電泳加工的本質(zhì)是 **“電解、電泳、電沉積、電滲” 四個連續(xù)過程的協(xié)同作用 **,具體原理如下:
電解:當電極(工件為陰極或陽極,對應不同電泳類型)插入涂料溶液(電泳漆)并通直流電時,水分子在電極表面發(fā)生電解反應:
陰極(若工件為陰極):2H?O + 2e? → H?↑ + 2OH?(產(chǎn)生氫氣和氫氧根離子,使附近溶液呈堿性);
陽極(若涂料粒子帶負電):2H?O - 4e? → O?↑ + 4H?(產(chǎn)生氧氣和氫離子)。
電泳:電泳漆中的涂料粒子(樹脂、顏料等)因帶有電荷(通常為負電,少數(shù)為正電),在電場作用下向相反極性的工件(電極)定向移動,例如:負電粒子向陰極工件移動。
電沉積:當帶電涂料粒子到達工件表面時,因工件表面電荷被中和(如陰極附近的 OH?與負電粒子反應),粒子失去穩(wěn)定性并沉積在工件表面,逐漸形成濕涂層。
電滲:沉積的濕涂層具有一定多孔性,電場作用下,涂料溶液中的水分子會從涂層內(nèi)部向外部(溶液側(cè))滲透,使?jié)裢繉用撍⒅旅芑瑸楹罄m(xù)烘干固化奠定基礎(chǔ)。
根據(jù)涂料粒子的電荷極性和工件的電極屬性,電泳加工可分為兩大核心類型,二者在工藝特點和應用場景上差異顯著:
分類維度 陰極電泳(Cathodic Electrophoretic Coating, CED) 陽極電泳(Anodic Electrophoretic Coating, AED)
涂料粒子電荷 負電(陰離子型) 正電(陽離子型)
工件電極屬性 陰極(接電源負極) 陽極(接電源正極)
涂層附著力 強(工件表面無氧化,涂層與基體結(jié)合更緊密) 較弱(工件表面可能發(fā)生氧化,影響結(jié)合力)
耐腐蝕性 優(yōu)異(涂層致密,可阻擋腐蝕介質(zhì)滲透) 一般(適用于低腐蝕要求場景)
環(huán)保性 高(涂料利用率>95%,廢水排放量少) 中等(涂料利用率約 85%)
主要應用場景 汽車車身 / 零部件、工程機械、高端五金 家用電器(如洗衣機內(nèi)筒)、普通五金件、小型零件
目前,陰極電泳因綜合性能更優(yōu),已成為工業(yè)主流(尤其是汽車行業(yè),占比超 90%);陽極電泳因成本較低,仍用于對涂層性能要求不高的領(lǐng)域。
電泳加工是一種技術(shù)成熟、性能可靠的表面處理工藝,隨著環(huán)保要求的提高和自動化技術(shù)的發(fā)展,其應用范圍還將進一步擴大(如新能源汽車的電池殼電泳、航空航天零部件的高端電泳等)。選擇電泳加工時,需根據(jù)工件材質(zhì)、性能要求、產(chǎn)量規(guī)模綜合評估,匹配合適的工藝方案。
電泳加工 vs 電鍍:防護與裝飾的差異化定位
電鍍(如鍍鋅、鍍鉻)通過電解在金屬表面沉積金屬層,核心功能是防銹、耐磨、裝飾(如亮鉻外觀),與電泳的差異顯著:
對比維度 電泳加工 電鍍(以鍍鋅為例)
核心優(yōu)勢對比 1. 涂層厚度可控:單次 15-40μm,無需多道工序;
2. 環(huán)保性:無重金屬(如鉻、鎳)排放,廢水處理成本低;
3. 工藝復雜度低:無需復雜的鍍液維護(如電鍍需控制金屬離子濃度);
4. 成本:運營成本比電鍍低 30%-40%(無貴金屬消耗) 1. 金屬質(zhì)感:可實現(xiàn)亮面、啞光金屬外觀(如鍍鉻的鏡面效果),裝飾性更強;
2. 耐磨性:金屬鍍層硬度高(如硬鉻 HV>800),適合摩擦部件(如軸承);
3. 特殊功能:可實現(xiàn)導電、焊接性(如鍍鋅件易焊接)
核心劣勢對比 1. 裝飾性弱:僅啞光 / 半啞光,無金屬質(zhì)感,無法替代鍍鉻外觀;
2. 耐磨性差:涂層硬度低(HV<300),不適合摩擦場景;
3. 導電性能:絕緣涂層,無法用于導電需求部件 1. 環(huán)保風險高:含重金屬(Cr??、Ni2?),廢水處理成本高(是電泳的 2-3 倍),環(huán)保合規(guī)難度大;
2. 成本高:需消耗金屬鹽(如鋅鹽、鉻鹽),且鍍液維護復雜;
3. 涂層局限:厚度薄(通常 5-15μm),需多道工序疊加,效率低
結(jié)論:電泳主打 “低成本、高防腐、環(huán)保”,適合非摩擦、非金屬質(zhì)感需求的部件(如汽車底盤);電鍍主打 “金屬裝飾、高耐磨”,適合外觀件(如水鍍鉻)、摩擦件(如發(fā)動機活塞環(huán)鍍硬鉻)。