E-Coat 101 的工作原理

电镀是一种利用电流来沉积涂料的涂装方法。这个过程的原理是 "异性相吸"。

电涂层系统将直流 (DC) 电荷施加到浸泡在含有相反电荷的油漆颗粒涂液中的待涂装的金属部件上。油漆颗粒被吸引到金属部件上,油漆均匀沉积,在整个表面形成一层连续的薄膜,直到涂层达到所需的厚度。在预定厚度时,此薄膜结构将部件隔绝,吸引力停止,整个过程即告完成。
根据电荷的极性,电泳涂装分为阳极涂装或阴极涂装。
 
阳极电涂中,待涂工件为是阳极。 带正电荷,吸引带负电的油漆颗粒至阳极过程中,少量金属离子迁移到漆膜中。 这种金属迁移会限制涂层的性能。阳极涂层,可提供出色的颜色和光泽控制。

在阴极电涂中,被涂部分为阴极。带负电荷,工件会吸引带正电的油漆颗粒。随着极性的反转,进入漆膜的离子大大减少,从而改善了阴极性能。阴极涂层是高性能涂层,具有优异的耐腐蚀性,可满足耐久性的需求。
 

什么是均镀能力?

电镀工艺最有益的方面可能是均镀能力。 这是电极(阳极或阴极)强制油漆颗粒进入所选零件的每个表面的能力。 正确的&ldq;均镀能力可以在最终产品上进行有效且绝对的涂覆。
电子涂层溶液中的每个带电涂层颗粒都会找到最大的相反吸引点。在该过程开始时,它可能位于裸金属表面的任何位置。然而,当包覆的颗粒沉积时,它们会失去电荷,并将它们覆盖的微小区域隔绝起来。&Nbsp;然后,此操作会强制向裸露表面添加涂层,从而生成完全覆盖。
电镀层的形成速度非常均匀。 每一层油漆颗粒都附着在零件表面,直到涂层的隔绝性能足以阻止进一步的吸引。通过调节施加到涂层溶液的电压,可以严格控制成膜深度。
与喷涂或粉末喷涂相比,部分封闭区域和内角不受法拉第笼效应的影响。这是一种现象,在这种现象中,金属角落产生的排斥电场极大地阻碍了喷雾对内部空间的渗透。
E-Coat&ldq;为最终产品提供坚固、完整、均匀的表面处理。 其优点是减少了涂料使用量(由于涂层更薄),同时还能提供无与伦比的耐腐蚀性。
 

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不溶性电镀阳极

与不锈钢阳极作比较
不锈钢是常用的电镀阳极材料。它相对便宜,而且容易买到。但不锈钢有一个主要缺点:它在电镀过程中易于溶解,能让铁进入阳极系统或涂料槽。
图 1说明了不锈钢中的铁与阳极液中的酸和水发生反应的溶解过程。它们之所以会发生溶解,是因为形成氧化铁所需的电势小于启动水电解所需的电势。
氧化铁的影响
将氧化铁释放到阳极系统和/或漆罐中可能会导致问题。在阳极电解液系统中,阳极表面上铁氧化物的电解形成会增加阳极的电阻率,从而影响局部电流密度。而且在百万分之五十(Ppm)的水平下,涂料罐中的铁会改变涂料的颜色,特别是白色和米色。在 100ppm 时,金属表面使用的黑色和灰色底漆中的铁会降低涂层的平滑度。这会降低随之而来的喷涂层的平滑度。而且因为超滤不能去除铁,所以铁与零件一起被涂覆。漆膜中的高铁含量增加了腐蚀的可能性。
 

不溶性阳极
理想的阳极根本不溶解,很少有铁氧化物进入槽或阳极系统。使用不溶性阳极,电镀过程中的反应符合图2。
不溶性阳极是可用的。 不溶性阳极的表面有惰性物质,而非使用裸露的不锈钢。通常,这种惰性物质来自铂族金属或这些金属的氧化物。 对于电镀阳极,氧化钌是最常见的选择。
但是,固体氧化钌的价格太高,不足以证明它的使用是合理的,所以只在钛基体的表面涂上一层薄薄的氧化钌。 使用钛是因为其耐腐蚀性、电化学性质、可用性和成本。
 

低铁氧化物,寿命长
带有氧化钌涂层电极的阳极电槽几乎消除了铁污染。 低铁污染意味着不会改变颜色,也不会降低部件的耐腐蚀性。另外,阳极槽内的污泥较少,膜上没有铁沉积。 请参见图3,其中比较了两种阳极系统的含铁量,一种是不锈钢阳极,另一种是氧化钌阳极。
虽然氧化钌涂层阳极一开始成本较高,但与不锈钢阳极相比,在阳极的整个生命周期内成本较低。预计氧化钌阳极的使用寿命大约是不锈钢阳极的三倍。 典型使用寿命为3年;最长可达7年。
 

阳极相关事实:

  • 阴极丙烯酸对不锈钢阳极的侵蚀性特别强。 考虑不溶性阳极。
  • 10多年前,当不溶性阳极被引入电子涂层时,有人说,与不锈钢阳极相比,它们可以处理两到三倍的当前密度(每平方英尺的安培)。 虽然这在低电压(100伏或更低)下是正确的,但电子涂层的高电压会降低这种能力。 电流密度增加25%更合理。
  • 与不锈钢阳极一样,过高的电流密度和接触氯化物会缩短不溶性阳极的使用寿命。在这种情况下,可以使用替代涂层,如氧化铱。 此外,始终正确处理阳极。请确保不要磨损阳极的氧化钌涂层。这可能会暴露钛衬底,缩短阳极的使用寿命。
  • 大型电镀设备有时使用两个阳极系统,一个用于不溶性阳极,另一个用于不锈钢阳极。