科利爾學習園地-丙烯酸電泳漆操作規范及故障處理

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所屬分類:電泳技術
操 作
1.操作簡述電泳漆的操作方法,與電鍍程序相同。工件需先行裝置于金屬掛架上,經過良好的前處理脫脂工序,使工件表面達到水膜完整,不破裂的清潔標準;在純水中徹底清洗后,即可浸入電泳槽內掛于陰極上,先在鍍液中攪動數秒鐘后,調整整流器電壓,從零慢慢升至所需伏特。電泳時間一般為數秒至一分鐘。電泳后工件經水洗及助洗劑清洗后,以低溫熱風將工件上電泳漆上的水分蒸發掉,在這過程中,鍍層由乳白逐漸變成半透明,但仍十分柔弱不能碰撞。當鍍層的水分干透后,工件即可放進烤箱內,加熱至規定溫度(請參考附表P12),維持30分鐘,使鍍層充分硬化。在升溫的過程中,鍍層會自行“流動”平整,變為光澤透明。2.標準工藝流程

用于電鍍后或電解拋光之工件:

(1)除油

(2)水洗

(3)中和或活化

(4)水洗

(5)純水浸洗

(6)電泳:于未通電前,先將工件放入電泳液內,浸入提出數次后,待工件完全濕潤才開啟電源,電壓自零緩慢上升(經約5-7秒)至所需伏特,電壓時間的設定則視乎涂膜厚薄需要而定。

(7)純水洗

(8)于含1-2ml/L助洗劑溶液中浸洗(洗液需不斷循環過濾)。

(9)電泳后之鍍件需放置于約70-80℃的烘箱內,讓表面水分揮發后,才將溫度提升 至所需固化溫度。

(10)置于烤箱內烘烤,使涂膜完成流平及固化反應。涂膜冷卻后,會在常溫下進一步固化,并持續約3天。所以如果要測試其硬度及耐磨性,必須等3天或以后。注意:工件在烘烤時,加熱速度不能太快。(一般柜形及隧道式烤箱不會有此現象;如烘箱裝有運風設備,必須注意風量不能太大,這會引致涂膜產生針孔現象。)

 

3.注意事項

(1)前處理:

與電鍍之前處理相同,視乎不同之金屬及所帶之油污而定。經過拋光的工件因含有臘漬,可能需要進行超聲波及電解除油。一般來說,在前處理后,工件不應有破裂水膜。

(2)純水清洗

在電解除油后,必須中和及徹底水洗,再于純水中浸洗。堿性物質絕對不能帶入電泳漆缸,否則會發生沉積而報廢。當純水之導電率達到50μs/cm時,應更換純水。

(3)電泳漆槽:

材料選用PP或PVC,并必須設有溢流槽,以5微米之濾蕊做循環。陽極應用316不銹鋼,而陽極與陰極面積比率為1:1。

(4)助洗劑:

在助洗劑缸之動作,不須如在回收槽之劇烈,其作用是除去在鍍層上可能遺留的水漬。從助洗劑槽出來后的工件底部,可能會積聚一些水分。在入爐烘烤前,必須將水分烘干,否則鍍層上的水分會在爐中沸騰,而造成針孔。

(5)烘烤:

在烘烤時,如工件未達到所規定之溫度及時間,則不能引起聚合反應令鍍層固化。烘烤的溫度及時間,請參閱附表。烘烤溫度乃指工件溫度,而非烘爐溫度。一般來說,烘爐溫度應高于工件溫度約10℃。

(6)測試:

鍍層之各種測試,必須在烘烤后72小時始能進行。

 

電泳漆之分析及補充方法

1.物體含量之測定方法

鍍液內之固體含量必須經常分析及補充,其分析如下:

所需儀器:

●?1毫升移液管

●?分析天平(精準度0.1mg)

●?鋁箔容器(直徑約5-6cm)

a)?先精秤鋁箔容器重量(重量為A)

b)?用移液管吸取1毫升鍍液,置于鋁箔容器內,再精秤其重量(重量為B)

c)?將次鋁箔容器放烤箱內,以120℃溫度烘烤1小時,然后置于

干燥器內,待其冷卻后再精秤量(重量為C)

2.導電值之測定方法

可用標準的導電計測量,在含10%固體份的鍍液中,其標準導電值約400-500μs/cm(25℃)。當固體份含量增高時,其導電會相繼增加,反之亦然。一般而言,于10%固體份時,其導電值高至500至600μs/cm仍可接受,但要區分是何種物質造成,通常是因乳酸過高所致;當導電值超過600μs/cm時,必須借助超濾機裝置排水。

3.pH之測定方法

pH值通常不需特別控制,可用一般的pH計測量,由于鍍液是乳化狀,pH值會跳動不易測得,但也有其參考價值。新配槽的鍍液在完全穩定后,pH值約為4-4.2;在次之前pH值會稍微偏高,因為鍍液內之乳酸仍分散于液體中,未能完全溶于當中。如pH值降至3.5以下時,鍍液已不堪使用,必須廢棄。堿性物質亦切不可帶入鍍液內,它會造成樹脂沉淀;因不慎有大量堿性物質帶入鍍液內,則會造成永久性破壞,勢必報廢,必須徹底清洗鍍槽再重新配槽。

5.溶劑之測定方法

需用氣相色譜儀來(Gas Chromatography)測定,可分別測得溶劑A及溶劑B的百分比(%)。

客戶如需測試,可定期送樣本500毫升到技術部門進行分析。

操作問題及解決方法

(一)針孔

鍍層上顯示小孔,似是針刺。

原因 解決方法
1 由于電泳前,底材表面的電鍍鍍層已存有針孔,但并不明顯,可是上了電泳漆后,有放大作用將針孔呈現 在上電泳漆前,小心檢驗工作,先將針孔問題解決
2 電泳前之水洗槽已遭受污染或水質不佳:見注1 更換或改善清洗用水
3 溶劑含量過低 測定溶劑含量,作適量添加
4 導電率過高 超濾,排放超濾液
a. 污染 先測定MEQ數值,如在范圍之內,則可能是有其他污染(見注1)
b. MEQ過高 MEQ過高及污染,可用超濾機排掉滲透液
5 固體成分過低 增加固體成分至標準范圍
6 工件在烘爐過速加熱,此情形在烘烤較淡薄的工件尤為顯著 檢驗工件表面,如有剩余水分附于表面,則需完全吹干,一般來說,如鍍層已呈透明,則可入爐烘烤
7 烤爐內空氣對流過快,會造成在鍍層中流動之溶劑,在發生作用前已被揮發,而形成鍍層溶劑的沸騰現象(見注2) 在工件入爐時,暫時將烤爐之空氣循環系統關閉

 

(二)“火山口”(Crater)現象

火山口形之小點,或者為極小氣泡,但在視覺幻象下認為是火山口小點。

原因 解決方法
1 打磨臘漬遺留在工件表面 可用除油方法:最好是用超聲波,再用陰極電解清洗
2 工件上附有油質 除油清洗
3 a)于電泳漆水面呈有不溶解之油質

 

關閉循環系統,再視察水面,如有油漬浮于液面,可用干凈之面紙將油除去,或用特別的除油過濾器方可
b)顆粒污染 增加過濾率,或改用較小孔之濾蕊進行過濾
4 工件進入電泳槽之污染,于水洗時槽面的塵埃附于鍍層上 清理水洗槽。使用溢流式槽,并加置過濾泵會較為理想
5 固體成分過低 必須經化驗來確定是否受物質“硅”的污染。如經確定,可用除“火山口”添加劑加以處理;如無法處理時,便需更換整個電泳槽

(三)鍍層呈“彩虹”

如鍍層少于3微米,便會發生折射而呈現“彩虹”。

原因 解決方法
1 不良或間歇性的電流接觸 檢查接電位置,并修好
2 a.槽液溫度過低 測定并改正之
b.固體份含量偏低或偏高 測定并改正之
c.溶劑含量偏低或偏高 測定并改正之
d.導電率偏低或偏高 當配新槽時大多偏低,可調高電壓來增加厚度
e.MEQ過高 排除滲透液
f.電壓過低 調高電壓
g.電泳時間不足 延長電泳時間

(四)桔皮

原因 解決方法
1 鍍層太厚
a.溶液溫度過高 減低溶液溫度
b.工件與陽極距離太近 重新安排陽極位置
c.MEQ過低 添加穩定劑
2 溶劑含量偏低 測定溶劑含量并添加之
3 烘烤時加溫太快 參照“針孔”之(6)及(7)

(五)變色

原因 解決方法
1 鍍銀件如用透明電泳漆,經烘烤后,由于鍍銀液中的光劑分解而變黃。 使用活性碳處理鍍銀水。如以不銹鋼為陽極,則碳處理更需頻繁
2 銅件或鍍銅件如用透明電泳漆,經烘烤后會變得深色:
a)由于烤溫過高。 適當調低溫度
b)由于電泳漆鍍層帶有水份,熔解水中的氧氣,促成氧化作用。 在入爐前,肯定涂層不附帶水分
3 工件在電泳前已經氧化:一般是在清洗時發生,尤其是使用性清洗劑 與電泳前之水洗過程,浸于5%乳酸加入處理。

 

(六)光亮度不足

原因 解決方法
1 溶劑含量偏低 測定溶劑含量并添加之
2 電泳槽或水洗槽有顆粒污染 檢查并清理之
3 烤爐內的空氣污染 檢查并清理之
4 烤爐內空氣不足 加強烤爐的空氣流動

(七)部份光亮度不足

原因 解決方法
1 由于溶液受到污染 參照針孔1及2
2 部分涂層太厚 參照“桔皮”解決方法

(八)電泳前水洗的有關問題

原因 解決方法
1 整個工件附有水漬 增加水洗缸之助洗劑量
2 工件底部附有水漬
a.助洗劑含量過高 降低助洗劑含量
b.過多溶劑含量 減少固體份含量
3 電泳前之水洗槽中,含有適量的助洗劑時仍有水跡
a.水洗與電泳相隔的時間過長 水洗之后應及時進行電泳
b.于水洗槽中擺動不夠 增加擺動
4 烘烤后有渣滓粉狀之波浪紋
a.水洗槽水質過硬 改用純水
b.水洗槽固體成分過高 更換槽水

(九)不規則圖形色漬

原因 解決方法
1 電泳漆不能將工件上某部分的水份排開,而令其足夠濕潤,造成在該處膜層較厚 于工件未通電前在電泳缸中急速浸入及提出數次,于電泳前的純水清洗缸加0.5ml/L的助洗劑。于電泳缸加入穩定劑以提高MEQ,但不能超過50

(十)電泳漆膜過多糊狀屑

原因 解決方法
1 a.電泳漆溫度過高 降溫至25℃
b.MEQ過低 添加穩定劑提高MEQ(1 ml/L可增加10MEQ)
c.電泳漆循環不足 增加泵的循環
d.金屬污染 排除滲透液
e.pH值過高 添加穩定劑

(十一)一般其他問題

原因 解決方法
1 烘烤后鍍層硬度不足

a.烘烤溫度太低

b.工件太大未能在烘烤時達到最低的固體溫度

c.烘烤時間不足

測定爐溫,爐上的溫度表可能并不準確。

延長烘烤時間

2 接合力不佳 前處理的清洗不徹底。確定清洗流程而更正之
附注:一般性問題
1、在電泳過程中,會同時發生電鍍作用。因此,從工件上分解出的金屬離子及帶入的電解質,會造成工件表面的污染;加上電鍍過程中產生過量氣體,會造成工件上出現“針孔”問題。2、“針孔”(6)及(7)問題:此類問題于烤爐中并非經常發生,但如果烤爐內的空氣循環過速或升溫過快,便會發生此類問題。

3、在上透明電泳漆時,如有發生“變色“的問題,應將變色鍍層脫掉,查看是否金屬的底層已變色、電泳鍍層變色,還是兩者均有變色,再找出解決辦法。

電泳漆維護須知

1.每天必須進行分析及測試工作(固體份、導電率、pH)。

2.如電泳槽有配置回收槽,連接超過濾系統及過濾裝置,必須要經常開動,進行回收電泳漆(樹脂)及凈化電泳漆,以確保理想電泳涂膜效果。

3.如客戶在電泳前有其他的電鍍工藝時,請檢查是否操作正常,同時需檢查前處理的正常操作。

4.如有較長的時間不使用電泳漆槽時,必須密封及保持槽液的溫度不超過25℃,目的是避免溶劑大量揮發及乳酸的分解,致使鍍液不穩定。

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