电泳技术

阴极电泳涂料的发展已有近30年的历史,由于它具有比阳极电泳涂料更优异的防腐蚀能力,更高的泳透力,操作方便,尤其不污染环境等特点,已广泛应用于汽车、电器具及建材等领域。阴极电泳涂料发展很快,品种繁多,目前国际上普遍采用的主要有两大体系:美国PPG公司的双组分水乳型体系和德国Hoechsts公司的单组分水溶型体系[1]。为了适用我国涂料工业,特别是汽车涂装的要求,上海涂料研究所和化工部涂料研究所于80年代相继研制出阴极电泳涂料,但是因技术和原材料的限制,国内阴极电泳涂料的性能和指标与国外的产品还有相当大的差距,以至于我国许多厂家只好从国外引进阴极电泳涂料生产和涂装技术[2]。环氧2丙烯酸共聚物既具有环氧树脂的高模量、高强度、耐化学

电泳涂装的历史电泳涂装的原理发明于二十世纪三十年代。为提高汽车车身内腔和焊缝面的防腐蚀性，美国福特汽车公司于1957年开始着手研究电泳涂装。福特公司于1961年7月建立了第一个用于涂装车轮的阳极电泳槽，WIXOM总装厂用来涂装汽车车身的电泳槽建于1963年。电泳涂装在实际应用中显示了高效、优质、安全、经济等优点，受到世界各国涂装界的重视。1973年成功开发了阳离子电泳涂料和阴极电泳涂装技术。之后电泳涂装工艺在汽车工业中迅速普及、发展。我国开发电泳涂料和涂装技术已有近30年的历史，70年代初，我国汽车工业中就已建成几条汽车零部件阳极电泳涂装线，到70年代中后期，第一条阳极电泳车身线在“一汽”投产。

阴极电泳涂装是20世纪70年代后,继阳极电泳涂装发展起来的新电泳涂装技术,在实际应用中显示出了优质、经济及安全等特点,现已全面取代阳极电泳涂装,广泛应用于汽车及各类家电产品表面的涂装。阴极电泳涂料由成膜树脂、助溶剂、颜料、乳化剂等组成。当涂料分散于水中后,将形成带正电的胶体粒子,在直流电场的作用下,胶体粒子向阴极移动,然后沉积在作为电泳阴极的工作表面上,形成致密的涂膜[1]。电泳涂装过程中电泳工艺参数的选择合适与否,对电泳漆膜的性能有着很大影响,因而对电泳涂装过程的研究探讨一直是国内外广为关注的课题,尤其是在大规模的汽车涂装线上[2、3]。本文在已合成的环氧2丙烯酸阴极电泳涂料树脂基础上[4],对其电泳涂装过程进行了探讨,研究了电泳工艺参数对电泳漆膜性能的影响,从

电泳涂料以水作溶剂，对操作者几乎不造成危害，电泳涂装属机械自动化涂装，且适宜不规则工件的涂装，沫层均匀可控，因此被广泛用于汽车、轻工、电器、建材等行业。随着这些相关行业的发展，对电泳涂料的耐腐蚀性耐候性使用要求越来越高，目前我国有数十家单位生产电津涂料，品种为；环氧类、酚醛类，沥青一酚醛类，酚醛改性环氧丙烯酸类，丙烯酸氨基娄等，产品水平与国外相比有一定差距，不能满足用户的要求。从根本上提高涂料质量，满足上述要求，就必须寻找新的树脂作生产电泳踩料的基料。经研究发现含氟树脂生产的电淋涂料确实具有耐化学品性、耐候性优良等特点。含氟涂料槲脂组成曩涂料性能铝材用阴极电泳涂料埘脂的组成曩涂料技术指标测试结果cl2的丙烯酸酯67％"--89％，a

各种金属及合金线材是线材火焰喷涂及电弧喷涂工艺广泛采用的热喷涂涂层材料，也可用于等离子喷涂工艺。包括：镍及镍基合金线材；锌、铝、锌—铝合金及低熔点合金线材；铁基合金线材；铜及铜合金线材；难熔金属及合金线材；复合线材；带材；塑料包套柔性喷涂线材；陶瓷棒材、复合芯线材。热喷涂线材的基本要求是化学成分和喷涂工艺性能。后者包括线材的实际尺寸及公差要求；线材的表面状态；线材的延展性及强度。线材的直径和圆度直接影响其输送和可喷涂性。线材直径应与喷嘴孔径相符，误差为（0.00mm-0.1mm），不允许过大，否则不能送线。椭圆的线材或负公差过大配合太松的线材，会发生燃气倒流而进入驱动轮，造成着火、回火甚至爆炸。线材表面状态的好坏，关系到可喷涂性和涂层的夹杂、污染程度

激光熔覆的熔覆层性能影响的主要因素影响激光熔覆层性能的主要因素有：金属对激光吸收率；熔覆材料的特征、表面状态；稀释率；激光熔覆工艺参数等。（１）激光熔覆工艺参数激光熔覆工艺参数包括激光功率密度、光斑、扫描速度、送粉量等。１）激光功率密度。功率密度是指单位光斑面积内的功率大小。不同功率密度的激光作用于材料时会引起材料物态的不同变化，从而影响材料对激光的吸收率。功率密度较低时，金属吸收激光能量只引起材料表层温度的升高，但维持固相不变。随着温度的升高，吸收率将缓慢增加。当激光功率密度在１０４～１０６Ｗ／ｃｍ２范围内时，材料表层将发生熔化，这就是激光熔覆所需的功率密度。如果金属在熔化前其表面为理想的镜面，则伴随金属的熔化吸收率将会有明显的提高。但是，对于实际金属零件表面，或

激光熔覆的主要特点１）激光束功率密度高（１０４～１０６）Ｗ／ｃｍ２，冷却速度快（１０４～１０６）℃／ｓ。２）基材热影响区小。３）与等离子喷焊层比较，稀释率低，熔覆层晶粒度细，表面硬度高，耐磨性能好。４）可控性好，可实现三维自动加工，加工质量高。５）熔覆层与基体材料完全冶金结合。

激光熔覆与喷涂原理激光熔覆是材料表面改性技术的一种重要方法，它是利用高能密度激光束将合金材料熔覆（喷涂）在基材表面上，得到具有与基体材料完全不同成分和性能的合金层。利用激光技术可以进行表面喷涂，同样可以进行表面熔覆。两者之间的区别在于：喷涂是利用激光束将涂层材料加热至熔融状态，再由压缩气体加速喷射沉积到基材表面形成涂层；激光熔覆是将涂层材料与基材表面完全熔化的快速凝固过程，熔覆层与基体材料表面形成完全冶金结合。但激光喷涂目前应用较少。激光喷涂原理简图１—基体２—涂层３—涂层材料４—激光束焦点５—压缩气体喷嘴６—压缩气体进口７—送粉气进口８—聚焦镜保护气９—激光束１０—聚焦镜激光熔覆原理简图１—基体２—熔覆层３—激光束４—合

等离子喷焊涂层和工艺技术特点（１）涂层组织特点等离子喷焊层与基体材料在焊层与基材界面上有明显的互溶区，基材存在一定深度的热影响区，是典型的冶金结合。等离子喷焊能量集中，冷凝速度较快，喷焊层呈树枝状结晶的金相组织。喷焊层与基材间是冶金结合，一般无气孔和氧化物夹渣。喷焊层厚度范围大，最厚可达十几毫米，但喷焊层因热应力和熔池结晶过程中产生的组织应力，使高硬度材料喷焊层裂纹敏感性较强。（２）工艺特点等离子喷焊一般配有喷焊机床，自动化程度高，适于规则、大批量零件的生产。

等离子喷焊设备构成设备由整流电源、控制柜、送粉器、喷枪等组成。等离子喷焊设备构成简图（１）整流电源喷焊用的整流电源在技术性能要求上与常用的弧焊电源基本相同。对电源的性能要求及其技术参数列于表２１５。电源类型有：晶闸管整流电源、晶闸管逆变电源等。（２）喷枪等离子喷焊枪在结构上与等离子喷涂枪类似，主要区别在于喷嘴和电极的几何尺寸差别较大。喷嘴材料选用纯铜，因喷焊枪要产生柔性等离子弧，所以喷嘴压缩孔道短而粗。电极主要钨铈合金，端部为锥形，锥角略小于喷嘴的压缩角。等离子喷焊电源的性能要求及技术参数项目