電泳加工的本質(zhì)是 **“電解、電泳、電沉積、電滲” 四個(gè)連續(xù)過程的協(xié)同作用 **,具體原理如下:
電解:當(dāng)電極(工件為陰極或陽極,對(duì)應(yīng)不同電泳類型)插入涂料溶液(電泳漆)并通直流電時(shí),水分子在電極表面發(fā)生電解反應(yīng):
陰極(若工件為陰極):2H?O + 2e? → H?↑ + 2OH?(產(chǎn)生氫氣和氫氧根離子,使附近溶液呈堿性);
陽極(若涂料粒子帶負(fù)電):2H?O - 4e? → O?↑ + 4H?(產(chǎn)生氧氣和氫離子)。
電泳:電泳漆中的涂料粒子(樹脂、顏料等)因帶有電荷(通常為負(fù)電,少數(shù)為正電),在電場(chǎng)作用下向相反極性的工件(電極)定向移動(dòng),例如:負(fù)電粒子向陰極工件移動(dòng)。
電沉積:當(dāng)帶電涂料粒子到達(dá)工件表面時(shí),因工件表面電荷被中和(如陰極附近的 OH?與負(fù)電粒子反應(yīng)),粒子失去穩(wěn)定性并沉積在工件表面,逐漸形成濕涂層。
電滲:沉積的濕涂層具有一定多孔性,電場(chǎng)作用下,涂料溶液中的水分子會(huì)從涂層內(nèi)部向外部(溶液側(cè))滲透,使?jié)裢繉用撍?、致密化,為后續(xù)烘干固化奠定基礎(chǔ)。
前處理直接影響電泳涂層的附著力和耐腐蝕性,是工藝關(guān)鍵,步驟如下:
1.1 預(yù)脫脂:用低溫弱堿性清洗劑(如氫氧化鈉、碳酸鈉溶液)沖洗工件,去除表面大量油污、灰塵等浮污,減少后續(xù)脫脂壓力;
1.2 主脫脂:用高溫(50-60℃)強(qiáng)堿性清洗劑浸泡或噴淋,徹底清除工件表面的頑固油污(如機(jī)械加工油、防銹油);
1.3 水洗 1(脫脂后):用流動(dòng)清水沖洗工件,去除殘留的脫脂劑,避免后續(xù)工序中清洗劑與除銹劑 / 磷化劑反應(yīng);
1.4 酸洗(可選):若工件為鋼鐵且有銹蝕,用稀鹽酸或硫酸溶液浸泡,去除表面氧化皮和銹跡(注意控制酸洗時(shí)間,避免過度腐蝕);
1.5 水洗 2(酸洗后):沖洗殘留酸液,防止工件返銹;
1.6 磷化處理:將工件浸入磷化液(如鋅系、鐵系磷化液),在工件表面形成一層均勻的磷化膜(厚度 2-5μm)。磷化膜呈多孔結(jié)構(gòu),可增強(qiáng)涂料粒子的吸附性,同時(shí)提升涂層耐腐蝕性;
1.7 純水洗:用去離子水(或純凈水)沖洗,去除工件表面的磷化液殘留(若殘留離子,會(huì)導(dǎo)致電泳涂層出現(xiàn)針孔、縮孔等缺陷)。
電泳加工 vs 傳統(tǒng)溶劑型噴漆:直接的替代關(guān)系
噴漆是基礎(chǔ)的涂裝工藝,二者均用于非金屬或金屬表面的防護(hù)與裝飾,核心差異如下:
對(duì)比維度 電泳加工(陰極) 傳統(tǒng)溶劑型噴漆
核心優(yōu)勢(shì)對(duì)比 1. 涂層均勻性:無死角(深孔、邊角全覆蓋),厚度偏差<5%;
2. 附著力與耐腐蝕性:劃格試驗(yàn) 0 級(jí),中性鹽霧>500 小時(shí);
3. 環(huán)保性:涂料利用率>95%,無 VOC 排放,廢水易處理;
4. 自動(dòng)化:適合流水線,人工成本低,穩(wěn)定性高(返工率<1%) 1. 靈活性:換色 / 換工件僅需清洗噴槍(10-20 分鐘),適合多顏色小批量;
2. 初期成本:設(shè)備投資僅為電泳的 1/3-1/2(無需超濾、磷化系統(tǒng));
3. 顏色豐富:可定制任意顏色,無需特殊配方;
4. 工件限制少:非金屬(如塑料)無需導(dǎo)電處理即可噴涂
核心劣勢(shì)對(duì)比 1. 靈活性差:換色需排空漆槽(4-6 小時(shí),成本 1-2 萬元 / 次);
2. 顏色局限:以黑 / 灰為主,彩色成本高、穩(wěn)定性差;
3. 工件限制:僅適用于導(dǎo)電金屬(非金屬需先鍍膜) 1. 涂層質(zhì)量:易出現(xiàn)漏噴、流掛,邊角 / 深孔覆蓋率<70%;
2. 耐腐蝕性弱:中性鹽霧僅 100-200 小時(shí),附著力易脫落;
3. 環(huán)保性差:涂料利用率僅 60%,VOC 排放高(需額外處理,成本增加);
4. 效率低:人工依賴度高,返工率 5%-10%,規(guī)模化產(chǎn)能低
結(jié)論:電泳是噴漆的 “升級(jí)替代方案”,適合規(guī)模化、高防腐需求(如汽車車身、工程機(jī)械);噴漆適合多顏色、小批量定制(如家具、小型裝飾件)。
終建議:如何選擇表面處理工藝?
若為鋼鐵 / 鋅合金、規(guī)?;?、高防腐、簡單顏色(如汽車車身、工程機(jī)械):優(yōu)先電泳;
若為多顏色、小批量、裝飾性需求(如家具、小型裝飾件):優(yōu)先噴漆;
若為鋁合金、高耐磨、絕緣、本色裝飾(如手機(jī)外殼、散熱器):優(yōu)先陽極氧化;
若為厚涂層、戶外大尺寸件(如路燈桿、健身器材):優(yōu)先粉末涂裝;
若為金屬質(zhì)感、高耐磨摩擦件(如水、軸承):優(yōu)先電鍍。
簡言之,電泳加工并非 “工藝”,而是在 “規(guī)?;⒏叻栏?、復(fù)雜金屬件” 場(chǎng)景下的選擇,需結(jié)合工件材質(zhì)、性能需求、生產(chǎn)規(guī)模綜合判斷。