下述四種過程： （ 1 ）電泳帶正電的水溶性樹樹脂粒子及其吸附的顏料，向陰極移動。 （ 2 ）電沉積帶正電的樹脂粒子到達(dá)零件（陰極）表面。形成不溶于水的沉積層，經(jīng)烘 烤后形成漆膜。 （ 3 ）電滲水份從沉積層滲析而出，當(dāng)含水量下降至今 5%~15% 時，即可烘烤。 （ 4 ）電解水被直流電電解，放出氫與氧，由于電解導(dǎo)致滲透力下降，影響漆膜外觀， 降低漆膜附著力，增加電耗，因此，應(yīng)盡量減弱水的電解。
陰極電泳過程反應(yīng)機理如下：
陰極：
(1)2H2O ＋ 2E→H2↑ ＋ 2OH － 產(chǎn)生的 OH － 累積于陰極表面，當(dāng) OH － 濃度增加到
一定數(shù)值時，便在陰極表面產(chǎn)生電沉積。
(2)R=NH3 ＋ OH 一 →R=NH2 （析出）＋ H2O
陽極（不銹鋼或石墨本陽極）： 2H2O→4H ＋ 02↑ ＋ 4E
第二節(jié) 陰極電泳涂裝工藝流程
根據(jù)零件的基體材料不同以及所需電泳的顏色不同，應(yīng)采取不同的涂裝工藝流
程。
常用的陰極電泳工藝流程，如表 4-3-1 所列。
表 4-3-1 常用陰極電泳工藝流程
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電泳金色 |
電泳咖啡 |
電泳青銅色 |
電泳黑色 |
電泳其它色 |
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鐵 |
前處理一
鎳 - 鍍薄銀 - 透明金色電泳漆 |
前處理一
磷化 - 透明金色電泳漆 |
前處理一鍍鋅 - 青銅色電泳漆 |
前處理一
磷化 - 黑色電泳漆 |
前處理一鍍鎳 - 無色透明電泳漆 - 著色 |
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鋁及鋁
合金 |
前處理一透明金色電泳漆 |
前處理一
透明咖啡
色電泳漆 |
前處理一青銅色電泳漆 |
前處理一
黑色電泳漆 |
前處理一無色透明電泳漆 - 著色 |
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鋅合金 |
前處理一鹼銅 - 酸銅 - 亮鎳 - 透明金色電泳漆 |
前處理
透明咖啡色電泳漆 |
前處理一青銅色電泳漆 |
前處理一
黑色電泳漆 |
前處理 ` 一鹼銅 - 酸銅 - 亮鎳 - 無色透明電泳漆 - 著色 |
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銅及銅
合金 |
黃銅件：拋光 - 無色透明電泳漆銅件：前處理 - 亮鎳 - 鍍薄銀 - 透明金金電泳漆黑青銅件：前處理 - 紅色電泳漆 |
前處理一前處理 - 著咖啡色 - 無色透明電泳漆 |
拋光一無色透明電泳漆（青銅件） |
前處理一黑色電泳漆 |
前處理一亮鎳 - 無色透明電泳漆 - 著色 |
一、電泳漆液的配制
（一）透明電泳漆的配制
1. 將計算量的樹脂液倒入配制槽中在強烈攪拌下，緩慢加入計算量的色漿，并繼 續(xù)攪拌 20 一 30min 。
2. 將計算量的 1/2 高純?nèi)ルx子水（電導(dǎo)率〈 5μS/cm 〉在不斷攪拌 20 一 30min 。
3. 將配制好的電泳漆工作液移至電泳漆槽中，并啟動連續(xù)循環(huán)過濾裝置，不間斷 地循環(huán)攪拌 24 一 48h 后試鍍。
（二）黑色電泳漆的配制
1. 在配制槽中加入 1/10 計算量的純?nèi)ルx子水電導(dǎo)率〈 5μS/cm -1 〉。
2. 在強烈攪拌下分批加入計算量的電泳漆濃縮液。
3. 在強烈攪拌下分批加入場 2/5 計算量的高純?nèi)ルx子水，并邊續(xù)攪 拌 0.5 一 1h 。
4. 將上述溶液移至電泳漆中，啟動連續(xù)循環(huán)裝置，并分批加入余量的高純蒸餾水。
5. 不間斷地循環(huán)攪拌 48h 后試鍍。
第三節(jié) 電泳漆液成分及工藝條件對膜層的影響
一、 固體分含量
固體分含量過低時，電解作劇烈，漆膜薄，氣泡多，易產(chǎn)生針孔；過高時剛膜層
比較粗糙，易起桔皮。因此穩(wěn)定固體分含量是保證電泳質(zhì)量的一個關(guān)鍵，對于 EC-3000 金色電泳漆來說，每電泳 15 一 20M 2 的零件需補充 1L 濃縮液。
二、溶劑
電泳漆液剛配制時，其溶劑含量稍高。但隨著漆液使用時間的延長和超濾的使用， 溶劑不斷揮發(fā)和濾出，其含量會逐漸下降，影響漆膜質(zhì)量。嚴(yán)重時，漆膜會在烘 烤前脫落。因此，應(yīng)及時添加調(diào)整，一般每濾出 100L 超濾滲透液，應(yīng)補充 1.2L 溶劑。
三、電壓
極間電壓升高，電場作用加強，漆液中帶電粒子泳動，沉積速度加快，使用泳透力提高，膜層增厚。電泳操作時，應(yīng)根據(jù)零件形狀與大小，槽液溫度高低，所需膜的厚薄，選擇最佳電壓。當(dāng)電泳漆槽剛配制時，其溶劑含量及導(dǎo)電度均高，則電壓應(yīng)適當(dāng)降低。
四、 PH 值
由于陽極采用隔膜控制，電泳漆液的 PH 值較為穩(wěn)定，當(dāng)超濾液排出太多或隔膜液漏出進入電泳漆液時，使電泳漆液 PH 值發(fā)生變化，可用有機酸調(diào)整。 PH 值過低時，漆膜再溶解增加，膜層變薄，且對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。
五、電導(dǎo)率
電導(dǎo)率是控制電泳漆膜層質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一。新配溶液時電導(dǎo)率可能較高，因此需要通地超濾排出滲液以降低電導(dǎo)率。電導(dǎo)率過高，則膜厚易產(chǎn)生桔皮和表面粗糙等現(xiàn)象。電導(dǎo)率過低，則容易產(chǎn)生針孔和麻點。因此當(dāng)電導(dǎo)率的高低不同時需要采用不同的電壓和槽液溫度，以便獲得良好的膜層。電導(dǎo)率較高時，可采用較低的電壓和溫度；反之則要相應(yīng)提高電壓和溫度。
六、溫度
電泳漆液的溫度一般控制在 26 度左右。溫度過低，必需使用較高的電壓以達(dá)到電泳的目的；溫度過高，則加劇溶劑的揮發(fā)，不利于電導(dǎo)率的穩(wěn)定和控制。
七、電泳時間
電泳時間的長短會影響漆膜外觀及膜層的厚薄。當(dāng)電泳時間過長時，膜厚色深，透明性變差。電泳時間過短，則膜層不完整。因此需要根據(jù)漆液的電導(dǎo)率。固體分含量等因素的變化，在確定溶液溫度和電壓的前提下，選擇最佳的電泳時間，以確保膜層的質(zhì)量。
在電泳過程中，主要以電壓的大小來控制膜層厚度。時間如超過一定數(shù)值，厚度不會顯著增加，這是因為電泳漆是不導(dǎo)電的，當(dāng)零件給膜層完全覆蓋后，成為絕緣體，時間再長也不會增加漆膜的厚度。因此如需要較厚漆膜時，尤其在鍍凹位較深零件時，應(yīng)用較高電壓和較短時間。 電泳漆之維護及故障處理
1 、電泳漆之維護 1 ）純水水質(zhì)要求在電導(dǎo)率＜ 5μs/cm 。 2 ）槽液液溫控制在 25 -30℃ （冷熱循環(huán)控制）。 3 ）進槽要清洗干凈，不要將酸堿帶入槽中。 4 ）電泳漆要晾于然后進烘箱，烤溫時不要升溫太快。 2 、電泳漆故障處理方法
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問 題 |
原 因 |
解 決 對 策 |
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膜厚不足 |
固體份低 |
提高固體份 |
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電壓低 |
提高電壓 |
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溫度低 |
提高溫度 |
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漆膜過厚 |
工作周圍循環(huán)不好 |
通常因泵，過濾器及噴嘴阻塞所致 |
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固體份高 |
降低固體份 |
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溫度高 |
降低溫度 |
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電導(dǎo)率高 |
提高超濾液排放量 |
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電壓高 |
降低電壓 |
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水跡 |
沌水不干凈 |
換純水 |
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溫度過高 |
降低濕度 |
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固體份過低 |
加漆 |
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起泡 |
工作表所不潔凈 |
充分水洗 |
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漆膜外觀不豐滿 |
顏色基比過高 |
減少顏料補加，增加樹脂含量 |
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槽液有泡沫 |
進氣漏氣 |
檢查管道和泵是否泄漏 |
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溢流槽液體過低 |
提出高液體高度 |
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涂膜粗糙 |
顏料份高 |
減少色漿，增加樹脂 |
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電導(dǎo)率高 |
超濾，降低電導(dǎo)率 |
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針孔 |
槽液溫度低 |
升高槽液溫度 |
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電導(dǎo)率過高 |
超濾降低電導(dǎo)率 |
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漆膜不均勻，破裂 |
槽液溫度高 |
降低溫度 |
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電壓高 |
降低電壓 |
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電導(dǎo)率高 |
超濾降低電導(dǎo)率 |
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斑紋地圖斑痕 |
底材表面污染 |
檢查金屬表面 |
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漆跡 |
清洗不夠 |
增加清洗 |
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凹孔，縮孔 |
雜質(zhì)污染 |
清除工件上雜質(zhì) |
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顏料份低 |
補加色漿 |
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硬度 |
烘烤時間 |
延長，嚴(yán)格按工藝操作 |
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烘烤溫度 |
升溫 |
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不夠流平 |
加溶劑 |
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麻點 |
液溫低 |
升溫 |
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溶劑少 |
加溶劑 |
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濃度低 |
加漆 |
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條紋 |
表面外觀不佳 |
電壓升高快 |
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溶劑含量低 |
槽液固含量低 |
常見故障及其糾正方法
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故障 |
產(chǎn)生原因 |
糾正方法 |
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桔皮或表面粗糙 |
電壓過高 |
降低電壓 |
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溶液溫度高 |
降低溫度 |
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固體分過高 |
稀釋溶液 |
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極距太近 |
加大極距 |
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烘烤加溫太快 |
壓縮空氣吹干后再烘烤 |
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PH 值過高 |
用有機酸調(diào)整 |
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針孔或麻點 |
固體分過低 |
調(diào)整至工藝范圍 |
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PH 值過低 |
降低溶液酸度 |
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清洗水不干凈 |
換清洗水 |
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溶液電導(dǎo)率太高 |
超濾去掉雜質(zhì)離子 |
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膜厚太薄 |
增加電泳電壓或時間 |
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電鍍表面針孔 |
壓縮空氣吹干后再烘烤 |
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火山口或油點 |
工件上附有油 |
加強除油工序 |
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槽液面有油漬 |
防止槽液被油污染 |
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顆粒污染 |
加強循環(huán)過濾和超濾 |
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電壓高膜層厚 |
降低電泳電壓和時間 |
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彩虹 |
膜層太薄 |
增加電泳電壓 |
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顏色不符 |
膜層太厚或太薄 |
選擇合適的工作電壓和時間 |
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調(diào)配涂料時，顏色比例錯 |
嚴(yán)格按工藝配方配制電泳漆 |
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溶劑太多，滲透能力差，膜層厚薄不均 |
調(diào)整溶劑含量，使其符合工藝規(guī)范 |
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不規(guī)則圖形 |
前處理不徹底 |
加強前處理工序 |
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硬度不夠 |
烤烘時間短或溫度低 |
嚴(yán)格按工藝規(guī)范進行 |
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涂裝面點狀或片狀顏色差異 |
零件有針孔或砂眼 |
杜絕不合格工件下槽 |
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色料乳化攪拌不勻 |
加強電泳漆攪拌 |
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表面有水液 |
用壓縮空氣吹干 |
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水滴未干即烘烤 |
用壓縮空氣吹干 |
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電泳前水洗不徹底 |
加強入槽產(chǎn)零件的清洗 |
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