سیستم رنگ‌آمیزی پوشش الکتروفورتیک (CED) پیش‌درآمد

پوشش‌دهی الکتروفورتیک (پوشش E-coat) چیست؟

پوشش‌دهی الکتروفورتیک، که به نام CED (ترسیب الکترودی کاتدی) نیز شناخته می‌شود، فرآیندی است که در آن ذرات رنگِ دارای بار الکتریکی از یک معلق‌آبی روی قطعه‌ای رسانا تحت تأثیر میدان الکتریکی رسوب می‌کنند. برخلاف روش‌های متداول پاشش رنگ، پوشش الکتروفورتیک حتی در اشکال پیچیده نیز پوششی یکنواخت ایجاد می‌کند.
در این فرآیند، رنگ با ضخامت لایه‌ای که عمدتاً توسط ولتاژ اعمال‌شده تنظیم می‌شود، اعمال می‌گردد. ویژگی منحصر‌به‌فرد پوشش‌دهی الکتروفورتیک این است که رسوب‌دهی خود-محدودکننده است از آنجا که لایه‌ی نشسته‌شده، قطعه را از نظر الکتریکی عایق می‌کند، سرعت نشست به‌طور طبیعی کاهش می‌یابد. در ابتدا، جامدات رنگ در نواحی نزدیک‌ترین به الکترود مقابل نشست می‌کنند. همان‌طور که این نواحی عایق می‌شوند، میدان الکتریکی جامدات را به سمت نواحی فرو رفته‌تر و سطوح فلزی برهنه‌ی باقی‌مانده هدایت می‌کند تا پوشش کامل ایجاد شود. این توانایی پوشش‌دهی حفره‌ها و سطوح پنهان درونی، «قدرت پرتاب» نام دارد. قدرت پرتاب ، شاخص عملکردی حیاتی هر سیستم رنگ‌آمیزی الکتروفورتیک است.

دو نوع اصلی رنگ الکتروفورتیک کاتدی به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند که هر کدام برای نیازهای کاربردی خاصی مناسب هستند.

خلاصه

• انتخاب کنید اپوکسی کاتدی زمانی که حداکثر محافظت در برابر خوردگی مورد نیاز است، اما برای کاربردهای بیرونی باید پوشش نهایی را در نظر گرفت.
• انتخاب کنید آکریلیک کاتدی زمانی که دوام در برابر اشعه فرابنفش، حفظ رنگ یا پایان‌بندی‌های روشن مورد نیاز است، به‌ویژه روی زیرلایه‌های فلزی (فولاد).

یک خط کامل الکتروپوشش از چهار مرحله اصلی تشکیل شده است:

• پیش‌آماده‌سازی – تمیزکردن و ایجاد لایه تبدیل‌کننده برای آماده‌سازی سطح فلزی.
• تانک الکتروپوشش و تجهیزات جانبی – غوطه‌وری و رسوب الکترودی در حمام رنگ.
• شستشوی پس‌از پوشش – معمولاً با استفاده از فیلتراسیون فوق‌العاده (UF) برای بازیابی جامدات رنگ نرسوب‌یافته
• اورن پخت – پختن برای اتصال عرضی و پخت لایه رنگ اعمال‌شده.

در یک توالی معمول، ابتدا قطعات تمیز شده و با پوشش تبدیل فسفات پیش‌پوشش‌دهی می‌شوند. سپس این قطعات در حمام الکتروپوشش غوطه‌ور می‌شوند که در آن جریان مستقیم (DC) بین قطعات (کاتد) و الکترودهای مقابل (آنود) اعمال می‌شود. ذرات رنگ باردار به سطح قطعه مهاجرت کرده و روی آن رسوب می‌کنند. پس از خارج‌کردن قطعات از حمام، آن‌ها برای بازیابی ذرات اضافی رنگ شسته می‌شوند و سپس پخته می‌شوند تا خواص نهایی پوشش حاصل گردد.

قبل از الکتروپوشش، اغلب سطوح فلزی باید فرآیند پیش‌پوشش‌دهی دقیقی را طی کنند که معمولاً شامل پوشش تبدیل است. این امر اطمینان‌بخش چسبندگی مناسب و مقاومت در برابر خوردگی می‌باشد.

یک توالی استاندارد پیش‌پوشش‌دهی برای الکتروپوشش شامل هفت مرحله زیر است:

• تمیز کردن (یک یا چند مرحله) – روغن‌ها، گرد و غبار و ذرات ریز فلزی را از بین می‌برد.
• شستشو – باقی‌مانده مواد شوینده را از بین می‌برد.
• شرایط بندی (فعال‌سازی سطح) – سطح فلزی را برای تشکیل بلورهای ریز در حین فسفاته‌شدن آماده می‌کند.
• پوشش تبدیلی – لایه فسفات (فسفات آهن یا روی) را اعمال می‌کند.
• شستشو – حذف اضافی محلول فسفات.
• پس‌آزمایش (شستشوی آب بسته) – افزایش مقاومت در برابر خوردگی و چسبندگی رنگ.
• شستشو با آب دئیونیزه (DI) – حذف هرگونه یون هادی برای جلوگیری از آلودگی حمام الکتروپوشش.

فرآیندهای فسفات‌زنی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: فسفات آهن و فسفات روی.

فسفات آهن در گذشته معمولاً زمانی انتخاب می‌شد که ملاحظات کلی هزینه، نیازهای شدید عملکردی را برتری می‌داد. از آنجا که پوشش‌های فسفات آهن نازک‌تر هستند و تنها یون فلزی زیرلایه‌ای که در حال پردازش است (یعنی آهن از قطعه فولادی) را شامل می‌شوند، محافظت در برابر خوردگی را نسبت به فسفات روی کاهش می‌دهند. با این حال، با سخت‌گیری فزاینده مقررات زیست‌محیطی درباره فلزات سنگین، سیستم فسفات آهن ترکیب‌شده با پردازش پس‌از پوششی دقیق همچنان می‌تواند بسیاری از مشخصات خوردگی را برآورده کند و جایگزینی کارآمد و سازگان‌تر با محیط‌زیست ارائه دهد.

فسفات روی این روش به‌عنوان پیش‌درمانی مورد ترجیح در صنعت پرداخت فلزات، به‌ویژه هنگام استفاده همراه با سیستم‌های الکتروکُت، تثبیت شده است. دلیل این امر ساده است: در شرایط سخت (مانند رطوبت بالا، قرار گرفتن در معرض نمک یا خوردگی چرخه‌ای)، فسفات روی مقاومت در برابر خوردگی و چسبندگی رنگ به‌مراتب بهتری نسبت به فسفات آهن ارائه می‌دهد. به همین دلیل، این روش همچنان استاندارد مورد استفاده در کاربردهای خودروسازی و صنایع سنگین است.