יציקת יציקה להשקעות |יציקת חול

יציקות נירוסטה, יציקות ברזל אפור, יציקות ברזל רקיע

טיפול אלקטרו תעשייתי ליציקות מתכת ומוצרי עיבוד שבבי

ציפוי חשמלי תעשייתי הוא טיפול שטח בשימוש נרחב להגנה עליציקות מתכתומוצרי עיבוד CNC מהקורוזיה עם גימור יפה.לקוחות רבים שואלים שאלות על טיפול פני השטח של יציקות מתכת וחלקים בעיבוד מדויק.מאמר זה יתמקד בתהליך הציפוי האלקטרופורטי.מקווה שזה יועיל לכל השותפים.

ציפוי אלקטרו הוא שיטת ציפוי שבה חלקיקים כגון פיגמנטים ושרף התלויים בתמיסה האלקטרופורטית מכוונים לנדוד ולהתפקד על פני אחת האלקטרודות באמצעות שדה חשמלי חיצוני.עקרון הציפוי האלקטרופורטי הומצא בסוף שנות ה-30, אך טכנולוגיה זו פותחה והושגה יישום תעשייתי לאחר 1963. ציפוי אלקטרופורטי הוא תהליך הבנייה המעשי ביותר לציפויים על בסיס מים.לציפוי אלקטרופורטי יש מאפיינים של מסיסות מים, חוסר רעילות ובקרה אוטומטית קלה.מכיוון שהוא מתאים לטיפול פני השטח של חלקי עבודה מוליכים (יציקות מתכת, חלקים מעובדים, פרזול, חלקי פח וחלקי ריתוך וכו'), תהליך הציפוי האלקטרופורטי נעשה שימוש נרחב במהירות בתעשיות כגון רכב, חומרי בניין, חומרה , ומכשירי חשמל לבית.

עקרונות
לשרף הכלול בציפוי האלקטרופורטי הקתודי יש קבוצות בסיסיות, היוצרות מלח לאחר נטרול חומצה ומתמוססות במים.לאחר הפעלת הזרם הישר, היונים השליליים הרדיקליים החומציים עוברים לאנודה, ויוני השרף וחלקיקי הפיגמנט העטופים על ידם עוברים לקתודה במטענים חיוביים ומושקעים על הקתודה.זהו העיקרון הבסיסי של ציפוי אלקטרופורטי (המכונה בדרך כלל ציפוי).ציפוי אלקטרופורזה הוא תגובה אלקטרוכימית מורכבת מאוד, לפחות ארבע השפעות של אלקטרופורזה, שיקוע אלקטרו, אלקטרוליזה ואלקטרואוסמוזה מתרחשות בו זמנית.

אלקטרופורזה
לאחר הפעלת האנודה והקתודה בתמיסה הקולואידית, החלקיקים הקולואידים עוברים לצד הקתודה (או האנודה) תחת פעולת השדה החשמלי, מה שנקרא אלקטרופורזה.החומר בתמיסה הקולואידית אינו במצב של מולקולות ויונים, אלא המומס המפוזר בנוזל.החומר גדול ולא ישקע למצב מפוזר.

אלקטרודפוזיציה
התופעה של משקעים מוצקים מנוזל נקראת אגלומרציה (אגלומרציה, שיקוע), שנוצרת בדרך כלל בעת קירור או ריכוז התמיסה, וציפוי אלקטרופורטי מסתמך על חשמל.בציפוי אלקטרופורטי קתודי, חלקיקים בעלי מטען חיובי מתקבצים על הקתודה, וחלקיקים בעלי מטען שלילי (כלומר יונים) מתקבצים על האנודה.כאשר החלקיקים הקולואידים הטעונים חיובית (שרף ופיגמנט) מגיעים לקתודה (המצע) לאחר שטח הפנים (שכבת הממשק הבסיסית ביותר), מתקבלים אלקטרונים ומגיבים עם יוני הידרוקסיד והופכים לחומרים בלתי מסיסים במים, אשר מושקעים על הקתודה ( חומר עבודה צבוע).

הַפרָדָה חַשְׁמָלִית
בתמיסה בעלת מוליכות יונית האנודה והקתודה מחוברות לזרם ישר, אניונים נמשכים לאנודה וקטיונים נמשכים לקתודה ומתרחשת תגובה כימית.האנודה מייצרת פירוק מתכת וחמצון אלקטרוליטי לייצור חמצן, כלור וכו'. האנודה היא אלקטרודה שיכולה לייצר תגובת חמצון.המתכת מושקעת בקתודה וה-H+ מופחת אלקטרוליטית למימן.

אלקטרוסמוזה
לאחר הפעלת שני הקצוות (קתודה ואנודה) של תמיסות עם ריכוזים שונים המופרדים על ידי קרום חדיר למחצה, התופעה שהתמיסה בריכוז נמוך עוברת לצד של ריכוז גבוה נקראת אלקטרואוסמוזה.סרט הציפוי שהופקד זה עתה על פני האובייקט המצופה הוא סרט חצי חדיר.תחת הפעולה המתמשכת של השדה החשמלי, המים הכלולים בסרט המריחה יוצאים מהסרט ועוברים לאמבטיה כדי לייבש את הסרט.זוהי אלקטרואוסמוזה.Electroosmosis הופך את סרט הציפוי ההידרופילי לסרט ציפוי הידרופובי, והתייבשות הופכת את סרט הציפוי לדחוס.הצבע הרטוב לאחר שחייה עם צבע אלקטרו-אוסמוזה טוב ניתן לגעת ולא דביק.ניתן לשטוף את נוזל האמבט הנדבק לסרט הצבע הרטוב במים.

עקרונות של טיפול משטח אלקטרו

מאפיינים של ציפוי אלקטרו
לסרט צבע אלקטרופורטי יש את היתרונות של מלאות, אחידות, שטוחות וציפוי חלק.הקשיות, ההידבקות, העמידות בפני קורוזיה, ביצועי ההשפעה והחדירות של סרט צבע אלקטרופורטי טובים משמעותית מתהליכי ציפוי אחרים.
(1) נעשה שימוש בצבע מסיס במים, במים משמשים כתווך הממיס, החוסך הרבה ממסים אורגניים, מפחית מאוד את זיהום האוויר וסכנות סביבתיות, בטוח ותברואתי ומונע את הסכנה הנסתרת של שריפה;
(2) יעילות הצביעה גבוהה, אובדן הצבע קטן ושיעור הניצול של הצבע יכול להגיע ל-90% עד 95%;
(3) עובי סרט הציפוי אחיד, ההדבקה חזקה ואיכות הציפוי טובה.כל חלק של חומר העבודה, כמו השכבה הפנימית, שקעים, ריתוכים וכדומה, יכולים לקבל סרט ציפוי אחיד וחלק, הפותר את בעיית שיטות הציפוי האחרות לחלקי עבודה בעלי צורה מורכבת.בעיית הציור;
(4) יעילות הייצור גבוהה, והבנייה יכולה לממש ייצור אוטומטי ורציף, מה שמשפר מאוד את יעילות העבודה;
(5) הציוד מורכב, עלות ההשקעה גבוהה, צריכת החשמל גדולה, הטמפרטורה הנדרשת לייבוש ואשפרה גבוהה, ניהול הצבע והצביעה מסובך, תנאי הבנייה קפדניים ונדרש טיפול בשפכים. ;
(6) ניתן להשתמש רק בצבע מסיס במים, ולא ניתן לשנות את הצבע במהלך תהליך הציפוי.יציבות הצבע אינה קלה לשליטה לאחר אחסון לאורך זמן.
(7) ציוד הציפוי האלקטרופורטי הוא מסובך ותכולת הטכנולוגיה גבוהה, המתאימה לייצור צבע קבוע.

מגבלות של ציפוי אלקטרו
(1) זה מתאים רק לציפוי פריימר של מצעים מוליכים כגון חלקי מכונות של מתכות ברזליות ומתכות לא ברזליות.חפצים לא מוליכים כמו עץ, פלסטיק, בד וכו' לא ניתנים לציפוי בשיטה זו.
(2) תהליך ציפוי אלקטרופורטי אינו מתאים לחפצים המצופים המורכבים ממספר מתכות, אם מאפייני האלקטרופורזה שונים.
(3) לא ניתן להשתמש בתהליך ציפוי אלקטרופורטי עבור האובייקטים המצופים שאינם יכולים לעמוד בטמפרטורה גבוהה.
(4) ציפוי אלקטרופורטי אינו מתאים לציפוי עם דרישות מוגבלות לצבע.ציפוי אלקטרופורטי של צבעים שונים צריך להיות צבוע בחריצים שונים.
(5) ציפוי אלקטרופורטי אינו מומלץ לייצור באצווה קטנה (תקופת חידוש האמבטיה היא יותר מ-6 חודשים), מכיוון שמהירות החידוש של האמבטיה איטית מדי, השרף באמבטיה מזדקן ותכולת הממס משתנה מְאוֹד.האמבטיה לא יציבה.

שלבים של ציפוי אלקטרו
(1) עבור ציפוי אלקטרופורטי של משטחי מתכת כלליים, זרימת התהליך היא: ניקוי מראש → הסרת שומנים → שטיפת מים → הסרת חלודה → שטיפת מים → ניטרול → שטיפת מים → פוספטציה → שטיפת מים → פסיבציה → ציפוי אלקטרופורטי → ניקוי גופייה → שטיפת מים אולטרה סינון → ייבוש → לא מקוון.
(2) למצע ולטיפול המקדים של האובייקט המצופה יש השפעה רבה על סרט הציפוי האלקטרופורטי.יציקות מתכת נמחקות בדרך כלל על ידי התזת חול או פיצוץ, חוט כותנה משמש להסרת אבק צף על פני חומר העבודה, ונייר זכוכית משמש להסרת שאריות פלדה ופסולת אחרת על פני השטח.משטח הפלדה מטופל בהסרת שומנים והסרת חלודה.כאשר דרישות השטח גבוהות מדי, נדרשים טיפולי משטח פוספטינג ופסיבציה.חלקי עבודה של מתכת ברזלית חייבים להיות פוספטים לפני אלקטרופורזה אנודית, אחרת עמידות הקורוזיה של סרט הצבע תהיה גרועה.בטיפול בפוספטינג, לרוב נבחר סרט פוספט של מלח אבץ, בעובי של כ-1 עד 2 מיקרומטר, וסרט הפוספט נדרש לקבל גבישים עדינים ואחידים.
(3) במערכת הסינון, הסינון העיקרי מאומץ בדרך כלל, והמסנן הוא מבנה שקית רשת.הצבע האלקטרופורטי מועבר אל המסנן באמצעות משאבה אנכית לצורך סינון.בהתחשב במחזור ההחלפה המקיף ובאיכות סרט הצבע, שקית הסינון בעלת גודל הנקבוביות של 50μm היא הטובה ביותר.זה לא רק יכול לעמוד בדרישות האיכות של סרט הצבע, אלא גם לפתור את הבעיה של סתימת שקיות סינון.
(4) גודל מערכת המחזור של ציפוי אלקטרופורטי משפיע ישירות על יציבות האמבט ועל איכות סרט הצבע.הגדלת נפח המחזור מפחיתה את המשקעים והבועות של נוזל האמבט;עם זאת, ההזדקנות של נוזל האמבט מואצת, צריכת האנרגיה עולה, והיציבות של נוזל האמבט הולכת ומחמירה.זה אידיאלי לשלוט בזמני המחזור של נוזל המיכל ל-6-8 פעמים/שעה, מה שלא רק מבטיח את איכות סרט הצבע, אלא גם מבטיח את הפעולה היציבה של נוזל המיכל.
(5) ככל שזמן הייצור גדל, העכבה של דיאפרגמת האנודה תגדל ומתח העבודה האפקטיבי יקטן.לכן, בייצור, יש להגדיל את מתח ההפעלה של ספק הכוח בהדרגה בהתאם לאובדן המתח כדי לפצות על ירידת המתח של דיאפרגמת האנודה.
(6) מערכת האולטרה סינון שולטת בריכוז יוני הטומאה המובאים על ידי חומר העבודה כדי להבטיח את איכות הציפוי.בהפעלת מערכת זו יש לשים לב כי לאחר שהמערכת מופעלת עליה לפעול באופן רציף ואסור בתכלית האיסור לפעול לסירוגין כדי למנוע את התייבשות ממברנת האולטרה סינון.השרף והפיגמנט היבשים נצמדים לממברנת האולטרה-פילטר ולא ניתן לנקותם ביסודיות, דבר שישפיע באופן רציני על חדירות המים וחיי השירות של ממברנת האולטרה-סינון.קצב תפוקת המים של ממברנת האולטרה סינון מראה מגמת ירידה עם זמן הריצה.יש לנקות אותו פעם אחת במשך 30-40 ימים של עבודה רציפה כדי להבטיח את המים האולטרה-פילטרים הנדרשים לשטיפה ושטיפה אולטרה-פילטר.
(7) שיטת הציפוי האלקטרופורטי מתאימה לתהליך ייצור של מספר רב של פסי ייצור.מחזור החידוש של אמבט האלקטרופורזה צריך להיות בתוך 3 חודשים.הניהול המדעי של האמבטיה חשוב ביותר.פרמטרים שונים של האמבטיה נבדקים באופן שוטף, והאמבטיה מותאמת ומוחלפת בהתאם לתוצאות הבדיקה.בדרך כלל, הפרמטרים של תמיסת האמבט נמדדים בתדירות הבאה: ערך ה-pH, תכולת מוצק ומוליכות של תמיסת האלקטרופורזה, תמיסת אולטרה סינון ותמיסת ניקוי אולטרה סינון, תמיסה קוטבית אניון (אנודה), תחליב במחזור ותמיסת ניקוי דה-יוניזציה פעם אחת יום;יחס בסיס, תכולת ממס אורגני ובדיקת מיכל קטן במעבדה פעמיים בשבוע.
(8) לצורך ניהול איכות סרט הצבע, יש לבדוק את אחידותו ועוביו של סרט הצבע בתדירות גבוהה, ולא יהיו במראה חרירים, צניחה, קליפת תפוז, קמטים וכדומה. יש לבדוק באופן קבוע את הפיזיקלי והכימי. אינדיקטורים כגון הידבקות ועמידות בפני קורוזיה של סרט הציפוי.מחזור הבדיקה הוא בהתאם לתקני הבדיקה של היצרן, ובדרך כלל כל אצווה צריכה להיבדק.

טיפול פני השטח לפני אלקטרופורזה
טיפול פני השטח של חומר העבודה לפני הציפוי הוא חלק חשוב בציפוי אלקטרופורטי, הכולל בעיקר הסרת שומנים, הסרת חלודה, מיזוג פני השטח, פוספטציה ותהליכים נוספים.איכות הטיפול בו לא רק משפיעה על מראה הסרט, מפחיתה את הביצועים נגד קורוזיה, אלא גם הורסת את היציבות של תמיסת הצבע.לכן, עבור פני השטח של חומר העבודה לפני הצביעה, הוא נדרש להיות נקי מכתמי שמן, סימני חלודה, ללא כימיקלים לטיפול מקדים ושקיעה פוספטית וכו', ולסרט הפוספטים יש גבישים צפופים ואחידים.לגבי תהליכי הקדם-טיפול השונים, לא נדון בהם בנפרד, אלא רק נציין מספר נקודות תשומת לב:
1) אם הסרת השומנים והחלודה אינם נקיים, זה לא רק ישפיע על היווצרות סרט פוספט, אלא גם ישפיע על כוח ההדבקה, הביצועים הדקורטיביים ועמידות הקורוזיה של הציפוי.סרט הצבע נוטה להתכווץ ולחורים.
2) פוספטציה: המטרה היא לשפר את יכולת ההידבקות ויכולת האנטי קורוזיה של הסרט האלקטרופורטי.תפקידו הוא כדלקמן:
(1) בשל השפעות פיזיקליות וכימיות, ההדבקה של סרט הציפוי האורגני למצע משופרת.
(2) סרט הפוספט הופך את פני המתכת ממוליך טוב למוליך גרוע, ובכך מעכב את היווצרותן של מיקרו-סוללות על פני המתכת, מונע למעשה את קורוזיה של הציפוי ומגביר את עמידות הקורוזיה ועמידות המים של ציפוי.בנוסף, רק על בסיס תחתית יסודית והסרת שומנים, ניתן ליצור סרט פוספטי משביע רצון על משטח נקי, אחיד וללא שומן.מהיבט זה, הסרט הפוספטינג עצמו הוא הבדיקה העצמית האינטואיטיבית והאמינה ביותר על השפעת תהליך הטיפול המקדים.
3) כביסה: לאיכות הכביסה בכל שלב של הטיפול המוקדם תהיה השפעה רבה על איכות הטיפול המקדים וסרט הצבע כולו.ניקוי המים הדה-יוניים האחרון לפני הצביעה, ודא שמוליכות הטפטוף של האובייקט המצופה לא עולה על 30μs/cm.הניקוי אינו נקי, כגון חומר העבודה:
(1) שאריות חומצה, נוזל כימי פוספט, קיבוץ של שרף בנוזל צבע והידרדרות ביציבות;
(2) שאריות חומר זר (כתמי שמן, אבק), חורי התכווצות, חלקיקים ופגמים אחרים בסרט הצבע;
(3) שאריות אלקטרוליטים ומלחים מובילים להחמרה בתגובת האלקטרוליזה ומייצרים חרירים ומחלות אחרות.

 

 

 


זמן פרסום: 17 באפריל 2021