[block id=”bo-sung-1″]

MỞ ĐẦU
Công nghiệp sản xuất ô tô là nền công nghiệp đã phát triển từ rất lâu và ngày càng có triển vọng. Trong đó, xử lý bề mặt là một khâu quan trọng trong quá trình sản xuất ô tô. Để đảm bảo sản phẩm chống bị ăn mòn trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt, bền đẹp và đảm bảo tính thẩm mĩ thì đòi hỏi kỹ thuật công nghệ cao. Vì thế, khung xe sau khi được tạo hình sẽ được xử lý bề mặt sau đó tiến hành phosphate hóa, cromat hóa và sơn phủ.
Vì vậy nhóm em đã chọn tìm hiểu về chủ đề “ quá trình sơn điện li và phosphate hóa trong công nghiệp ô tô”. Để hiểu rõ hơn về quy trình tiến hành, cơ chế và biết ứng dụng của mạ điện bằng công nghệ nêu trên.

de_tai_qua_trinh_son_dien_di_va_phosphate_hoa_trong_cong

docx30 trang | Chia sẻ: thanhlinh222 | Ngày: 07/03/2018 | Lượt xem: 2108 | Lượt tải: 6download

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Quá trình sơn điện di và phosphate hóa trong công nghệ ô tô, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ
KHOA HOÁ –LÝ KỸ THUẬT
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
CHỦ ĐỀ: QUÁ TRÌNH SƠN ĐIỆN DI VÀ PHOSPHATE HÓA TRONG CÔNG NGHỆ Ô TÔ
Hà Nội
MỞ ĐẦU
Công nghiệp sản xuất ô tô là nền công nghiệp đã phát triển từ rất lâu và ngày càng có triển vọng. Trong đó, xử lý bề mặt là một khâu quan trọng trong quá trình sản xuất ô tô. Để đảm bảo sản phẩm chống bị ăn mòn trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt, bền đẹp và đảm bảo tính thẩm mĩ thì đòi hỏi kỹ thuật công nghệ cao. Vì thế, khung xe sau khi được tạo hình sẽ được xử lý bề mặt sau đó tiến hành phosphate hóa, cromat hóa và sơn phủ.
Vì vậy nhóm em đã chọn tìm hiểu về chủ đề “ quá trình sơn điện li và phosphate hóa trong công nghiệp ô tô”. Để hiểu rõ hơn về quy trình tiến hành, cơ chế và biết ứng dụng của mạ điện bằng công nghệ nêu trên.
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT Ô TÔ VÀ
PHƯƠNG PHÁP PHOSPHATE HÓA , SƠN ĐIỆN DI
1. Tổng quan về tình hình sản xuất ô tô
1.1. Lịch sử ra đời ngành ôtô thế giới
Từ những chiếc xe đầu tiên chạy bằng hơi nước ở thế kỷ 18, đến nay làng ôtô thế giới đã cho ra đời những chiếc xe động cơ điện sang trọng, hiện đại.
Cho đến nay để nhận định chiếc xe hơi đầu tiên ra đời khi nào vẫn còn nhiều luồng ý kiến khác nhau trên thế giới.
Tên gọi ô-tô được nhập từ tiếng Pháp (automobile), tên tiếng Pháp xuất phát từ từ auto (tiếng Hy Lạp, nghĩa là tự thân) và từ mobilis (tiếng La Tinh, nghĩa là vận động). Từ automobile  ban đầu chỉ những loại xe tự di chuyển được gồm xe không ngựa và xe có động cơ. Còn từ ô tô trong tiếng Việt chỉ dùng để chỉ các loại có 4 bánh. Chữ “Xe Hơi” bắt nguồn từ chữ Hoa 汽车, phát âm theo Hán Việt là Khí Xa. Còn người Nhật gọi Xe hơi là 自動車 (Tự động xa) nghĩa là Xe tự động. Các kiểu khác nhau của xe hơi gồm các loại xe, xe buýt, xe tải.
Tới năm 2005 có khoảng 600 triệu xe hơi trên khắp thế giới (0,074 trên đầu người). Chiếc xe hơi đầu tiên trên thế giới ra đời năm 1770 do Nicolas Joseph Cugnot chế tạo chạy bằng động cơ hơi nước.
Hình 1: Chiếc xe hơi ba bánh đầu tiên do Karl Benz chế tạo được cấp bằng sáng chế năm 1886
Tuy Đức là đất nước đầu tiên đưa ôtô vào sản xuất hàng loạt nhưng Mỹ mới là nơi chứng kiến công nghiệp xe hơi lên ngôi.
Trong bối cảnh ngành còn sơ khai, người dẫn đất nước cờ hoa chỉ hào hứng vào những chiếc xe hơi xa hoa, đắt tiền mang thương hiệu Cadillac, Pascal thì xuất hiện một nhân vật đi ngược xu hướng, đó là Henry Ford. Người sau này trở thành nhân vật tên tuổi nhất nền công nghiệp xe hơi Mỹ.
1.2. Sự phát triển của ngành sản xuất ô tô
Tổng sản lượng ô tô trên thế giới theo tài liệu của OICA qua một số năm được thể hiện dưới bảng 1.
Bảng 1: Đây là danh sách sản lượng ô tô của các quốc gia dựa trên tài liệu của OICA năm 2008
Xếp hạng
Nước/Khu vực
2007
2005
2000

Thế giới
73.101.695
66.482.439
58.374.162

Khối EU
19.717.643
18.176.860
17.142.142
1
Nhật Bản
11.596.327
10.799.659
10.140.796
2
Mỹ
10.780.729
11.946.653
12.799.857
3
Trung Quốc
8.882.456
5.708.421
2.069.069
4
Đức
6.213.460
5.757.710
5.526.615
5
Hàn Quốc
4.086.308
3.699.350
3.114.998
6
Pháp
3.019.144
3.549.008
3.348.361
7
Brasil
2.970.818
2.530.840
1.681.517
8
Tây Ban Nha
2.889.703
2.752.500
3.032.874
9
Canada
2.578.238
2.687.892
2.961.636
10
Ấn Độ
2.306.768
1.638.674
801.360
11
México
2.095.245
1.684.238
1.935.527
12
Vương Quốc Anh
1.750.253
1.803.109
1.813.894
13
Nga
1.660.120
1.354.504
1.205.581
14
Ý
1.284.312
1.038.352
1.738.315
15
Thái Lan
1.238.460
1.122.712
411.721
16
Thổ Nhĩ Kỳ
1.099.414
879.452
430.947
17
Iran
997.240
817.200
277.985
18
Cộng Hòa Séc
938.527
602.237
455.492
19
Bỉ
844.030
926.528
1.033.294
20
Ba Lan
784.700
613.200
504.972
21
Slovakia
571.071
218.349
181.783
22
Argentina
544.647
319.755
339.632
23
Nam Phi
534.490
525.227
357.364
24
Indonesia
419.040
500.710
292.710
25
Malaysia
413.440
563.408
282.830
26
Ukraina
402.591
215.759
31.255
27
Thụy Điển
366.020
339.229
301.343
28
Australia
334.617
394.713
347.122
29
Hungary
292.027
152.015
137.398
30
Đài loan
283.039
446.345
372.613
31
România
241.712
194.802
78.165
32
Áo
228.066
253.279
141.026
33
Philippines
213.402
187.247
98.953
34
Bồ Đào Nha
176.242
226.834
245.784
35
Venezuela
172.418
135.425
123.324
36
Pakistan
169.861
153.393
102.578
37
Hà Lan
138.568
102.204
98.823
38
Uzbekistan
135.400
94.437
52.264
39
Ai Cập
103.552
123.425
78.852
40
Colombia
73.667
75.539
87.342
41
Slovenia
68.492
64.492
38.877
42
Maroc
36.671
33.992
31.314
43
Belarus
27.708
26.995
19.324
44
Ecuador
26.338
32.254
41.047
45
Phần Lan
24.303
21.644
38.926
46
Việt Nam
23.478
31.600
6.862
47
Chile
10.804
6.660
5.245
48
Serbia
9.903
14.179
12.740
49
Nigeria
3.072
2.937
7.834
50
Zimbabwe
1.611
960
792
51
Kenya
705
405
288
2. Tổng quan về phương pháp phosphate hóa
2.1. Khái niệm
Phosphate hoá là một phương pháp gia công bề mặt kim loại được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp để xử lý bề mặt kim loại, được coi là một trong những phương pháp chuẩn bị bề mặt kim loại tốt nhất trước khi sơn phủ hoặc nhúng dầu mỡ nhằm bảo vệ các chi tiết kim loại đen.
Màng phosphate hoá chuyển hoá bề mặt kim loại thành một lớp bề mặt mới không còn tính dẫn điện và tính kim loại, có khả năng chống ăn mòn. Nhờ các tính chất đó người ta tạo ra công nghệ phosphate hoá để sử dụng trong các nhà máy xử lý bề mặt kim loại.
2.2. Mục đích
Cải thiện bề mặt kim loại trước khi sơn phủ, sơn lót chống ăn mòn.
Tạo sự bám dính cho lớp phủ nhựa, cao su.
Để xử lý bề mặt kim loại trước khi gia công cơ khí như là cán nguội, kéo dây…
Để tăng khả năng chống ăn mòn của các lớp dầu mỡ, sáp….
2.3. Tác dụng
Tác dụng phổ biến nhất của nó trong thực tiễn là nhằm kéo dài tuổi thọ màng sơn phủ. Nếu nền kim loại khá trơ với các vật liệu sơn phủ thì lớp phốt phát hoá tạo ra lớp màng có nhiều lỗ xốp bám rất chắc với nền kim loại. Lớp này lại “thấm” sơn và như thế tạo thành lớp phủ đặc chắc gắn rất tốt với nền.
Trong trường hợp này chức năng của màng phosphate hoá là:
Liên kết với nền kim loại
Lớp nền của màng sơn
Làm tăng độ bền bám của màng sơn
Chống ăn mòn dưới lớp sơn
Khi sử dụng màng phốtphát hóa làm lớp nền cho chất dẻo thì màng phốt phát hóa có tính năng và cơ chế tương tự như trên.
2.4. Ứng dụng
Ở các nước công nghiệp phát triển việc xử lý bề mặt trước khi sơn phủ là việc làm theo tiêu chuẩn bắt buộc để tăng cường độ bám của màng sơn cũng như tăng cường khả năng bảo vệ của màng trong điều kiện khí quyển.
Trong công nghiệp được sử dụng phổ biến nhất là màng phốtphát hoá của các kim loại nặng như kẽm, sắt, măng gan. Các chế phẩm để xử lý bề mặt đều ở dạng thương phẩm rất thuận tiện cho người sử dụng.
3. Công nghệ sơn điện ly
3.1. Khái niệm sơn điện ly
Sơn điện ly (ED) hay còn tên gọi khác là sơn điện di là chất polymer hữu cơ được tạo ra bám vào bề mặt thân xe dưới một hiệu điện thế trung bình (khoảng 250- 350 V) và dòng điện tương đối cao (800- 1000 A).
Lớp sơn điện di có tác dụng chống ăn mòn rất tốt và là lớp sơn đầu tiên trong số vài lớp phủ trên xe ô tô. Trong quy trình sơn ED, thân xe được nhúng hoàn toàn xuống bể sơn. Dòng điện một chiều sẽ chạy qua hệ thống và tạo ra lớp sơn mỏng bao phủ toàn bộ các chi tiết thân xe kể cả những khu vực ngóc nghách nhất. Cũng như quy trình mạ điện phân, dung dịch sơn chính là dung dịch điện ly và thân xe chính là cực âm của quá trình mạ đó.
3.2. Quá trình hình thành và phát triển của sơn điện ly
3.2.1. Lịch sử của sơn điện ly
Những nghiên cứu phát triển của sơn điện ly được hãng Ford Motor bắt đầu từ năm 1957 dưới sự lãnh đạo của tiến sĩ George Brewer. Mục đích của những nghiên cứu này là để tìm ra 1 phương pháp chống ăn mòn tốt nhất cho các chi tiết, bộ phận của thân xe ô tô.
Các nhà chế tạo ô tô đã nhận thức rõ ràng rằng quá trình rỉ sét xảy ra bên trong sẽ dần phá hỏng các cấu kiện của khung xe. Mặc dù lớp sơn thông thường đã có thể thâm nhập vào tận cùng các hốc của khung xe nhưng chúng lại thường bị tẩy bởi hơi của dung môi trong khi sấy sơn. Vì vậy, nhóm của Tiến sĩ Brewer đã cố gắng tạo nên 1 lớp sơn mà dung môi không thể tẩy chúng được trong suốt quá trình. Những công việc này dẫn đến sự phát triển của sơn điện ly.
Bể sơn đầu tiên của hãng Ford hoạt động vào 4/ 7/ 1961 dùng để sơn Lagiang của bánh xe. Bể sơn nhúng cho thân xe được lắp đặp vào năm 1963. Cả 2 bể này đều sử dụng kiểu kết tủa dương cực.
Mặc dù thị trường của sơn điện ly sau khi ra đời phát triển một cách vững chắc, nhưng cho đến tận năm 1973, sơn điện ly kiểu kết tủa âm cực ra đời, thị trường mới thực sự bùng nổ. Vào năm 1965, chỉ có 1/100 xe được sơn lót bằng sơn điện ly; đến năm 1970, đã có 10/100 xe và đến nay, hầu hết các xe đều được sơn lót bằng phương pháp sơn điện ly.
3.2.2. Ưu nhược điểm của sơn điện ly
– Tạo màng bảo vệ để chống rỉ sét tại tất cả các hốc, các vùng bên trong thân xe.
– Hiệu quả sử dụng sơn cao, lên đến 95%. Giảm thiểu lượng sơn thất thoát, đặc biệt nếu đem so sánh với phương pháp sơn phun.
– Do độ nhớt của bể sơn thấp (ngang bằng với nước) cho nên dễ dàng cho việc bơm và xả trong quá trình sơn.
– Do lớp sơn mới không hòa tan trong nước nên cho phép rửa và thu hồi được cặn sơn.
– Sơn chưa sấy đủ khô để có thể sờ tay được, dễ dàng cho thao tác bằng tay.
– Khác với sơn bằng phương pháp phun, sơn điện ly không bị chảy trong khi sấy.
– Khác với sơn phun, sơn điện ly không bị tẩy bởi hơi dung môi trong khi sấy.
– Lớp kết tủa được sinh ra một cách liên tục từ phần này đến phần kia.
– Từ khi quá trình là tự động hóa, nhân công lao động trực tiếp giảm rõ rệt.
PHẦN 2: CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH PHOSPHATE HÓA VÀ
SƠN ĐIỆN DI
1. Cơ chế của quá trình phosphate hóa
Phosphate là quá trình hình thành trên bề mặt kim loại 1 lớp photphat kim loại không tan trong nước. Quá trình này thường sử dụng đề phủ cho kim loại đen như sắt, thép hay thép tráng kẽm.
Màng được tạo thành dựa trên phản ứng giữa kim loại với dung dịch dihidrophotphat dẫn tới sự kết tủa của muối phosphate ít tan trên bề mặt kim loại. Hiện nay, các quá trình phosphate hóa thường tiến hành bằng phương pháp phun trực tiếp lên bề mặt kim loại dung dịch muối dihydrophosphat của kim loại như Zn2+, Mn2+, Fe2+, Ca2+, Na2+, hoặc nhúng kim loại trong những dung dịch này.
. Sự hình thành lớp phủ phosphate trên bề mặt kim loại
Như đã trình bày ở trên, các quá trình phosphat hóa thường tiến hành trong dung dịch muối dihydrophosphat của kim loại hóa trị 2. Trong dung dịch này luôn tồn tại các cân bằng sau:
3M(H2PO4)2 ↔ 3MHPO4 + 3H2PO4 (1)
3MHPO4 ↔ M3(PO4)2 + H3PO4 (2)
3M(H2PO4)2 ↔ M3(PO4)2 + 4H3PO4 (3)
Theo Machu, quá trình phosphate hóa là một quá trình hóa, trong đó:
Tại anot: Me → Men+ + ne (Me là kim loại nền)
Tại catot: 2H2+ + 2e → H2
Quá trình ăn mòn xảy ra nhanh thành một lượng lớn ion kim loại tại lớp dung dịch sát vùng anot. Cùng lúc đó, một lượng tương đương ion H+ (do H3PO4 phân li) bị khử thành H2 tại catot làm giảm nhanh nồng độ H+ tại vùng này. Do tốc độ của quá trình khuếch tán ion H+ từ lớp dung dịch ngoài vào cũng như quá trình khuếch tán của ion kim loại từ lớp dung dịch bên trong ra không theo kịp tốc độ hòa tan kim loại và khử H+ dẫn đến việc kết tủa phosphate kim loại trên bề mặt các vùng catot.
Mô hình quá trình hình thành lớp phủ phosphat trên bề mặt thép được thể hiện theo hình 2.1.
Hình 4: Mô hình quá trình hình thành lớp phủ phosphat trên bề mặt thép
Các mầm tinh thể phosphate hình thành tại vùng catot tiếp tục phát triển và tạo thành màng che kín toàn bộ bề mặt kim loại, ngăn cản quá trình hòa tan kim loại, khi đó quá trình phosphate hóa sẽ chấm dứt. Màng tạo thành bám chắc trên bề mặt kim loại được giải thích do sự xâm nhập và đan xen nhau của các tinh thể phosphate vào những phần gồ ghề trên bề mặt kim loại.
Tuy nhiên, sự bám dính này còn được giải thích do sự tương thích giữa cấu trúc tinh thể bề mặt kim loại nền và tinh thể phosphate, trong đó kim loại nền đóng vai trò quan trọng trong việc định hướng sự phát triển các tinh thể phosphate. Độ sai lệch giữa mạng kim loại và mạng tinh thể phosphate càng cao, tính bám dính càng kém.
Có thể nhận thấy rằng lớp phủ phosphate chỉ được hình thành khi tốc độ các quá trình điện hóa đủ lớn để làm thay đổi đột ngột pH tại lớp dung dịch sát bề mặt kim loại dẫn đến sự dịch chuyển mạnh các cân bằng (2) và (3) về bên phải làm kết tủa các muối ít tan lên bề mặt kim loại. Sự dịch chuyển này cũng xảy ra khi tăng nhiệt độ. Để đạt được điều kiện này, quá trình phosphate hóa phải được tién hành ở nhiệt độ khoảng 96 – 99℃ với thời gian phosphate hóa 50- 60 phút. Phương pháp phosphate hóa nóng thường có chi phí cao do tốn năng lượng.
Để giảm nhiệt độ cũng như rút ngắn thời gian phosphate hóa, người ta thêm chất gia tốc vào trong dung dịch. Các chất gia tốc thường được sử dụng gồm 2 dạng:
Một là những chất oxi hóa như: nitrit,nitrat,clorat,cromat, các hợp chất nito hữu cơ
Hai là muối của các kim loại có thế dương hơn kim loại nền như muối Cu(II).
Vai trò những chất này được giải thích do tác dụng khử phân cực hay do hình thành trên bề mặt kim loại những vùng microcatot.
Trong trường hợp gia tốc bằng chất oxi hóa, các chất này đóng vai trò chất khử tại catot thay cho H+ nên không có hoặc giảm lượng khí H2 sinh ra. Với một số chất gia tốc phổ biến như nitrit, nitrat, phản ứng ăn mòn thép xảy ra:
4Fe + NO3- + 10H+ → 4Fe2+ + NH4+ + 3H2O
3Fe + NO2- + 8H+ → 3Fe2+ + NH4+ + 2H2O
Với tác dụng của gia tốc, quá trình phosphate hóa có thể tiến hành nhiệt độ thấp thậm chí ngay ở nhiệt dộ phòng với thời gian phosphate chỉ trong vài phút.
1.2. Tác dụng chống ăn mòn của lớp phosphate dưới màng sơn
Lớp phủ phosphate được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực làm nền cho sơn.
Đối với các lớp sơn chống ăn mòn, hai đặc trưng quan trọng nhất là: khả năng ức chế ăn mòn và độ bám dính. Lớp phủ phosphate có tác dụng nâng cao hai tính chất này cho màng sơn bề mặt kim loại do chúng có cấu trúc xốp đồng thời do độ bám dính và độ che phủ cao trên bề mặt kim loại. Lớp phủ phosphate vừa làm tăng độ bám dính của màng sơn với kim loại nền vừa có tác dụng ngăn cản sự xâm nhập các tác nhân ăn mòn, hạn chế quá trình ăn mòn dưới màng sơn. Chính vì vậy khi kết hợp màng phosphate với lớp sơn phủ, độ bền và khả năng bảo vệ của màng sơn tăng lên đáng kể.
Cơ chế của màng kết hợp với màng sơn
Khi màng sơn bị hỏng làm cho thép tiếp xúc với môi trường ăn mòn( như nước, không khí, muối) do mức độ tiếp xúc với môi trường ăn mòn khác nhau dẫn đến việc hình thành cặp vi pin tại nơi bị hư hỏng. Vùng thép tiếp xúc nhiều với tác nhân ăn mòn sẽ đóng vai trò catot, trong khi vùng bị lớp sơn phủ tiếp xúc với môi trường ít hơn sẽ trở thành anot. Khi nền thép không có lớp phosphat bảo vệ quá trình ăn mòn không bị cản trở. Ví dụ: với tác nhân ăn mòn là oxi quá trình ăn mòn xảy ra như sau:
Tại anot: Fe → Fe2+ + 2e
Tại catot: O2 + 2H2O + 4e → 4OH-
Sự kết tủa hydroxit sắt: Fe2+ + 4OH- → 2Fe(OH)2
Sự hình thành gỉ: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O→ 4Fe(OH)3
Trong trường hợp có lớp phủ phosphate giữa màng sơn và bề mặt thép thì dòng ăn mòn bị ngăn cản do lớp phosphate có tính cách điện. Dòng ăn mòn chỉ có thể xuất hiện qua lỗ xốp trong lớp phủ phosphate do đó quá trình ăn mòn bị cản trở mạnh.
Do đó, có thể thấy rằng khả năng chống ăn mòn của màng sơn tăng khi chiều dày lớp phosphat tăng và độ xốp của nó giảm. Hiện tượng này có thể do tính giòn của lớp phủ phosphate.
2. Cơ chế của quá trình sơn điện di
Sơn điện di: là loại dung dịch chống gỉ có khả năng bám vào bề mặt kim loại dưới tác dụng của dòng điện một chiều. Do được nhúng vào trong dung dịch sơn, nên trên bề mặt cần sơn, các phần tử sơn sẽ bám đều, kể cả tại các khe nhỏ nhất. Tạo bề mặt có độ cứng, khả năng chống mòn và khả năng kháng axit rất cao.
Sơn điện di phân làm hai loại là sơn điện di catot và sơn điện di anot.
Thành phần dung dịch sơn điện di gồm: dung môi, chất hoạt động bề mặt, chất hữu cơ, chất chống keo tụ, chất nhũ hoá, chất xúc tác và ion cân bằng.
2.1. Quá trình sơn điện di
Cơ chế của quá trình sơn điện di được trình bày qua các giai đoạn:
Electrolysis/Sự điện phân: Sự điện phân là sự phân ly chất lỏng thành các ion âm và ion dương khi có dòng điện một chiều chạy qua.
Anot: 2 H2O → O2 + 4H+ + 4e
Catot: 2 H2O + 2 e → H2 + 2 OH-
Electrophoresis/Sự điện di: Sự điện di là sự di chuyển các phần tử sơn, keo nhựa mang điện tích trong môi trường dẫn điện bởi tác động của một hiệu điện thế. Các phần tử sơn sẽ dịch chuyển đến các điện cực theo qui trình sau:
CH3COOH + R-NH2 -> CH3 COO- + R-NH3+
CH3COO- ® move towards the anode
R-NH3+ ® move towards the cathode
Anot: CH3COO- +H+ → CH3COOH
Catot: R-NH3+ + 2 OH- →R-NH2 + H2O
Electrodeposition/Sự kết tủa điện phân: Sự kết tủa điện phân là sự kết dính những phân tử sơn tại một điện cực. Các phần tử mang điện tích dương sẽ kết tủa tại cực dương, các phân tử mang điện tích âm sẽ tụ tập tại cực dương. Vì là quá trình sơn âm cực, nên sự kết tủa chỉ sảy ra tại cực âm mà thôi.
Catot: R-NH3+ + 2 OH-→R-NH2 + H2O
Electroendosmosis/Sự điện thẩm: Sự điện thấm là bước cuối cùng của quy trình này. Các hạt sơn bị hút về phía cực âm và kết dính tại đó, tạo nên lớp sơn bán thấm semi-permeable. Nước tại khu vực xung quanh âm cực sẽ bị đẩy qua lớp màng sơn này, đó là nguyên nhân khử nước của lớp sơn. Tạo ra màng sơn có khả năng chống lại sự va chạm vật lý (ta có thể chạm tay vào bề mặt sơn mà không bị hỏng).
Một dây chuyền sơn điện ly bao gồm các bể xử lý được chế tạo bằng thép không gỉ. Nếu sử dụng sắt thường, độ bền của bể chỉ vào khoảng 2-3 năm.
2.2. Dây chuyền sơn điện ly
Một dây chuyền sơn điện ly đạt chuẩn phải tuân thủ đầy đủ các bước sau:
Làm sạch bề mặt kim loại bằng cách bơm dầu hôi để lấy hết dầu mỡ và vụn kim loại sinh ra trong các công đoạn hàn gắn. Sau đó vỏ xe được nhúng vào bể dung dịch xút. Bước này sẽ giúp lấy đi khoảng 85-90% dầu mỡ còn bám trên bề mặt kim loại.
Tiếp đó, vỏ xe sẽ được nhúng vào bể nước để làm sạch làm xút bám trên kim loại.
Vỏ xe được đưa vào bể dung dịch hoạt hoá để làm mịn.
Vỏ xe được chuyển sang bể phốt phát kẽm, có tác dụng chống gỉ. Lớp phosphate này rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp tới việc lớp sơn tĩnh điện sau đó có “ăn” hay không.
Vỏ xe được chuyển sang bể dung dịch kiềm để loại bỏ các yếu tố không bền vững.
Đây là khâu quan trọng nhất: sơn điện ly. Vỏ xe sẽ được nhúng trong bể sơn khoảng 6 phút, sao cho có một lớp sơn dày chừng 20-30 phần nghìn milimét bám đều trên bề mặt kim loại. Tiếp đó vỏ xe sẽ được làm sạch những sơn thừa bám trên bề mặt.
Cuối cùng, vỏ xe được đưa vào lò sấy ở nhiệt độ chừng 170 độ C trong khoảng 40 phút. Sức nóng sẽ giúp lớp sơn điện ly bám chắc vào vỏ xe.
Sơn điện di catot được ứng dụng cho nhiều kim loại như đồng kẽm, đồng thiếc, niken, vàng, magie. Sơn điện di catot có các loại sơn epoxy, sơn acrylat,,Hạt keo sơn điện di catot mang điện tích dương dưới tác dụng điện trường di chuyển về catot.
Sơn điện di anot mang điện tích âm nên dưới tác dụng điện trường di chuyển về phía anot. Có một loại sơn điện di của công ty ALBRIFIN sau khi điện di có thể nhuộm được các màu giả đồng kẽm, giả đồng, giả vàng, độ dày lớp màng đồng đều, màu sắc cũng đồng đều. Ưu điểm của nó là trong cùng một thùng được các màu khác nhau, tiết kiệm đầu tư thiết bị. Sơn điện di anot chỉ được ứng dụng trên bề mặt nhôm và nilen, không sử dụng được trên đồng, bạc.
2.3. Ưu điểm và nhược điểm của quá trình sơn điện di
Ưu điểm:
Tạo ra được lớp màng sơn chui sâu vào trong các hốc, ngóc ngách trong thân xe bảo vệ chống gỉ sét cho thân xe.
Hiệu suất chuyển đổi tốt hơn, giảm được đến 95% lượng sơn thất thoát trong quá trình làm việc, đặc biệt khi so sánh với phương pháp phun.
Là loại sơn gốc nước nên giảm thiểu được những mối nguy hiểm cháy nổ, ô nhiễm môi trường trong khi vận chuyển cũng như sản xuất. Và đương nhiên giảm được chi phí lắp đặt hệ thống PCCC, xử lý chất thải.
Độ nhớt của dung dịch thấp (tương đương với nước), dễ dàng bơm vận hành cũng

[block id=”bo-sung”]

Từ khóa: Đề tài Quá trình sơn điện di và phosphate hóa trong công nghệ ô tô

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *