《汽车制造工艺技术》 教案 学习情境四 任务三 电泳底漆涂装

授课方案授课教师课程名称汽车制造工艺技术2单元11授课时间2022年3月9日年月日年月日第2周第周第周星期三星期星期第9-12节第节第节20772/23/21761班班班授课章节任务三电泳底漆涂装教学目标知识目标：掌握电泳底漆概念、发展历程；了解电泳涂装膜的形成原理和电泳涂装工艺流程；了解电泳涂装工艺参数能力目标：会进行电泳涂装操作素质目标：培养善于思考、善于总结、认真严谨的态度重点难点重点：电泳涂装膜形成过程难点：电泳涂装工艺流程教学地点普通教室□一体化教室R多媒体教室R实训室□实验室□企业现场□其他教学方法及手段常规教学□启发式教学√现场教学□案例教学□问题教学√项目教学√多媒体教学□演示教学□其他教学过程设计一、复习二、导入三、讲授新课四、提问五、布置作业六、总结

教学后记线上网络授课，无法及时掌控学生动态，教学效果一般教案用纸No授课内容备注任务三电泳底漆涂装【复习】1.概述汽车整车涂装工艺流程？2.概述前处理主要工艺流程？【导入】

当前汽车涂装工艺技术采用多是阴极电泳涂装工艺。什么阴极电泳涂装工艺？【讲授新课】一、电泳底漆概念电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法，仅适用于电泳涂装专用水溶性或水乳液涂料(或称电泳涂料)。将具有导电性的被涂工件浸渍在装满用水稀释过的低浓度电泳涂料槽中，被涂工件作为一个电极(阳极或阴极)，在槽中另设置一个与之相对应的电极(阴极或阳极)，两极间通上一定时间的直流电后，在工件表面析出一层均匀的水不溶性涂膜，这种涂装方法称为电泳涂装法。根据被涂工件极性与电泳涂料种类的不同，电泳涂装法分为阳极电泳涂装法和阴极电泳涂装法。若被涂工件为阳极，电泳涂料是带负电荷的阴离子型涂料，则称为阳极电泳涂装；若被涂工件为阴极，电泳涂料是带正电荷的阳离子型涂料，则称为阴极电泳涂装。

二、电泳涂装膜的形成原理电泳涂装膜的形成需要经历电泳、电沉积、电解和电渗四个化学物理过程。（一）电泳涂装膜形成过程1.电泳

(ElectroPhoresis)胶体溶液中的阳极和阴极接电后，在电场的作用下带正(或负)电荷的胶体粒子向阴极(或阳极)一方泳动的现象称为电泳。胶体溶液中的物质不是分子和离子形态，而是分散在液体中的溶质，该物质体积较大(粒度约为10-7~10-9m)，不会沉淀，如图3-128所示。2.电沉积

(ElectroDeposition)固体从液体中析出的现象称为沉积，一般是由于冷却或溶液浓缩时才会产生，而电泳涂装中是借助于电的作用，使得带正电荷的粒子在阴极上凝聚，带负电荷的粒子(离子)在阳极上聚集。当带正电荷的胶体粒子(树脂和颜料)到达阴极表面时得到电子，并与氢氧离子反应生成水不溶性膜，沉积在阴极(工件)上，如图3-129所示。

3.电解

(Electrolysis)具有离子导电性的溶液中的阳极和阴极接通直流电后，产生电化学反应，在阳极端产生金属溶解，放出氧气、氯气；阴极端金属析出，并将H+电解还原为氢气，如图3-130所示。4.电渗

(Electroosmosis)阴极和阳极通电后，低浓度的溶媒向高浓度侧移动的现象称为电渗。刚沉积到工件表面上的涂膜是半渗透膜，在电场的持续作用下，涂膜内部所含的水分从涂膜中析出，涂膜脱水，这就是电泳涂装过程中的电渗。电渗使亲水的涂膜变成憎水涂膜，脱水使涂膜致密。电渗性好的电泳涂料泳涂后的湿漆可用手摸也不粘手，且可用水冲洗附着在湿漆膜上的电泳液。

（二）电泳涂装膜的增厚

电泳涂料是靠添加中和剂使水不溶性的涂料树脂变成水溶化和水分散化的液态涂料。阴极电泳涂料呈酸性。阴极电泳涂料是用有机酸中和碱性树脂(氨)基改性的环氧树脂制成水溶化(水乳化)带阳离子的涂料粒子，使之涂着到阴极的工件上，工件表面上得到负电荷析出水不溶性涂膜。随着这一过程不断进行，涂膜不断增厚而形成湿涂膜。图3-132所示是电泳涂装过程电流值、涂膜厚度和涂膜电阻的变化曲线。湿电泳涂膜的特点是涂膜有一定的电阻值，因而使其有较好的泳透力。图3-132

电泳涂装过程电流值、涂膜厚度和涂膜电阻变化曲线（三）电泳涂装工艺流程

电泳涂装工艺包括电泳涂装工序、电泳后清洗工序及电泳涂膜的烘干。（1）电泳涂装工序。将被涂物浸入电泳槽中按规定的泳涂条件通电一定时间，使槽液中的成膜物质泳涂至被涂物表面上。（2）电泳后清洗工序。为防止涂膜表面的再溶解、二次流痕等缺陷，电泳后的被涂物需要用超滤水清洗，最后使用去离子水清洗。（3）电泳涂膜的烘干。在规定的温度下保持一定时间，直到涂膜完全固化。电泳涂装工艺主要流程如图3-133所示。电泳过程由摆杆链式输送系统在输送过程中自动完成，各工序的功能、工艺参数管理要点等见表3-4。图3-133

电泳涂装工艺主要流程表3-4

阴极电泳底漆涂装工艺内容与参数控制表（四）电泳涂装的特点（1）良好的浸透性（2）泳透性好、涂膜均匀（3）电泳液的利用率高（4）电泳涂膜的附着能力、防锈能力均强（5）安全性好（6）电泳涂装工艺的应用范围受限（六）电泳涂装工艺参数阴极电泳涂装的工艺参数包括四类12个参数，分别是：1.电泳液成分参数电泳液成分参数包括固体分(NV)、灰分与颜基比、中和物质当量(MEQ)和有机溶剂含量。固体分（NV）。灰分与颜基比。（3）中和物质当量（MEQ）。（4）有机溶剂含量。2.电泳条件参数电泳条件参数包括电泳液温度、泳涂时间和泳涂电压。电泳液温。

（2）泳涂时间。（3）泳涂电压。3.槽液特性参数

槽液特性参数包括pH值、电导。pH值。（2）电导。4.电泳特性参数电泳特性参数包括库仑效率、泳透力、杂质离子浓度。库仑效率库。泳透力。（3）杂质离子浓度。（七）电泳后清洗电泳后清洗工艺一般由下列工序组成：（1）槽上一次清洗。在被涂工件出槽口或溢流槽上，用去离子水、新鲜超滤(UF)液或循环超滤液喷雾淋洗，被涂工件出槽至清洗的间歇时问应小于lmin。（2）二次清洗。用循环超滤(UF)液冲洗30～40s，沥液时间最多60s。（3）三次清洗。用循环超滤(UF)液浸洗(全浸没、浸入即出)。（4）四次清洗。用新鲜超滤(UF)液在UF浸洗槽出口端淋洗，沥液时间不小于60s。（5）去离子水清洗。用循环去离子水浸洗(或喷洗30～40s)，沥水10s。（6）最终清洗。用新鲜纯水或去离子水淋洗，沥水时问不小于60s。有的涂料公司还推荐在清洗工序（3）和（4）之间增加一道循环超滤液冲洗。以上是典型的封闭式汽车车身电泳后清洗工艺，其采用喷浸结合方式，以提高车身内表面和焊缝的清洗质量，消除二次流痕。车身电泳后清洗质量与清洗次数、清洗液的压力和流量、喷嘴的状态和清洗液的清洁度等有关，在设计工艺时应认真考虑，在生产运行中应将喷嘴调整到最佳状态。（八）电泳涂膜的烘干阴极电泳涂料属于热固化性涂料，必须在规定的较高温度下固化，其烘干过程包括溶剂(水分)挥发、涂膜热融化和高温热固化三个阶段。由于电泳涂膜本身含水(溶剂)少，又经吹干、晾干，所以其烘干过程与热固性粉末涂料相仿，可直接进行高温烘干。图3-134

烘干炉（九）强冷电泳后的车身经长达近40min、1900℃高温的烘烤，车身温度远远高于后续涂防石击密封胶工艺所要求的温度，为了使后续工序能按照生产节拍连续进行，须迅速降低车身温度，即对电泳烘干后的车身进行强冷处理。（十）电泳涂装设备电泳涂装设备一般由电泳槽、电泳备槽、槽液循环过滤系统，超滤装置（UF）、