صفحه اصلی

آرشیو مقاله ها

آرشیو اخبار

همکاری با ما

تماس با ما
 
عنوان خبر
 
  
 
سامانه جمع آوری خودکار تجهیزات IT
افرنگ نیوز مجله زندگی
ماشین ایرانی
elham_fitnees_cool
فروشگاه رایکا
فروشگاه رایکا
هر روز صبح جدیدترین اخبار در افرنگ نیوز کلیک کنید ...
A.A.C/ پوشش دهي الكتريكي در رنگ آميزي فلزات خودرو
تعداد بازدید : 2961
 
 

 

حميدرضا دشتي / كارشناس مهندسي توسعه سايپا

1. پوشش‌دهي الكتريكي چيست؟

پوشش‌دهي الكتريكي يكي از انواع روش‌هاي رنگ‌آميزي فلزات با رنگ‌هاي آلي است. در اين روش رنگ‌آميزي، از جريان برق براي رسوب دادن رنگ روي سطح فلز استفاده مي‌شود. اساس كار در اين روش، برمبناي اصل جذب بارهاي مخالف است. مطابق اين اصل كلي، در فرايند پوشش‌دهي الكتريكي، مواد با بارهاي الكتريكي مخالف به سوي يكديگر جذب مي‌شوند.

در فرايند پوشش‌دهي الكتريكي، جريان برق مستقيم DC به قطعه فلزي كه مي‌بايست پوشش داده شود و درون مخزن رنگ (با بار مخالف) غوطه‌ور است، القا مي‌شود. اين جريان الكتريكي موجب جذب ذرات رنگ توسط قطعه فلزي مي‌شود و در نهايت رنگ روي قطعه فلزي رسوب مي‌كند. لايه رنگ در تمامي سطح فلز (درزها، فرورفتگي‌ها و غيره) كه عايق الكتريكي نباشد، امتداد مي‌يابد و فيلم يكنواخت با ضخامت يكسان در سطح فلز ايجاد مي‌شود.

پوشش‌دهي الكتريكي مي‌تواند پوششي براي محافظت از سطح فلز، تزئين قطعه فلزي و يا تركيبي از هر دو ويژگي ذكر شده ارائه دهد.

2. انواع پوشش‌دهي الكتريكي

2-1- پوشش‌دهي الكتريكي آندي

در پوشش‌دهي الكتريكي آندي قطعه‌اي كه بايد پوشش داده شود، آند با بار الكتريكي مثبت است و ذرات رنگ موجود در مخزن رنگ را جذب مي‌كند. در پوشش‌دهي الكتريكي آندي، مقدار بسيار كمي از يون‌هاي فلز وارد لايه رنگ مي‌شود كه اين موضوع موجب كاهش خواص محصولات در اين روش مي‌شود.

پوشش‌دهي الكتريكي، روشي اقتصادي براي رنگ‌آميزي سطوح است و رنگ و جلاي مناسب و كنترل شده‌اي را به وجود مي‌آورد.

2-2- پوشش‌دهي الكتريكي كاتدي

در پوشش‌دهي الكتريكي كاتدي، بار منفي به قطعه فلزي القا مي‌شود و ذرات رنگ با بار الكتريكي مثبت را جذب مي‌كند. عكس كردن قطب‌هاي مثبت و منفي روش آندي موجب كاهش ورود يون‌هاي فلز به لايه رنگ مي‌شود و در نتيجه خواص محصولات پوشش‌دهي شده با فرايند پوشش‌دهي كاتدي افزايش مي‌يابد.

در رنگ‌آميزي به روش كاتديك، پوشش مناسب، يكنواخت با مقاومت به خوردگي عالي حاصل مي‌شود كه مي‌تواند در مقابل شرايط محيطي نامناسب مقاومت كند.

پوشش‌دهي الكتريكي آندي و كاتدي مي‌تواند هم با رزين اپوكسي و هم رزين اكريليك انجام شود.

مزاياي پوشش‌دهي الكتريكي

1. مزاياي زيست محيطي

1-1- در طراحي و ساخت اين نوع رنگ‌ها، از فلزات سنگين استفاده نمي‌شود، عاري از آلاينده‌هاي خطرناك هوا (HAPS) هستند و كمترين ميزان حلال‌هاي آلي در آنها مورد استفاده قرار گرفته است.

1-2- با توجه به اين كه پايه پوشش‌هاي مذكور آب است، مقدار تركيبات آلي فرار (VOC) موجود در آنها بسيار جزئي است. مقدار مجاز اين تركيبات 0.012 kg/hit-0.36 kg/hit در نظر گرفته شده است، حال آن كه ميزان اين مواد در اغلب تركيبات مورد استفاده در پوشش‌دهي الكتريكي كمتر از 0.12 كيلوگرم است.

1-3- در عمل هيچ ماده جامدي از سيستم دور ريز نمي‌شود.

1-4- روي بسته‌بندي‌هاي مواد پوشش‌دهي الكتريكي برچسب قرمز وجود ندارد زيرا اين مواد با پايه آب فرموله شده‌اند و خطر ايجاد حريق ندارند.

1-5- پوشش‌دهي الكتريكي يك سيستم تميز است و به استفاده از لباس مخصوص، ماسك و ساير لوازم براي حفظ كارگران از خطرهاي ناشي از آلودگي هوا نيازي نيست.

2. مزاياي تكنولوژيكي و اقتصادي

2-1- قابليت محافظت از خوردگي بالا

پوشش الكتريكي كاتدي اپوكسي، مقاومت به خوردگي بالايي دارد؛ به طوري كه فيلم خشك به ضخامت 20 ميكرون در آزمون پاشش مه نمك مطابق شرايط استاندارد Astm B117 مي‌تواند تا 1000 ساعت مقاومت كند.

2-2- پوشش‌دهي يكنواخت

پوشش‌دهي الكتريكي توانايي ايجاد پوشش يكنواخت با ضخامت يكسان با دامنه دقت 2-1 ميكرون را دارد.

2-3- پوشش‌دهي قسمت‌هاي مركب

پوشش‌دهي الكتريكي توانايي رنگ‌آميزي درزها، فرورفتگي‌ها و قسمت‌هاي غيرقابل دسترس و پيچيده را دارد كه در پوشش‌دهي به روش پودري و يا اسپري رنگ مايع پوشش‌دهي غيرممكن است.

2-4- راندمان بالا در بازيافت مواد

چرخه شست‌شوي بسته اين امكان را مي‌دهد كه بازده بازيافت مواد مصرفي بيش از 95 درصد همراه با كاهش قابل ملاحظه آب دور ريز باشد.

2-5- احتمال بروز موارد مردودي بسيار كم است

از آنجا كه كنترل بيشتر پارامترهاي كليدي فرايند به صورت الكترونيكي و اتوماتيك است، خطاهاي انساني نقش بسيار كمي در فرايند دارد و به همين دليل احتمال بروز موارد عدم تأييد (مردود) تا حد صفر كاهش مي يابد، همچنين به هيچ مهارت خاصي براي بازرسي و كنترل فرايند و محصول نيازي نيست.

2-6- بهره‌وري بالا

در اين مورد هيچ سيستم رنگ‌آميزي ديگري توانايي رقابت با سيستم پوشش‌دهي الكتريكي را ندارد. به عنوان مثال در صورتي كه در روش‌هاي ديگر رنگ‌آميزي محصولات توليد يك سال در نظر گرفته شود، سيستم پوشش‌دهي الكتريكي با نيروي انساني كمتر و در زمان يكسان مي‌تواند حداقل سه برابر بيشتر توليد كند.

2-7- كيفيت برتر محصول

ضخامت لايه پوشش‌دهي الكتريكي توسط ولتاژ كنترل مي‌شود. هنگامي كه فلز در ولتاژ تنظيم شده توسط لايه رنگ به وجود آمده عايق شد، رسوب متوقف مي‌شود. هيچ روش رنگ‌آميزي ديگري نمي‌توان يافت كه توانايي ايجاد و كنترل فيلم يكنواختي از رنگ را مانند سيستم پوشش‌دهي الكتريكي داشته باشد.

معايب و محدوديت‌هاي پوشش‌دهي الكتريكي

1- پوشش‌دهي فقط روي سطوح فلز ايجاد مي‌شود.

2- از نظر اقتصادي تنها از يك رنگ براي راه‌اندازي خط توليد مي‌توان استفاده كرد.

3- هزينه اوليه آن نسبت به رنگ‌آميزي به روش پودري و يا اسپري رنگ مايع بيشتر است.

4- انرژي بيشتري را نسبت به رنگ پودري و رنگ مايع مصرف مي‌كند، به عنوان مثال پمپ‌هاي مربوط به سيركوله مخزن رنگ ED مي‌بايست براي هم زدن حمام رنگ 24 ساعته روشن باشند؛ صرف نظر از اين كه توليد انجام شود يا خير.

5- سطوحي را كه در قسمت‌هاي مختلف دچار صدمه شده‌اند، نمي‌تواند پوشش دهد.

فرايند

فرايند پوشش‌دهي الكتريكي را مي‌توان به 4 بخش زير تقسيم كرد:

ـ آماده سازي سطح

ـ حمام پوشش‌دهي الكتريكي و تجهيزات جانبي

ـ ايستگاه شست و شو

ـ كوره پخت رنگ

1- آماده سازي

قسمت آماده سازي سطح، اولين مرحله در فرايند پوشش‌دهي الكتريكي است. اين مرحله شامل پاكسازي، چربيگيري و فسفاته سطوح فلزي به منظور آماده سازي سطح قطعه براي پوشش‌دهي الكتريكي است. پاكسازي، چربيگيري و فسفاته موفق سطح، نقش مهمي در كسب كيفيت مطلوب پوشش نهايي دارد. فسفاته آهن و فسفاته روي مواد مصرفي معمول در اين آماده سازي‌اند.

2- حمام پوشش‌دهي الكتريكي و تجهيزات جانبي

مخزن رنگ پوشش‌دهي الكتريكي شامل 90-80 درصد آب ديونيزه و 20-10 درصد رنگ است. آب نقش حمل كننده ذرات رنگ را به عهده دارد. رنگ شامل رزين و رنگدانه است. رزين‌ها ركن اصلي لايه رنگ نهايي به شمار مي‌آيند و سبب حفاظت از خوردگي، دوام و استحكام مي‌شوند. پيگنت‌ها براي تأمين رنگ (سفيد، زرد و ...) و جلا مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

3- مرحله شست و شو

در فرايند پوشش دهي الكتريكي كنترل ضخامت لايه رنگ به وسيله اعمال ولتاژ مناسب صورت مي‌گيرد. وقتي قطعه به ضخامت مورد نظر رسيد، عايق مي‌شود و كاهش پوشش‌دهي الكتريكي را به دنبال دارد. در اين مرحله تا هنگامي كه قطعه درون مخزن رنگ باشد، رنگ بدون تبادل بار الكتريكي روي سطح قطعه رسوب مي‌كند كه اين رسوب به راحتي قابل شست و شوست. پس از خروج قطعه از مخزن اصلي رنگ، به منظور ايجاد سطحي يكنواخت و مطلوب، باقيمانده رنگ كه بدون تبادل بار الكتريكي روي سطح قطعه رسوب كرده است (اين مقدار اضافي رنگ را Drag out يا Cream Coat مي‌گويند) به وسيله شست و شو با آب از سطح قطعه زدوده مي‌شود. در فرايند شست و شو، درگ اوت به مخزن اصلي رنگ باز گردانده مي‌شود و اجازه مي‌دهد بيش از 95 درصد از مواد بازيافت شود.

4- كوره پخت رنگ

پس از شست و شو قطعه وارد كوره مي‌شود و در زمان و دماي مناسب براي رسيدن به خواص مطلوب پخت مي‌شود. پخت در كوره موجب ايجاد پيوند عرضي و سفت شدن لايه رنگ مي‌شود. زمان و دماي پخت از يك طرف به وزن قطعه پوشش داده شده و از سوي ديگر به براقيت مورد نظر بستگي دارد.

نقش تجهيزات فرعي

در سيستم پوشش‌دهي الكتريكي يكسري تجهيزات به منظور راه‌اندازي و كنترل پارامترها مورد استفاده قرار مي‌گيرند كه مهمترين آنها عبارتند از:

1- يكسو كننده

يكسو كننده‌ها به منظور تأمين بار الكتريكي DC مورد نياز مخزن اصلي رنگ به كار مي‌روند. برخلاف يكسو كننده‌هاي ولتاژ پاييني كه در صنعت آبكاري مورد استفاده قرار مي‌گيرند، در پوشش‌دهي الكتريكي از يكسوكننده‌هاي پرقدرت با ولتاژ بالا و ثابت استفاده مي‌شود.

2- سيستم گردش

پمپ‌هاي سيركولاسيوني كه در موقعيت‌هاي مناسب در فرايند پوشش‌دهي الكتريكي نصب شده‌اند، به منظور ايجاد مخلوط رنگ يكنواخت در مخزن اصلي رنگ به طور دائم روشن هستند در صورتي كه سيستم سيركولاسيون مخزن رنگ به هر عنوان متوقف شود، رنگ (شامل رزين و پيگمنت) در ته مخزن رسوب مي‌كند و منعقد مي‌شود، در اين حالت هرگونه فعاليتي براي بازيافت رسوب رنگ بي‌اثر است و تنها موجب افزايش رسوب در پيش فيلترها مي‌شود.

3- مبدل حرارتي / خنك كننده

مبدل حرارتي و خنك كننده، كنترل و تنظيم دماي مخزن اصلي رنگ را به عهده دارد. كنترل دماي مخزن اصلي رنگ يكي از پارامترهاي مهم براي كسب كيفيت مطلوب رنگ نهايي است. دماي مخزن رنگ مي‌بايست در محدوده 32 درجه سيلسيوس ثابت باشد و در صورت عدم كنترل دماي مخزن رنگ، تغييرات دما موجب تغيير خصوصيات رنگ نهايي مي‌شود.

4- پيش فيلترها

براي پاكسازي ذرات فلزي و غيرفلزي كه همراه بدنه و يا از طريق فضاي اطراف وارد مخزن اصلي رنگ شده‌اند، از پيش فيلترها استفاده مي‌شود. پيش فيلترها با طرح‌هاي گوناگوني ساخته شده‌اند و داراي صافي‌هاي مختلفي هستند. بدنه‌ها از pvc و pp و فولاد ضدزنگ هستند و صافي‌ها از جنس نايلون و يا پلي پروپيلن كه معمولاً به راحتي قابل تعويض‌اند. انتخاب صحيح بدنه و صافي‌هاي مربوط به پيش فيلترها از شروط اصلي نقشه و طرح است كه نقش بسيار مهمي در كيفيت نهايي رنگ دارد. پيش فيلترها تمامي آلاينده‌هاي فيزيكي موجود در مخزن رنگ را جمع‌آوري مي‌كنند؛ به طوري كه فيلم رنگ نهايي، كاملاً يكنواخت و عاري از هر گونه ذرات زايد است.

همچنين پيش فيلترها نقش مهمي در حفاظت دستگاه فرافيلتر از هر گونه آسيب ناشي از ورود ذرات مواد با فشار بالا دارند. در صورت نبود پيش فيلترها، ذرات زايد وارد دستگاه فرافيلتر مي‌شوند و در غشاء فرافيلتر رسوب مي‌كنند كه مي‌تواند موجب ايجاد گرفتگي و كاهش نفوذ جريان UF شود.

5- فرافيلتر

براي شست و شوي رنگ باقيمانده روي قطعه، محلول تصفيه شده‌اي كه توسط دستگاه UF توليد مي‌شود، مورد استفاده قرار مي‌گيرد. برخلاف فيلترهاي قديمي و پيش فيلترها، فرافيلتر قادر به جداسازي محلول از ذرات بسيار ريز است. اين يكي از تفاوت‌هاي ساختاري فرافيلتر با فيلترهاي قديمي است.

رنگ موجود در مخزن اصلي پوشش‌دهي الكتريكي پس از عبور از پيش فيلترها وارد دستگاه فرافيلتر مي‌شود. رنگ از ميان غشاءهاي UF عبور مي‌كند، آب محلول رنگ از طريق غشاءهاي دستگاه UF جذب مي‌شود و رنگ غليظ، دوباره به مخزن اصلي پوشش‌دهي بر مي‌گردد. آب تصفيه شده براي شست و شوي رسوب رنگ باقيمانده روي قطعه به مرحله بعد انتقال مي‌يابد و در مخزن يا تانك UF جمع‌آوري مي‌شود. مورد استفاده ديگر محلول UF تنظيم هدايت الكتريكي رنگ موجود در مخزن اصلي است.

6- مدار آنوليت

به منظور جذب اسيد اضافي موجود در مخزن اصلي رنگ كه در فرايند پوشش‌دهي آزاد شده‌اند، مدار آنوليت ضروري است.

آند سل

فرايند پوشش‌دهي يك فعاليت الكتروشيميايي است. هنگام برقراري جريان الكتريكي، در كاتد گروه هيدروكسيل و در آند هيدروژن اسيدي آزاد مي‌شود، در صورتي كه اجازه داده شود گروه اسيدي آزاد شده از آند در مخزن رنگ باقي بماند، اسيديته و هدايت محلول افزايش مي‌يابد كه هر دو عامل موجب ناپايداري مخزن رنگ و در نهايت ايجاد پوشش نامرغوب مي‌شوند. به اين دليل آند (از جنس فولاد ضدزنگ) نبايد به طور مستقيم در معرض رنگ موجود در مخزن اصلي پوشش‌دهي قرار گيرد.

آند سل به عنوان يك لايه واسطه از تماس مستقيم آند با مايع مخزن اصلي رنگ جلوگيري مي‌كند.

ارتباط تكنولوژي پوشش‌دهي الكتريكي با محصولات

تكنولوژي پوشش‌دهي الكتريكي با توجه به نوع رزين مورد استفاده به دو دسته اصلي پوشش اپوكسي و پوشش اكريليك تقسيم مي‌شود. هر دو تكنولوژي به طور گسترده در سيستم‌هاي آندي و كاتدي، با توجه به نوع كاربرد قطعات و خواص مورد نظر قطعه مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

1- اپوكسي آندي

اين نوع پوشش كه داراي خواص پخت مناسب است، به منظور پوشش‌دهي ابزارآلات كشاورزي، قطعات اتومبيل و فولادهاي ساختماني مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

2- آكريليك آندي

اين روش پوشش‌دهي الكتريكي كه داراي رنگ و براقيت قابل كنترل و مقرون به صرفه است، براي مصارف داخلي به كار مي‌رود و در پوشش‌دهي لوازم اداري فلزي، تجهيزات تهويه هوا، جداره كابل‌ها و ... مورد استفاده است.

3- اپوكسي كاتدي

اين روش پوشش‌دهي محصول كه داراي مقاومت خوردگي بالا و مقاومت در برابر مواد شيميايي بالاست، به منظور پوشش‌دهي خودرو و قطعات آن، مبدل‌ها و ابزارها مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

3- آكريليك كاتدي

اين نوع پوشش محصول كه از خواص مقاومت در برابر اشعه فرابنفش، مقاومت در برابر خوردگي و جلاي قابل كنترل برخوردار است در تجهيزات كشاورزي، لوازم تزئيني و ... مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

مشخصات نهايي لايه رنگ

Test Method
 Range
 مشخصه Property
 No
 
***
 Smooth، Free from dirt
 ظاهر Appearance
 1
 
60 Gloss Meter
 Medium-High
 براقيت Gloss
 2
 
Erichsen Test Method
 > 7.0mm
 آزمون جامي شدن Cupping Test
 3
 
Erichsen Test Method
 > 100Cm
 آزمون ضربه Impact Test
 4
 
Mitsubishi UNI Pencil
 > 3H
 سختي سنجي مدادي Pencil Hardness
 5
 
ASTM Method
 inch¼
 انعطاف پذيري Flexibility
 6
 
ASTM B 117
 > 1000 Hrs
 آزمون پاشش مه نمك (خوردگي) Salt Spray
 7
 
-100% RH، 42
 > 1000 Hrs
 آزمون رطوبت (خوردگي) Humidity Test
 8
 
ASTM D 870
 > 1000 Hrs
 آزمون مقاومت در آب داغ Hot Water Dip Test
 9

 
نویسنده: حميدرضا دشتي
مترجم :
منبع : ماهنامه انديشه گستر سايپا - شماره 66، بهمن 1385
تاریخ : بهمن 1385
مطالب مرتبط
 
 پمپ هاي هيدروليکي
 A.A.B/ تعيين فشار وارد بر مفصل مصنوعي زانو در فعاليت هاي مختلف بدن
 A.A.B/ مروري بر تاريخچه اخلاق همراه با گردآوري زمينه هاي گوناگون اخلاق
 A.A.B/ نکته هايي در اخلاق مهندسي
 A.A.C/ نقش رادياتور در پروسه انتقال حرارت موتور
 
نظرات
 
نام : شهر :
   
 
 
کلیه حقوق این وب سایت متعلق به شرکت فرا ارتباط می باشد