阴极电泳(CED)生产线建设过程中的几点认识

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摘要：随着各种新材料和新装备的应用，阴极电泳工艺对提高汽车零部件的防腐性能起到了重要作用，文章探讨了生产线建设过程中对前处理、阴极电泳涂装工艺条件、涂膜烘干条件。

关键词：电泳涂装；磷化处理；阴极电泳；生产线建设；热固化过程

中图分类号：U466

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)14-0177-02

电泳涂装的原理发明于19世纪30年代，当时为提高汽车车身内腔和焊缝面的防腐蚀性，美国福特汽车公司在George Breaer先生领导下于1957年开始着手研究电泳涂装法并在1963年成功地应用于汽车车身涂装。随着各种新材料和新装备的应用。阴极电泳工艺对提高汽车零部件的防腐性能起到了重要作用。但如果片面强调阴极电泳技术的优越性，而忽视了其中的重要环节，往往会在实际生产过程中造成不必要的损失。以下就生产过程中的关键部分进行分析，供参考借鉴。

一、前处理

在磷化处理前工件需经过脱脂处理，脱脂不好会造成涂层附着力不良、磷化膜不完整等，从而影响涂层的耐腐蚀性能，金属在电泳涂装前进行磷化处理能成倍地提高涂膜的耐腐蚀性，但要选用得当。如果选用的磷化膜耐碱性不好，则涂膜的附着力、耐腐蚀性等达不到预想的效果。根据资料介绍和生产实践，阴极电泳前磷化膜应具备以下质量标准：(1)外观均匀致密；(2)磷化膜重量在2-3g/m2范围内；(3)结晶细度小于10μm；(4)P比85％以上；(5)Ni含量20mg/m2以上。

磷化处理中磷化液成分和处理方式决定了磷化的效果。现在应用最广泛的磷化液是在锌盐磷化处理液中添加Ni和Mn，添加Ni能使磷化膜结晶微细化，提高附着力，Mn进入磷酸锌结晶后，磷化膜的耐碱溶解性提高，因而也提高了耐蚀性。

磷化的处理方式按处理液与被处理件的接触方式可分为两大类，喷射方式和浸渍方式。两种处理方式对磷化膜特性的影响见表1：

二、阴极电泳涂装的工艺条件

阴极电泳槽液自配槽后就应连续循环搅拌，因故障停止搅拌时间不应超过2h。在槽液循环过程中确保液面流速不应小于0.2m/s，靠近槽底部槽液流速最低为0.4m/s。在连续式生产场合，槽液流向与被涂物前进方向一致，液流速度一般要为工件移动速度的2～4倍。槽液在循环管路系统内的流速必须都保持在0.4m/s以上才能有效防止管路系统的沉淀。

为保证泳涂质量，要求将槽液温度控制在±1℃范围内，在正常生产状态下是对槽液进行冷却。在电泳涂装过程中由于电泳电流产生的热量，泵机械搅拌的机械能转换成的热能，被涂物带入的热量和周围环境温度的影响，一般槽液的温度处于上升状态，控制温度需冷却。槽液温度控制：冷却用7℃～10℃的冷水，加热用40℃～45℃的温水。整个调整系统由热交换器、泵及冷水(或温水)循环管路、温水加热器、冷水槽、冷却机组、冷却塔和温度控制器、调节阀等组成。如厂房温度能保证在10℃以上时，温水加热可不考虑。

电泳槽中槽液流动方向及热交换器布置如图2所示：

三、阴极电泳涂膜的烘干条件

阴极电泳涂料属于热固化性涂料，必须在规定的较高温度下才能固化，其烘干过程包括：溶剂(水分)挥发、涂膜热融化、高温热固化三个阶段。由于电泳涂膜本身的含水(溶剂)少，又经吹干、晾干，不含水，所以其烘干过程与热固性粉末涂料相仿，可直接进入高温烘干。另外，阴极电泳涂膜在热固化过程中(当涂膜温度达110％以上时)有热分解产物，产生较多的油烟。在较高温度、较长时间的烘干，能致使涂膜变薄(2～3μm)，膜的平整度明显提高。这些是电泳涂膜烘干的特点。

烘干条件(规范)系指工件温度和烘干时间，这两者对阴极电泳涂膜的固化十分重要，如果低于规定温度和烘干时间，则不能固化，严重影响漆膜性能。品种不同的阴极电泳涂料的涂膜烘干条件也不同，应根据漆厂的推荐和试验确定。一般来说，在最低的烘干温度和时间下能使所有金属件上的涂膜都干透，并保持有优良的耐腐蚀性、机械强度和附着力，该烘干温度和时间就可认为是最合适的烘干规范。另外，在所选的烘干温度下过烘干3倍于正常烘干时间，漆膜性能无明显变化，则认为该漆膜的过烘干性能合格。

烘干室的清洁度、温度均匀性、控制准确度和烘干时间等方面应满足工艺要求，与其它涂膜用烘干室一样。图3是一个典型的阴极电泳烘干室内温度、时间(升温区、保温区和冷却区)烘干规范曲线。