阴极电泳涂装设备的改进及工艺维护

阴极电泳涂装设备的改进及工艺维护  

阴极电泳涂装具有很多优点，如涂膜均匀、密着性强，可简化或取消常规电镀流程，降低生产成本、缩短作业时间，提高生产率，并可实现自动化大生产；泳透力好，涂膜的耐腐蚀性好；涂层色彩鲜艳，采用不同的颜料及配比，可以得到各种颜色的涂层；涂膜的外观好，烘干时有较好的展平性及延展性；采用闭路循环超滤装置及超滤液净化器，涂料的使用率可达98％以上；尤其是漆液中不含有毒及重金属离子，排放水几乎不需处理，有利于环境保护，是低公害涂装新方法之一。  

鉴于以上优点，阴极电泳涂装在国内外金属表面处理领域中得到迅速发展，国内中小型手动式阴极电泳漆生产线不断上马。然而，有些厂家由于缺乏技术管理经验，不能形成连续、大批量、稳定的生产。笔者总结了从业近6年来的工作经验，供读者参考。  

设备挂具  

目前，手动式阴极电泳漆生产线加工的产品主要为渔具、自行车、摩托车和各种日用小五金配件等，产品特点为：工件数量大、表面积小。实践表明，在电泳涂装过程中，挂具设计和制造至关重要，直接影响生产效率。电泳涂装挂具在设计、制造及使用时应注意以下几点。  

挂具与工件的电接触  

挂具经电泳涂漆处理，其挂钩因覆盖电泳漆而绝缘。阴极电泳工艺使用高电压、低电流。实践表明，工件与挂钩之间只要有“针尖”大小的接触点就能满足导电的要求。目前有些厂家直接把工件悬挂在挂具上，生产时工件来回晃动易碰撞，而且每次电泳后需进行挂具退漆处理，成本增加，生产效率不高，研究确定挂钩部分采用弹簧钢丝制造，挂钩的形状根据产品类型灵活选择，一股采用三点或四点接触形式，挂钩的尖部在下料时保持45°斜角，挂件时把工件来回转动一下，使挂钩尖部的电泳漆层被划破，这样就能避免挂具退漆处理，保证工件充分导电，降低了成本，提高了生产效率。  

挂钩的固定  

目前，有些厂家采用铜焊或锡焊的方式组装挂具，存在以下缺陷：①铜的熔点为1083℃，采用铜焊时，弹簧挂钩退火，失去了弹性，不能满足生产要求；②阴极电泳漆的烘干温度一般都在160℃以上，锡加热至160℃即变成脆锡，很容易粉碎，采用锡焊接的挂具，工作一段时间后，挂钩就会脱落。  

我厂采用机械装配的方法组装挂具，连续使用3年多，无一损坏，降低了生产成本，提高了生产效率。  

挂具的清洗  

对于形状复杂及有盲孔的工件，为使盲孔内的溶液空净回收，挂具上下都设有提手，正反两次清洗，不但能洗净工件，而且能除去粘附在漆膜表面的浮漆，杜绝漆膜出现花脸现象。  
超滤装置原理与组成  

超滤是一种压力驱动的膜分离过程，采用特定的多孔隔膜分离方法。在施加压力下，有机溶剂、水、无机离子等及分子质量相对低的溶质透过超滤膜，而槽液中悬浮的颜料和高分子树脂无法透过超滤膜，全部流回电泳槽中。  

超滤装置一般由预滤器、超滤器、磁力驱动泵和清洗贮液槽组成。  

作用  

超滤装置是电泳涂装的主要设备之一，它的性能及使用直接影响电泳涂装质量及生产成本，其作用如下：  

①稳定槽液，提高漆膜质量  

杂质离子的存在对漆液的电沉积特性、稳定性及漆膜质量产生极坏的影响，但在连续生产中，漆液不可避免地要带入杂质离子。因此，严格控制其含量在一定的范围之内。电泳槽液中的杂质离子、有机溶剂、小分子树脂等可以通过超滤液的排放来控制，从而保证生产稳定连续地进行。  

②回收电泳涂料，节约大量冲洗水  

使用超滤装置，实现电泳后的“封闭回路”水洗方式，利用超滤液充分洗涤除去粘附在被涂物上的电泳涂料，再配合使用超滤液净化器，涂料回收利用率可达98％以上，节约电泳涂料，减少污水处理量及费用，有利于环境保护。而不使用超滤装置，其电泳涂料使用效率仅为70％～80%。  

超滤装置设计、制造、使用的注意事项  

①分别设计超滤系统、循环系统和反冲洗系统，并且3个系统都应能独立操作，这样可以形成连续化的大生产。  

②管道制造封严，完全杜绝渗漏的不良现象。  

③严格按照使用说明书操作，避免超滤膜压力过大而破裂、失效，或反冲洗时因反冲洗液浓度太高而损坏超滤膜，停用时要及时作系统灭菌处理。  

使用现状  

目前，有些中小型厂家考虑到设备的投资费用，在生产中省去了超滤装置，刚开始时还能维持生产，但随着杂质离子在溶液中的积累，电泳漆液的稳定性遭到破坏，造成各种漆膜弊病，漆液不能继续使用，不得不报废，既影响生产又造成浪费。  

笔者曾经走访了几个厂家，均发现他们存在以上问题。我们根据各厂家的实际情况对阴极电泳漆生产线作了整改，效果显著，提高了电泳涂漆质量，降低了生产成本，一套超滤装置的设备费用不到半年时间就收回，得到厂家的一致认可和好评。  

烘干设备  

烘干设备是电泳涂装工艺中主要设备之一，它的好坏直接影响涂膜的外观和各项性能。燃油或燃气烘干设备的能耗较低，但是设备投资费用大，故中小型厂家很少采用，多用电加热烘干设备。电加热烘干设备在设计、制造及使用时应注意以下4个问题：  

①为使烘干室内温度均匀，确保涂层质量，采用对流式烘干设备，以提高热传导的效果。  

②由于漆膜在烘烤过程中易产生氯化氢、二氧化硫、二氧化碳、三氯乙烯、水蒸气和助溶剂等废气，与漆膜表面瞬间接触时，起催化剂的作用，促进涂膜表面硬化，随后涂膜内部出现收缩现象，由此产生针孔或外观不良等缺陷。这些废气也可能在烘干室出入口上方冷凝，滴落在被涂物上造成漆膜缺陷。因此在设计时，应在烘干设备顶部设置废气排放管、蝶阀及止间阀或者设计成自拔风筒的形式，随时把烘干过程中产生的废气排出烘干室外。  

③在出入工件时为减少热量损失，烘干设备可设计为两面开门敞开式，炉内及炉外应当铺设导轨，配备两辆烘干小车交替使用，小车的底部应铺设钻有许多孔的钢板，防止烘干时工件掉人烘干室内不易取出。加热元件应采用电加热管，不宜采用电阻丝，电加热管应铺设在烘箱的底部及两侧壁上，以使炉内温度均匀。  

④为防止烘箱内壁铁锈和室外灰尘进人烘箱污染漆膜，建议烘箱内壁采用不锈钢板。为保证漆膜的烘干质量，采用热电偶测量温度时，热电偶应当设在工件的位置，必要时直接用温度计测量。