Што такое E-пакрыццё?

Калі наша каманда інжынераў упершыню адкрыла пашкоджаны карозіяй батарэйны латок, які быў вернуты з прыбярэжнага размеркавальнага цэнтра ў Паўднёва-Усходняй Азіі, схема няспраўнасці паведаміла нам усё, што нам трэба было ведаць. Саляныя пырскі праніклі праз дэфект дзірачкі каля зварнога шва, і на працягу васьмі месяцаў на сталёвай падкладцы з'явілася актыўнае крывацечнасць іржы праз тое, што павінна было быць дзесяці-гадовай сістэмай пакрыцця. Гэты інцыдэнт змяніў тое, як мы вызначаем абарону паверхні для кожнага сталёвага корпуса, які пакідае наш аб'ект.

Электрапакрыццё-e-скарочана пакрыццё-дзейнічае па прынцыпе, які здаецца занадта элегантным, калі вы яго разумееце. Апусціце токаправодную частку ў ванну з зараджанымі часціцамі фарбы, прыкладзеце пастаяннае напружанне, і гэтыя часціцы мігруюць праз вадкасць і асядаюць на кожнай паверхні, якой можа дасягнуць ток. Фізіка простая: супрацьлеглыя зарады прыцягваюцца. Але тэхніка, неабходная для таго, каб гэта працавала ў вытворчых маштабах, уключае хімію, дынаміку вадкасці і кіраванне працэсамі, на ўдасканаленне якіх аўтамабільнай прамысловасці спатрэбіліся дзесяцігоддзі.

Электрахімія, якая ляжыць у аснове фарміравання плёнкі

Калі пастаянны ток праходзіць праз ванну з пакрыццём, адначасова адбываюцца чатыры розныя з'явы. Электрафарэз перамяшчае зараджаныя часціцы смалы і пігмента да нарыхтоўкі. Электраасаджэнне прыводзіць да таго, што гэтыя часціцы губляюць свой зарад і выпадаюць у выглядзе кагерэнтнай плёнкі. Электроліз утварае вадарод на катодзе і кісларод на анодзе. Электраасмас выцясняе малекулы вады са свежананесенага пакрыцця, ушчыльняючы плёнку яшчэ да таго, як яна пакіне бак.

У выніку атрымліваецца пакрыццё, якое ахоплівае краю, пранікае ў паглыбленні і нарастае да сама-абмежавальнай таўшчыні, якая вызначаецца электрычным супраціўленнем нанесенай плёнкі. Як толькі пакрыццё дасягае пэўнай таўшчыні, яно ізалюе паверхню настолькі, што паток току падае і адклад спыняецца. Гэта-самаабмежаванне тлумачыць, чаму электроннае-пакрыццё стварае надзвычай аднастайныя плёнкі па складанай геаметрыі-тое, што нанясенне распыленнем проста не можа адпавядаць дэталям з унутранымі поласці і вузкімі кутамі.

Для сталёвых корпусаў акумулятараў, якія праводзяць свой тэрмін службы пад уздзеяннем дарожнай солі і вільгаці, гэта адрозненне мае значэнне. Аноднае-пакрыццё па-ранейшаму знаходзіць прымяненне-больш нізкія тэмпературы цвярдзення лепш працуюць для-адчувальных да цяпла зборак-але корпус літыевых батарэй, які працуе са стандартнай халоднакатанай-сталёвай сталью, амаль паўсюдна патрабуе катодных эпаксідных грунтовак.

Што на самой справе адбываецца ў танку

Ванна для пакрыцця выглядае зманліва простай: 80-90 працэнтаў дэіянізаванай вады з 10-20 працэнтамі цвёрдых часціц фарбы пры пастаянным мяшанні. Але падтрыманне гэтай лазні на вытворчасці патрабуе штодзённай увагі да дзясятка ўзаемазвязаных параметраў. Утрыманне цвёрдых часціц пераносіцца ў выглядзе адкладаў матэрыялу на дэталі. pH змяняецца па меры назапашвання кіслотных пабочных прадуктаў. Праводнасць змяняецца з забруджваннем ад выцягвання і прадуктаў распаду. Тэмпература ўплывае на глейкасць і хуткасць аблогі.

Мэты працэсу

• 18-20 працэнтаў цвёрдых рэчываў
• pH ад 5,9 да 6,3
• Праводнасць: 1100-1500 мкСм/см
• Тэмпература: 28-32 градусы

Нашы інжынеры-тэхнолагі нацэлены на 18-20 працэнтаў цвёрдых рэчываў, pH ад 5,9 да 6,3, праводнасць ад 1100 да 1500 мікрасіменс на сантыметр і тэмпературу ванны 28-32 градусы Цэльсія. Гэтыя дыяпазоны паходзяць з спецыфікацый пастаўшчыкоў пакрыццяў, удасканаленых дзесяцігоддзямі вопыту вытворчасці аўтамабіляў. Адхіленне ад іх не абавязкова прывядзе да неадкладнага выхаду з ладу, але яно ссоўвае акно працэсу і павялічвае зменлівасць структуры плёнкі, знешняга выгляду і карозійных характарыстык.

Прыкладанне напружання патрабуе кіраванай рампы. Неадкладнае ўздзеянне поўнай напругі на нарыхтоўку прыводзіць да таго, што ток канцэнтруецца на вострых краях і тонкіх участках, патэнцыйна разрываючы асадную плёнку і ствараючы дзіркі, якія забілі батарэйны латок у Паўднёва-Усходняй Азіі. Дзесяці-пятнаццаць секунд нарастання працоўнага напружання ад 150 да 350 вольт дазваляе выраўнаваць размеркаванне току па паверхні. Час апускання 120-180 секунд забяспечвае адэкватнае стварэнне плёнкі без марнавання працяглых цыклаў.

Кулонаўскае суадносіны-прыкладна ад 1,2 да 1,4 кулона на квадратны сантыметр адкладае адзін мікраметр плёнкі-дае вытворчым групам інструмент прагназавання для кіравання працэсам. Калі дэталі выходзяць тонкімі, праверце выхад выпрамніка. Калі таўшчыня вар'іруецца ў залежнасці ад нагрузкі, праверце размяшчэнне электродаў і цыркуляцыю ванны.

Папярэдняя апрацоўка вызначае ўсё

Вось нязручная праўда пра электрапакрыццё: само -пакрыццё рэдка выклікае паломкі ў палявых умовах. Папярэдняя апрацоўка робіць. Кожная праблема карозіі, якую мы выявілі праз нашу ланцужок паставак, узнікла ў выніку недастатковай ачысткі, няправільнага фасфатавання або забруджвання паміж этапамі працэсу.

Сталёвыя падкладкі патрабуюць абястлушчвання для выдалення алею для штампоўкі і забруджванняў, якія перашкаджаюць хімічнай сувязі. Ультрагукавая ачыстка пры тэмпературы 60 градусаў па Цэльсіі на працягу трох хвілін з наступнай -прамыўкай распыленнем пад высокім ціскам пры 0,3 мегапаскаля выдаляе большасць забруджванняў. Але "большасць" недастаткова добрая для дэталяў, якія павінны вытрымаць 1000 гадзін выпрабаванняў саляным туманам.

Фасфатнае канверсійнае пакрыццё стварае мікраскапічную крышталічную структуру, якая замацоўвае арганічную плёнку на метале. Сістэмы фасфату цынку, арыентаваныя на 2-4 грама на квадратны метр з памерам крышталяў ніжэй за 5 мікраметраў, сталі аўтамабільным стандартам. Крышталі забяспечваюць механічную блакіроўку, у той час як фасфатны пласт дадае ўласнае інгібіраванне карозіі. Прапусціце гэты крок або запусціце яго дрэнна, і нават ідэальная плёнка для электроннага пакрыцця распластоўваецца, калі на мяжы падзелу пачнецца карозія.

Апошняе прамыванне перад нанясеннем электрапакрыцця павінна прывесці да павярхоўнай праводнасці ніжэй за 10 мікрасіменс на сантыметр. Больш высокая праводнасць выклікае нераўнамернае размеркаванне току ў рэзервуары для e-coat і стварае плямы ад вады і сляды цячэння, якія інспектары якасці адхіляюць адразу.

Рэаліі абсталявання

Канструкцыя рэзервуара адпавядае дэталям, на якія наносіцца пакрыццё. Прастакутныя рэзервуары падыходзяць для сістэм індэксацыі, дзе грузы знаходзяцца ў фіксаваных пазіцыях. Рэзервуары ў форме лодкі з нахіленымі ўваходнымі і выхаднымі секцыямі ўтрымліваюць бесперапынныя манарэйкавыя канвееры. Унутраная паверхня патрабуе -арміраванай шкловалакном-пластыкавай ізаляцыі з напругай 20 000 вольт, каб прадухіліць уцечку току і забяспечыць канцэнтрацыю электрычнага поля на нарыхтоўках, а не на сценках бака.

Сістэмы цыркуляцыі працуюць бесперапынна-, адключаюць іх больш чым на дзве гадзіны, і цвёрдыя рэчывы пачынаюць асядаць на дно. Помпы, разлічаныя на тры-чатыры поўныя абароты ў гадзіну, забяспечваюць аднастайнае размеркаванне. Хуткасць дна больш за 0,4 метра ў секунду прадухіляе мёртвыя зоны, дзе назапашваюцца цяжкія часціцы пігмента.

Сістэмы ультрафільтрацыі выцягваюць пермеат-па сутнасці чыстую ваду з нізкамалекулярнымі растваральнікамі-з ванны для выкарыстання на наступных-стадыях прамывання. Гэты замкнёны цыкл аднаўляе прыкладна 80 працэнтаў матэрыялу, выцягнутага на дэталі, зніжаючы як выдаткі на сыравіну, так і нагрузку на ачыстку сцёкавых вод. У супрацоўніцтве з пастаўшчыкамі, якім трэба пакрываць вялікія плошчы паверхняў з невялікім запасам, гэтая эфектыўнасць аднаўлення непасрэдна ўплывае на эканоміку вытворчасці.

Анодная сістэма заслугоўвае большай увагі, чым звычайна атрымлівае. Паў-пранікальныя мембраны, якія атачаюць аноды, дазваляюць прапускаць іённыя пабочныя прадукты, захоўваючы пры гэтым смалу і пігмент. Вадкасць аналіта падкісляецца па меры працягу вытворчасці; сістэмы кантролю праводнасці адводзяць канцэнтраваны аналіт і замяняюць яго дэіянізаванай вадой для падтрымання іённага балансу. Не звяртайце ўвагі на гэты контур, і хімічны склад ванны зменіцца, пакуль якасць пакрыцця не стане непрадказальнай.

Тэставанне, якое мае значэнне

Уздзеянне салянага туману ў адпаведнасці з ASTM B117 застаецца стандартным паскораным выпрабаваннем на карозію, нягледзячы на ​​яго прызнаныя абмежаванні. Выпрабавальнае асяроддзе-5-працэнтны раствор хларыду натрыю пры 35 градусах Цэльсія з бесперапынным уздзеяннем туману-паскарае карозію, але не паўтарае вільготна-сухую цыклічнасць, перапады тэмператур і забруджванне, якія падвяргаюцца дэталям падчас рэальнай эксплуатацыі.

Для катодных эпаксідных грунтовак па-над фасфатаванай сталі пры таўшчыні сухой плёнкі 20-35 мікраметраў спецыфікацыі звычайна патрабуюць мінімальнага ўздзеяння 1000 гадзін з абмежаваннем паўзучасці пісца 2 міліметрамі з аднаго боку.Індывідуальныя пастаўшчыкі корпуса батарэічаста павялічваюць гэта да 1500 гадзін у спалучэнні з цынкавым-нікелевым пакрыццём на падкладцы. Цыклічныя выпрабаванні на каразію, якія ўключаюць цыклы распылення солі, вымочвання ў вільгаці, высушвання-і замарожвання, забяспечваюць лепшую карэляцыю з палявымі характарыстыкамі, але займаюць больш часу і каштуюць даражэй.

Тэст-перакрыжаванай адгезіі ў адпаведнасці з ASTM D3359 выяўляе няспраўнасці папярэдняй апрацоўкі, перш чым яны стануць праблемамі на месцах. Ударатрываласць пры 50 сантыметрах-кілаграмаў пацвярджае, што плёнка можа вытрымаць механічнае апрацоўку, якая адбываецца падчас зборкі акумулятара. Цвёрдасць алоўка 2H або больш паказвае на поўнае ацвярдзенне-недаспеленыя плёнкі адчуваюць сябе цвёрдымі, але застаюцца хімічна актыўнымі і хутчэй разбураюцца пад уздзеяннем навакольнага асяроддзя.

Штодзённы маніторынг ванны адсочвае параметры, якія прадказваюць якасць пакрыцця: утрыманне цвёрдых часціц, суадносіны пігмента-да-звязальнага рэчыва, pH, электраправоднасць, эквівалент нейтралізацыі. Калі што-небудзь з гэтага выходзіць за межы спецыфікацыі, інжынеры-тэхнолагі праводзяць расследаванне перад запускам вытворчасці. Чаканне праверкі якасці, каб выявіць праблемы, марнуе матэрыялы і ёмістасць, рызыкуючы пастаўкамі кліентаў.

Дзе гэтая тэхналогія забяспечвае рэальную каштоўнасць

Аўтамабільная прамысловасць прывяла да распрацоўкі электронных-пакрыццяў, таму што ніякая іншая тэхналогія не магла аднастайна пакрыць каробчатыя секцыі, кромкавыя фланцы і-зварныя злучэнні, якія складаюць канструкцыю кузава аўтамабіля. Тая ж магчымасць перакладаецца непасрэдна на акумулятарныя корпусы для электрамабіляў.

На працягу ўсяго тэрміну службы сталёвыя акумулятарныя паддоны падвяргаюцца ўздзеянню пырскаў на дарогах, хімікатаў для ачысткі лёду, змены вільготнасці і час ад часу ўздзеяння камянёў. Сістэма абароны ад карозіі павінна выжыць 15 гадоў або 150 000 міль у самых агрэсіўных умовах эксплуатацыі-падумайце, засоленыя шашы ў Скандынавіі або прыбярэжныя дарогі ў трапічным клімаце. E-пакрыццё забяспечвае аднастайны базавы пласт, які прадухіляе ініцыяванне карозіі ў зварных швах, лазерных-рэзаных краях і сфарміраваных кутах, якія былі б прапушчаны або неадэкватна пакрытыя распыленнем.

Наша каманда мае сталёвыя корпусы з пакрыццём, пачынаючы ад невялікіх корпусаў для модуляў 48 В і заканчваючы поўнапамернымі-паддонамі цягавых батарэй, плошча паверхні якіх перавышае два квадратныя метры. Перавага электрычнага пакрыцця ў сіле распылення становіцца відавочнай, калі вы паспрабуеце распыліць афарбоўку ўнутр закрытай каробкавай секцыі. Альбо вы пакідаеце яго голым і спадзяецеся, што ён ніколі не ўбачыць вільгаць, або вы прасвідруеце адтуліны для доступу, якія ствараюць дадатковыя месцы ініцыяцыі карозіі. E-пакрыццё пранікае ў кожную паражніну, якую можа запоўніць ванна, забяспечваючы поўную абарону без кампрамісаў у дызайне.

Рэцэпты-зацвярдзення пры нізкай тэмпературы, якія вырашаюць праблему адчувальнасці да цяпла сабраных модуляў, уяўляюць сабой значную распрацоўку длявытворцы літыевых батарэйякім неабходна нанесці ахоўныя пакрыцця пасля ўстаноўкі клетак. Стандартныя сістэмы электронных пакрыццяў цвярдзеюць пры тэмпературы 170 градусаў Цэльсія на працягу 20 хвілін- пры тэмпературы, якая можа пашкодзіць клеткі і электроніку. Альтэрнатывы з нізкім -запяканнем, вытрымка пры тэмпературы 140 градусаў на працягу 15 хвілін, ахвяруюць некаторай канчатковай прадукцыйнасцю, але застаюцца дастатковай для многіх прыкладанняў, дзе канкуруючыя абмежаванні працэсу абмяжоўваюць цеплавое ўздзеянне.

Практычныя абмежаванні і кампрамісы

Варыянты колеру абмежаваныя ў параўнанні з парашковым пакрыццём або вадкай фарбай. Большасць сістэм e-coat выкарыстоўваюць чорныя або шэрыя грунтоўкі; змена колераў патрабуе ачысткі акварыума, якая займае дні і марнуе матэрыял. На некаторых аб'ектах працуюць некалькі рэзервуараў для розных колераў, але гэта ў разы павялічвае патрабаванні да капіталу і плошчы.

Патрабаванне да зацвярдзення абмяжоўвае выбар субстрата. Дэталі, якія не могуць вытрымаць 140-175 градусаў па Цэльсіі ў цыкле отвержденія-некаторыя пластмасы, папярэдне-зборныя кампаненты з-адчувальнымі да тэмпературы элементамі, дэталі з-падшыпнікамі з прэсавай пасадкай-патрабуюць альтэрнатыўных падыходаў да пакрыцця. Анодныя сістэмы электроннага пакрыцця забяспечваюць больш нізкія тэмпературы отвержденія, але прыносяць у ахвяру каразійныя характарыстыкі.

Экалагічная адпаведнасць стала простай у параўнанні з распыляльнымі сістэмамі-на аснове растваральнікаў. E-ванны для паліто ўтрымліваюць мінімум лятучых арганічных злучэнняў, адпавядаючы патрабаванням EPA і CARB без абсталявання для кантролю выкідаў. Замкнёная-сістэма прамывання памяншае спажыванне вады і скід сцёкавых вод. Але сама ванна патрабуе ўважлівага абыходжання-. Адпрацаваны аналіт патрабуе нейтралізацыі, ультрафільтрацыйныя мембраны патрабуюць утылізацыі пасля 18-36 месяцаў службы, а фасфатны асадак ад папярэдняй апрацоўкі змяшчае рэгламентаваныя металы.

Калі аўтсорсінг мае сэнс

Многіяпастаўшчыкі літый-жалеза-фасфатных батарэйа вытворцы корпусаў перадаюць нанясенне электрапакрыццяў спецыялізаваным цэхам, а не інвестуюць у спецыяльнае абсталяванне. Гэта мае эканамічны сэнс, калі аб'ёмы вытворчасці не апраўдваюць спецыяльныя магутнасці, калі спецыфікацыі розных пакрыццяў патрабуюць гібкасці, якую не могуць забяспечыць-аднамэтавыя лініі, або калі тэхнічны вопыт у кіраванні ваннай і кантролі якасці выходзіць за межы асноўных кампетэнцый.

Кампрамісам з'яўляецца рызыка ланцужкі паставак. Тэрміны выканання пакрыцця дадаюць дзён да графікаў вытворчасці. Якасць залежыць ад тэхналагічнай дысцыпліны цэха, а не ад унутранага кантролю. Транспарт паміж вытворчасцю і прадпрыемствамі для нанясення пакрыцця павялічвае кошт і павышае ўздзеянне на апрацоўку.

Наш падыход заключаўся ў тым, каб кваліфікаваць розныя крыніцы пакрыццяў, даць падрабязныя спецыфікацыі са спасылкай на параметры працэсу і патрабаванні да выпрабаванняў, апісаныя вышэй, і правесці аўдыт якасці паступлення кожнай пастаўкі. Калі мы выяўляем праблемы, мы прасочваем іх у працэсе нанясення пакрыцця, каб вызначыць асноўныя прычыны, а не проста адхіляць дэталі. Гэта супрацоўніцтва палепшыла якасць нашых пастаўшчыкоў пакрыццяў, адначасова даючы нам магчымасць змяняць аб'ём па меры ваганняў попыту.

Тэхналогія нанясення пакрыцця E- заслужыла пазіцыю дамінуючай сістэмы грунтоўкі для абароны ад карозіі сталёвых падкладак. Спалучэнне раўнамернага пакрыцця, кантраляваных уласцівасцей плёнкі, адпаведнасці экалагічнаму патрабаванню і эфектыўнасці вытворчасці робіць яго відавочным выбарам для акумулятарных карпусоў і структурных кампанентаў, якія патрабуюць працяглай -трываласці ў агрэсіўных умовах эксплуатацыі. Разуменне параметраў працэсу, патрабаванняў да якасці і практычных абмежаванняў дапамагае камандам інжынераў вызначаць сістэмы пакрыццяў, якія забяспечваюць надзейныя характарыстыкі, а не спадзявацца, што агульная выноска нейкім чынам дасць прымальныя вынікі.