電泳加工的本質是 **“電解、電泳、電沉積、電滲” 四個連續過程的協同作用 **,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生電解反應:
陰極(若工件為陰極):2H?O + 2e? → H?↑ + 2OH?(產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部向外部(溶液側)滲透,使濕涂層脫水、致密化,為后續烘干固化奠定基礎。
根據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,涂層與基體結合更緊密) 較弱(工件表面可能發生氧化,影響結合力)
耐腐蝕性 優異(涂層致密,可阻擋腐蝕介質滲透) 一般(適用于低腐蝕要求場景)
環保性 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(如洗衣機內筒)、普通五金件、小型零件
目前,陰極電泳因綜合性能更優,已成為工業主流(尤其是汽車行業,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域。
電泳加工的典型應用領域
汽車行業:核心應用領域,包括汽車車身、車架、車門、底盤零部件(如傳動軸、懸掛臂)等,采用陰極電泳涂層,可滿足汽車 10 年以上的耐腐蝕要求;
工程機械:如挖掘機、裝載機的駕駛室、液壓管路、金屬結構件,需耐受戶外惡劣環境,電泳涂層可提供優異的耐候性和耐腐蝕性;
家電行業:洗衣機內筒(陽極電泳,成本低)、空調外機外殼(陰極電泳,耐雨水腐蝕)、冰箱金屬部件等;
五金與安防:門鎖、合頁、鉸鏈等建筑五金,以及監控攝像頭外殼、配電箱等安防產品,需兼顧美觀與防銹;
軌道交通:地鐵、高鐵的金屬部件(如車門框架、座椅支架),電泳涂層可適應軌道交通的高振動、高濕度環境。
電泳加工的常見問題與解決方案
在實際生產中,電泳涂層易出現缺陷,需針對性排查原因并解決:
常見缺陷 主要原因 解決方案
針孔 漆液 pH 值過高、烘干溫度驟升、工件表面有油污 調整漆液 pH 值至 7.5-8.5;烘干爐采用梯度升溫;加強前處理脫脂
漏涂(局部無涂層) 掛具接觸不良、工件有絕緣層(如油污殘留) 清理掛具觸點,確保導電;檢查前處理是否徹底
涂層流掛 漆液固體分過高、電泳時間過長、工件垂直面過長 降低漆液固體分;縮短電泳時間;優化工件裝掛角度
涂層粗糙 漆液電導率過高、磷化膜不均勻、漆液有雜質 更換超濾膜,降低電導率;調整磷