پوشش ها ی الکتروفورتیک   

پوششهای الکتروفورتیک یک تکنولوژی پوشش متداول می باشد که بیش از ۳۰ سال است سطح بالایی از کیفیت را بر روی دنیای قطعات فلزی صنعتی به وجود آورده است.الکتروکوتها از دهه ۱۹۶۰ زمانی که وجود یک پوشش اقتصادی جهت آستری بدنه اتومبیل ضروریت یافت کم کم جای خود را باز کرد و پس از آن سالیانه کاربردهای جدیدی چون قطعات اتومبيل، يراق آلات مبدلها قطعات تزئینی و قطعات حساس به حرارت برای الکتروکوتها پیدا شد. سیستمهای تجاری فعلی با استفاده فرآیندها و موادی که هم اقتصادی و هم سازگار با محیط زیست می باشند، کیفیت برتری را ارائه میکند مزایای اصلی فرآیند الکتروکوت شامل پوشش کامل قطعات پیچیده همراه با ایجاد فیلم یکنواخت بازدهی ۹۵.۹۹% قابلیت کاربرد عالی در سیستمهای اتوماتیک مدار بسته با هزینه های عملیاتی پایین و سرعت بالا می باشد. ضمناً در کاربری پوششهای الکتروفورتیک تعداد قطعات آویزان شده جهت پوشش دهی در هر بار بالا است که این به نوبه خود در زمان و استهلاک دستگاهها صرفه جویی می کند. قابلیت انتشار کم آن در هوا و پساب که سازگاری محیط زیستی این ماده را به همراه دارد و امکان ایجاد سیستم کناری که امکان ایجاد رنگهای براق و بی خطری را روی قطعه فراهم می کند .

فرایند پوششکاری الکتروفورتیک

فرآیند الکتروکوت شامل چهار مرحله اساسی می باشد:

1.مرحله تمیزکاری و آماده سازی

تمیزکاری و آماده سازی فلز قبل از مرحله الکتروکوت یک مرحله تعیین کننده و حساس برای ایجاد یک پوشش با کیفیت عالی می باشد. جهت تمیز کاری قطعات فلزی صنعتی از چربی و کثافاتی که از زمان ،تولید رویشان باقی مانده همان چربی گیری های قلیایی که برای آماده سازی قبل از آبکاری به کار می روند مناسب خواهد بود. اما جهت قطعات آلومینیمی ابتدا یک پوشش تبدیلی جهت آماده سازی قبل از فرایند الكتروكوت لازم است و پس از آن قطعات میتوانند همراه با قطعات آهنی الکتروکوت شوند. فسفاته کاری فلزات پایه از جنس آهن و روی می تواند چسبندگی پوشش الکتروفورتیک به فلز پایه را افزایش و از این طریق محافظت خوردگی را بالا ببرد.قبل از مرحله ورود به وان الکتروفورتیک لازم است قطعات با آب مقطر شستشو شوند ولی نیازی به خشک کردن آنها نمی باشد.

پوشش کاری الکتروفورتیک

 وان الکتروکوت شامل ۸۰.۹۰٪ آب مقطر به عنوان حامل و ۱۰.۲۰ رنگ جامد شامل رزین رنگدانه و مقدارکمی حلال است. رزین، قسمت اصلی فیلم رنگ نهایی است که خواصی مثل محافظت خوردگی و پایداری در مقابل اشعه ماوراء بنفش را سبب می شود.

رنگدانه ها وظیفه ایجاد رنگ براقی و همچنین مقاومت خوردگی را دارا می باشند. حلال سبب می شود فیلم پوشش به نرمی روی سطح پوشانده شود. در طی فرآیند الکتروكوت نقطه ضخامت ایجاد شده در هر نقطه براساس مقدار ولتاژ تنظیم می شود فرآیند پوشش دهی الکتروفورتیک خود به خود محدود شونده است و در حینی که قطعه به مرور با پوشش گرفتن عایق می گردد، فرآیند به آرامی افت می کند. پوشش الکتروفورتیک ابتدا روی نزدیکترین مکانها به جریان نشست می کند سپس  با عایق شدن این نقاط جامدات مجبور به نشست روی مکانهای پشتی و خالی فلز می شوند تا یک پوشش کامل ایجاد شود. پوشش الکتروفورتیک از طریق سیستم شکل (۱) که شامل اجزاء زیر است روی قطعه ایجاد میشود

(۱) رکتیفایر که تغذیه الکتریکی وان را به عهده دارد

(۲ پمپهای سیرکولاسیون برای حفظ یکنواختی پوشش

(۳) یک مبدل حرارتی و یک خنک کن برای کنترل دمای وان

(۴ فیلترهایی که ذرات زائد ورودی سیستم را حذف میکنند به

(۵) اولترا فیلترهایی که پرمیت را برای شستشو تهیه میکنند و اجازه میدهند که رزین بازیافت شود.

*شستشوی نهایی

زمانی که قطعه از وان خارج می،شود مقداری رزین اضافی به به قطعه صورت غیر الکتریکی می چسبد که می بایست برای حفظ بازدهی فرآیند و حصول حداکثر زیبایی کاملا شسته شود. قطعات باید از موادی که از اولترا فیلترها به دست آمده و به اصطلاح پرمیت نامیده می شوند نیز پاک شوند. در نهایت رزین اضافی و پرمیت با یک جریان برگشتی به وان بازگشت داده می شوند، که به میزان فوق العاده ای بازدهی وان به وان را بالا می برد.

*مرحله پخت

پس از شستشوی نهایی جهت پلیمریزاسیون پوشش الکتروفورتیک، قطعات باید درکوره،  پخت شوند. دمای پخت  می تواند اند از ۱۸۰ تا ۳۷۵ درجه می فارنهایت بسته به نوع پوشش الکتروفور تیک متغییر باشد.

* انواع محصولات الکتروفورتیک

محصولات الکتروفورتیک آندی یا کاتدی هستند که نشانگر محلی است که پوشش روی قطعه می نشیند شکل) (۲) اولین الکتروکوتها که در اواخر دهه ۵۰ و اوایل ۶۰ توسعه پیدا کردند آندی بودند. سیستمهای کاتدی در اواخر دهه ۶۰ و اوایل ۷۰ برای نخستین بار وارد صنعت شدند.

* الکتروکوت های آندی

پوششهای الکتروفورتیک آندی عبارت است از ذرات رزین شارژ شده منفی که روی فلز پایه با شارژ مثبت می نشیند. رزین الکتروفورتيک آندی پلیمرهایی با عامل اسیدی و قابل حل در آمین می باشند. الکتروکوتهای آندی پوشش های اقتصادی با رنگ عالی و قابلیت کنترل براقی می باشند. اما متاسفانه فرآیند روکش دهی آندی بعضاً منجر به جدا شدن یونهای غیر قابل حل فلزی از فلز پایه میشود که در داخل فیلم پوشش قرار گرفته و در نتیجه اثر رطوبت روی پوشش را افزایش داده و عملکرد محافظت خوردگی فیلم را کاهش می دهد. این به نوبه خود سبب زنگ زدن و تغییر رنگپوشش به دلیل حضور آهن در فیلم آندی می باشد.

*الكتروکوت های کاتدی

پوششهای الکتروفورتيک کاتدی عبارت است از ذرات رزین شارژ شده مثبت که جذب فلز پایه با شارژ منفی می شود این نوع پوشش با آلودگی آهن کمتری روبروست و در نتیجه محافظت خوردگی بیشتری را ایجاد می کند رزین الکتروفورتيک کاتدی پلیمرهایی با عامل آمینی و قابل حل در اسید می باشند. ماهیت قلیایی پلیمر در فرآیند کاتدی مقاومت خوردگی بالاتری از پلیمرهای با عامل اسیدی در فرآیند آندی ایجاد می کنند. هرگاه عملکرد بالای پوشش مورد نظر باشد. سیستمهای الکتروکوت کاتدی مناسب است . نفوذ این نوع پوشش در بازار صنایع عمومی و اتومبیل برای بیش از بیست سال خود گواه جذابیت آن است.

کاربردهای پوشش الكتروفورتیک براساس نوع آن

الکتروکوتها به انواع آندی یا کاتدی و اپوکسی یا اکریلیک تقسیم بندی می شوند. نمونه کاربردهای هر یک از این انواع درجدول ۱ نشان داده شده است.

قابلیت های تکنولوژی کنونی پوششهای الکتروفورتیک

بازدهی تقریباً ۱۰۰٪ مواد و وجود پساب کم و نزدیک به صفر به دلیل سیستم مدار بسته ،عاری بودن محصولات آندی و کاتدی از مواد خطرزا و آلوده کننده هوا عاری بودن قطعات پوشش داده شده از سرب در حالی که از نظر مقاومت خوردگی معادل با قطعات سرب اندود می باشند. الکتروکوتهای کاتدی آکریلیک به عنوان یک پوشش منفرد محافظت خوردگی و پایداری در برابر پرتوهای فرابنفش خوبی از خود نشان میدهند. الکتروکوتهای آندی قابلیت پخت زیر ۲۰۰ درجه فارنهایت قابلیت کاربرد در سیستمهای دو لایه به عنوان آستری نهایی و روکش پوشانندگی استثنایی لبه های فلزی تیز و همچنین قابلیت ایجاد پوشش بیرنگ صنعتی را دارد که می تواند سفید بی رنگ یا همانند انواع پوششهای آبکاری و متالیک براق شبیه سازی شده باشد.

محدودیتهای پوششها یا الکتروفورمینگ

پوششهای الکتروفورتیک هم مانند سایر پوششها در چسبندگی به فلز پایه دارای محدودیتهای ذاتی بوده و برای تمام کاربردها مناسب نمی باشند برای تولید محدود و در حجم کم رنگهای متنوع، روشهای دیگر پوشش بر الکتروفورتیک که برای هر رنگ یک تانک و سیستم شستشوی نهایی لازم دارد، برتری دارند. اما تولید در حجم بالا استفاده از چندین تانک پوشش الکتروفورتیک برای رنگهای مختلف را توجیه می کند زیرا درست است که هزینه اولیه برای سیستم الكتروكوت اغلب بیشتر از سایر انواع روشها مثل اسپری و غوطه وری باشد اما با پیشرفتهای اخیر نصب یک سیستم الکتروفورتيک و طراحیهای بهینه و سیستمهای مدار بسته آسانتر شده است . از آنجایی که الکتروکوت یک فرآیند پوششی کامل می باشد بنابراین پوشش دادن انتخابی ( قسمتهای خاصی از یک  قطعه) با مشکل همراه است زیرا پوشاندن موقتی نقاطی که می خواهیم با الکتروکوت پوشانده نشود، فرآیند زمان بر و هزینه ساز خواهد بود.