CN113215639B - 一种钢车轮用电泳槽系统及电泳涂装的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种钢车轮用电泳槽系统及电泳涂装的方法，包括：所述低压槽段内与所述高压槽段，所述高压槽段内设有高压阳极结构件，所述低压槽段内设有低压阳极结构件；高压电源，所述高压电源的正极与所述高压阳极结构件接通；低压电源，所述低压电源的正极与所述低压阳极结构件接通；及电泳器件运输件，所述电泳器件运输件的材质为导电材质，且与所述高压电源的负极及所述低压电源的负极连接。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：采用不含阳极膜的裸阳极置于含阳极膜的阳极单元之间，且采用多个阳极单元多个排列，确保整个系统不会因为击穿阳极膜损坏而停止运行。

Description

一种钢车轮用电泳槽系统及电泳涂装的方法
技术领域
本发明属于车轮制造领域，具体涉及一种钢车轮用电泳槽系统及电泳涂装的方法。
背景技术
钢车轮电泳涂装是指将钢车轮输送至电泳槽中，电泳漆在电场的作用下使处于阴极的钢车轮表面发生得电子化学反应，车轮表面电沉积一层阳离子漆膜，后续通过高温烘烤形成优质防腐性能的电泳漆膜。
在现有技术中，都是从工件一进入阳极区域就开始进行电泳，而此时的整流柜中的电压都控制在一个恒定的值，这样经常会造成大面积的平板件上出现“横纹”现象，影响电泳涂装的质量，为解决“横纹”现象问题，专利号为CN203212658U的中国专利公开了一种同时采用低高压电源分区域电泳的装置。
因高低压槽段入口电解反应最剧烈，易使封闭在阳极罩中的阳极发生电极反应时击穿阳极膜，导致设备的损坏。而在采取该系统进行生产时，会因为上述正负极放电反应会在低压阳极表面沉积部分电泳漆，溶解在电泳槽中形成颗粒物，粘附在车轮表面影响漆膜外观质量。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种钢车轮用电泳槽系统及电泳涂装的方法。
具体技术方案如下：
一种钢车轮用电泳槽系统，其不同之处在于，包括：
连在一起的低压槽段与高压槽段，所述低压槽段内与所述高压槽段，所述高压槽段内设有高压阳极结构件，所述低压槽段内设有低压阳极结构件；
高压电源，所述高压电源的正极与所述高压阳极结构件接通；
低压电源，所述低压电源的正极与所述低压阳极结构件接通；
及
电泳器件运输件，所述电泳器件运输件的材质为导电材质，且与所述高压电源的负极及所述低压电源的负极连接；
所述高压阳极结构件及所述低压阳极结构件均包括裸阳极及若干个阳极单元，若干个所述阳极单元依次排列在所述裸阳极之后，所述高压阳极结构件的所述裸阳极与所述低压阳极结构件的最后一个所述阳极单元相邻；
其中，所述阳极单元包括阳极罩、设于所述阳极罩内的阳极及将所述阳极封闭在所述阳极罩内的阳极膜，所述裸阳极包括阳极罩及设于所述阳极罩内的裸阳极件；
所述阳极单元进行金属失电子反应，其反应式为：
A-ne-＝A-n，所述裸阳极进行氢氧根失电子反应，其中，A为金属，n为自然数；
所述裸阳极进行氢氧根失电子反应；
4OH--4e-＝O2↑+2H2O
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用进行水解反应的阳极置于金属失电子的阳极之间，采用多个阳极单元多个排列，相较于采取单一的以金属得失电子单一失电子反应的阳极，确保整个系统不会因为阳极材料的消耗或击穿阳极膜损坏而停止运行。
进一步，在所述高压电源的正极、槽体内液体与所述高压电源的负极的回路中安装二极管；所述二极管的正极与所述高压电源的正极接通，所述二极管的负极与所述高压阳极结构件接通；在所述低压电源的正极、槽体液体与低压电源的负极的回路中安装二极管，所述二极管的正极与低压电源的正极接通，所述二极管的负极与所述低压阳极结构件接通。
采取上述进一步技术方案的有益效果在于：通过在电路中设置二极管，避免高低电源接通与电解液形成回路。
进一步，所述高压电源提供的电压为150V～260V，所述低压电源提供的电压为70V～120V。
进一步，所述钢车轮用电泳槽系统还包括设置在所述高压槽段外的高压导电连接柱，设置在所述低压槽段外的低压导电连接柱；所述高压导电连接柱通过电线与所述高压阳极结构件的裸阳极及所有所述阳极单元连接，所述低压导电连接柱与所述低压阳极结构件的裸阳极及所有所述阳极单元连接。
进一步，所述裸阳极件采用钌钛材质制造，所述高压导电连接柱与所述低压导电连接柱的材质均为铜。
采取上述进一步技术方案的有益效果在于：钌钛电极本身不发生阳极反应，依靠水解的OH-发生失电子阳极反应，延长使用寿命5年以上。
进一步，所述高压阳极结构件的所述裸阳极与所述低压阳极结构件的最后一个所述阳极单元的距离不小于所述裸阳极的宽度。
采取上述进一步有益效果的有益效果在于：高压阳极段与低压阳极段保持一定的距离，高低压电源电极在电泳漆中不会进行正负极电解反应，避免电泳漆膜颗粒沉积物影响产品质量，也为后期调试提供方便。
进一步，所述高压阳极结构件的所述裸阳极与所述低压阳极结构件的最后一个所述阳极单元的距离等于所述裸阳极的宽度。
采取上述进一步技术方案的有益效果在于：方便后续最小距离的调试。
一种采用上述系统钢车轮电泳涂装的方法，其不同之处在于，所述钢车轮电泳涂装的方法包括：
步骤S1：调试所述高压阳极结构件的所述裸阳极与所述低压阳极结构件的最后一个所述阳极单元的距离；
步骤S2：将钢车轮固定后在70V～120V条件下进行低压电泳涂装；
步骤S3：将钢车轮在150V～260V条件下进行高压电泳涂装。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过采取不同区间的电压，调整高压阳裸阳极与低压阳极结构件最后一个阳极单元的距离，使高低压电源电极在电泳漆中不进行正负极反应，避免电泳漆膜颗粒沉积的同时保证电泳时间，节省设备安装的空间，提高车钢轮电泳涂装的质量，提高产品合格率。
进一步，所述步骤S2中，采用低压电泳涂装的时间为50s～70s。
进一步，所述步骤S3中，采用低压电泳涂装的时间为90s～140s。
进一步，所述步骤S1中，所述高压阳极结构件的所述裸阳极与所述低压阳极结构件的最后一个所述阳极单元之间预留一个裸阳极的距离布置，生产运行5天～8天后，取出低压阳极结构件的最后一根所述阳极单元的所述阳极罩，观察其表面是否有电泳漆膜颗粒沉积物，若有，说明所述高压电源的电极与所述低压电源的电极在电泳漆中形成正负极电解反应，此时需将间隔距离加大0.2倍裸阳极的宽度，后续再观察5天～8天，直至低压阳极的最后一个所述阳极单元的阳极罩表面不再沉积电泳漆膜为止，此间隔距离即为最小距离。
采取上述进一步技术方案的有益效果在于：通过0.2倍的调节方式，可在最短时间内调试出最小距离，避免因高低压阳极距离过大，导致电泳时间不够。
进一步，所述步骤S1中，所述高压阳极结构件的所述裸阳极与所述低压阳极结构件的最后一个所述阳极单元的距离为560mm。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
其中，槽体-A，高压槽段-1，高压阳极结构件-101，低压槽段-2，低压阳极结构件-201，高压电源-3，低压电源-4，电泳器件运输件-5，高压导电连接柱-6，低压导电连接柱-7，二极管-8，裸阳极-9，阳极单元-10。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明及对比例中，阳极单元及裸阳极均为市售现有设备，购自湖北沙市净水设备厂。
实施例1
本实施例提供一种钢车轮用电泳槽系统，具体结构如图1所示，包括：
用于储存电泳漆的槽体A，高压电源3、低压电源4及电泳器件运输件5。
槽体A包括连在一起的低压槽段2与高压槽段1，高压槽段1内设有高压阳极结构件101，低压槽段2内设有低压阳极结构件201，槽体A设有进出电泳漆的进出口(图中未示出)，高压电源3的正极与高压阳极结构件101接通，在本实施例中高压电源3为高压整流柜，提供的电压值为160V～250V；低压电源4的正极与低压阳极结构件201接通，在本实施例中低压电源4为低压整流柜，提供的电压值为80V～120V。
高压阳极结构件101及低压阳极结构件201均包括裸阳极9及若干个阳极单元10，若干个阳极单元10依次排列在裸阳极9之后，高压阳极结构件101的裸阳极9与低压阳极结构件201的最后一个阳极单元10相邻；在本实施例中，高压阳极结构件101的裸阳极9与低压阳极结构件201的最后一个阳极单元10的距离等于裸阳极9的宽度。电泳器件运输件的可导电，在本实施例中，电泳器件运输件为电泳线悬链，设有引出电线，用于接通高压电源与低压电源的负极。
在本实施中，钢车轮用电泳槽系统还包括设置在高压槽段1外的高压导电连接柱6，设置在低压槽段2外的低压导电连接柱7；高压导电连接柱6通过电线与高压阳极结构件101的裸阳极9及所有阳极单元10连接，低压导电连接柱7与低压阳极结构件201的裸阳极9及所有阳极单元10连接，在本实施例中，高压导电连接柱6与低压导电连接柱7的材质均为铜。
其中，阳极单元包括阳极罩、设于阳极罩内的阳极及将阳极封闭在阳极罩内的阳极膜，裸阳极包括阳极罩及设于阳极罩内的裸阳极件，在本实施例中，裸阳极件采用钌钛材质制造。
为防止高低电源与槽体内液体形成通路，在本实施例中，在高压电源3的正极、槽体内液体与高压电源3的负极的回路中安装二极管8；二极管8的正极与高压电源3的正极接通，二极管8的负极与高压阳极结构件101接通；在低压电源4的正极、槽体液体与低压电源4的负极的回路中安装二极管8，二极管8的正极与低压电源4的正极接通，二极管8的负极与低压阳极结构件201接通。在本实施中，高压槽段1内两侧均设有高压阳极结构件101，低压槽段2内两侧均设有低压阳极结构件201，高压电源3的正极分别与高压槽段1内两侧的高压阳极结构件101连接，低压电源4的正极分别与低压槽段2内两侧的低压阳极结构件201连接。
实施例2
本实施例提供一种利用实施例1的系统进行电泳钢车轮的方法，将以为B530主体材质的钢车轮坯料通过电泳涂装一层环氧-异氰酸酯漆膜。
具体步骤如下：
步骤S1：调试高压阳极结构件的裸阳极与低压阳极结构件的最后一个阳极单元的距离，调试的具体方法为：设备运行一周后，取出低压阳极结构件的最后一根阳极单元的阳极罩，观察其表面是否有电泳漆膜颗粒沉积物，若有，说明高压电源的电极与低压电源的电极在电泳漆中形成正负极电解反应，此时需将间隔距离加大0.2倍裸阳极宽度，后续再观察一周，直至低压阳极的最后一个阳极单元的阳极罩表面不再沉积电泳漆膜为止，此间隔距离即为最小距离。
步骤S2：将钢车轮固定后进行在低压槽段内进行低压电泳涂装，低压电压为100V，低压电泳时间为60s。；
步骤S3：将钢车轮在高压槽段内进行高压电泳涂装，高压电压为220V，高压电泳时间为120s。
在本实施例中，在步骤S1中，经过3次调试，调试出的最小距离为560mm。本实施例得到产品型号为S2。
实施例3
本实施例提供一种利用实施例1的系统进行电泳钢车轮的方法，将以为(B530)主体材质的钢车轮坯料通过电泳涂装一层环氧-异氰酸酯漆膜。
采用与实施例2中S2-1型号产品的生产方法，唯一不同的是步骤S1中，以0.3倍的裸阳极的宽度进行调试，调试次数为5次，调试出的最小距离为560mm。
对比例1
本对比例提供一种利用实施例1的系统进行电泳钢车轮的方法，将以为B530主体材质的钢车轮坯料通过电泳涂装一层环氧-异氰酸酯漆膜。
采用与实施例2中S2-1型号产品的生产方法，唯一不同的是步骤S1中，不进行高压阳极结构件的裸阳极与低压阳极结构件的最后一个阳极单元的距离的调试，得到D-1型号批次产品。
实施例4
将实施例2中各型号的电泳涂装产品经过相同条件的高温烘烤后，进行产品检测。
检测方法为：观察漆膜外观、采用漆膜测厚仪测试漆膜厚度、采用划格器进行附着力测试、将硬度为2H的铅笔以45°在产品表面漆膜上进行划刻。
良品的判定标准为：外观：漆膜光滑平整；厚度：18-22μ；附着力：0或1级；硬度：≥2H
按上述标准进行良品率计算，其结果如表2所示。
表2不同型号产品的良品率
产品型号 良品率(％)
S2 99.5
D-1 75
上述产品在制造阶段均没有出现因击穿阳极膜的事故，证明本发明钢车轮用电泳槽系统安全性能量好。
从表2可看出，实施例相较于对比例1而言，进行了高压阳极结构件的裸阳极与低压阳极结构件的最后一个阳极单元的距离调试，其制造的产品相较于未进行调试的制造出的产品，其良品率达到99.5％，在对比例1不良产品中，在钢车轮表面粘附颗粒物中是导致形成不良产品的原因，形成这样的结果是由于即便在系统结构中安装了二极管，但是仍然无法完全避免高低电源与电泳槽中的液体形成正负极放电反应，导致其最后一根阳极单元的阳极罩表面沉积部分电泳漆，溶解在电泳槽中形成颗粒物，粘附在钢车轮表面时，影响良品率。
在调试高压阳极结构件的裸阳极与低压阳极结构件的最后一个阳极单元的距离的方法上，采取0.2倍的裸阳极的宽度最佳，距离过小会导致调试时间过长，距离过大，会错过最佳间距，导致高压阳极结构件与低压阳极结构件距离过大，工艺上耗费时长。当无法改变槽体长度条件下，将无法确保电泳时间，进而无法保证电泳涂装产品的质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢车轮用电泳槽系统，其特征在于，包括：
连在一起的低压槽段与高压槽段，所述高压槽段内设有高压阳极结构件，所述低压槽段内设有低压阳极结构件；
高压电源，所述高压电源的正极与所述高压阳极结构件接通；
低压电源，所述低压电源的正极与所述低压阳极结构件接通；及
电泳器件运输件，所述电泳器件运输件可导电，与所述高压电源的负极连接及与所述低压电源的负极连接；
所述高压阳极结构件及所述低压阳极结构件均包括裸阳极及若干个阳极单元，若干个所述阳极单元依次排列在所述裸阳极之后，所述高压阳极结构件的所述裸阳极与所述低压阳极结构件的最后一个所述阳极单元相邻；
所述高压阳极结构件的所述裸阳极与所述低压阳极结构件的最后一个所述阳极单元的距离为560mm；
其中，所述阳极单元包括阳极罩及设于所述阳极罩内的阳极，所述阳极罩内设有阳极膜，所述裸阳极包括阳极罩及设于所述阳极罩内的裸阳极件；
所述阳极单元进行金属失电子反应，所述裸阳极进行氢氧根失电子反应。
2.根据权利要求1所述的钢车轮用电泳槽系统，其特征在于，在所述高压电源的正极、高压槽段内液体与所述高压电源的负极的回路中安装二极管；所述二极管的正极与所述高压电源的正极接通，所述二极管的负极与所述高压阳极结构件接通；在所述低压电源的正极、低压槽段内液体与低压电源的负极的回路中安装二极管，所述二极管的正极与低压电源的正极接通，所述二极管的负极与所述低压阳极结构件接通。
3.根据权利要求1所述的钢车轮用电泳槽系统，其特征在于，所述高压电源提供的电压为150V～260V，所述低压电源提供的电压为70V～120V。
4.根据权利要求1所述的钢车轮用电泳槽系统，其特征在于，所述钢车轮用电泳槽系统还包括设置在所述高压槽段外的高压导电连接柱，设置在所述低压槽段外的低压导电连接柱；
所述高压导电连接柱通过电线与所述高压阳极结构件的裸阳极及所有所述高压阳极结构件的所述阳极单元连接，所述低压导电连接柱与所述低压阳极结构件的裸阳极及所有所述低压阳极结构件的所述阳极单元连接。
5.根据权利要求4所述的钢车轮用电泳槽系统，其特征在于，所述裸阳极件采用钌钛材质制造，所述高压导电连接柱与所述低压导电连接柱的材质均为铜。
6.根据权利要求1所述的钢车轮用电泳槽系统，其特征在于，所述高压阳极结构件的所述裸阳极与所述低压阳极结构件的最后一个所述阳极单元的距离不小于所述裸阳极的宽度。
7.一种采用权利要求1～6任一项所述的系统的钢车轮电泳涂装的方法，其特征在于，所述钢车轮电泳涂装的方法包括：
步骤S1：调试所述高压阳极结构件的所述裸阳极与所述低压阳极结构件的最后一个所述阳极单元的距离；
步骤S2：将钢车轮固定后在70V～120V条件下进行低压电泳涂装；
步骤S3：将钢车轮在150V～260V条件下进行高压电泳涂装。
8.根据权利要求7所述的钢车轮电泳涂装的方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用低压电泳涂装的时间为50s～70s。
9.根据权利要求7所述的钢车轮电泳涂装的方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用高压电泳涂装的时间为90s～140s。
10.根据权利要求7所述的钢车轮电泳涂装方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述高压阳极结构件的所述裸阳极与所述低压阳极结构件的最后一个所述阳极单元之间预留一个裸阳极的距离布置，生产运行5天～8天后，取出低压阳极结构件的最后一根所述阳极单元的所述阳极罩，观察其表面是否有电泳漆膜颗粒沉积物，若有，说明所述高压电源的电极与所述低压电源的电极在电泳漆中形成正负极电解反应，此时需将间隔距离加大0.2倍裸阳极的宽度，后续再观察5天～8天，直至低压阳极的最后一个所述阳极单元的阳极罩表面不再沉积电泳漆膜为止，此间隔距离即为最小距离。
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