Лако-красочные материалы — производство

Как ранее говорилось, большая часть процессов электролитического окрашивания употребляют переменный ток и он обеспечивается подачей от однофазового автотрансформатора. Такие трансформаторы обычно имеют допустимое напряжение 25-30 вольт и допустимую нагрузку по току в ?-2/3 от мощности выпрямителей для анодирования, и обустроены надлежащими автоматическими средствами контроля напряжения, тока и времени.

Хотя в почти всех случаях могут применяться обыкновенные источники энергии, были приложены значимые усилия, в особенности в последние годы, с целью создать более сложные источники. Обычный тип источника энергии обеспечивает в главном синусоидальный выход по току, но выпрямляющее действие анодной пленки приводит к неравномерной форме токовой кривой, если произвести измерения в ванне окрашивания, как это показано на рисунке. Как можно созидать, анодная часть цикла окрашивания сокращена в сопоставлении с катодной частью, и они демонстрируют маленькое несовпадение фазы.

Вследствие такового эффекта некие разработчики предложили использовать для окрашивания асимметричную форму волны. Gedde предложил воплотить это средством диодов либо тиристоров, так чтоб подаваемое напряжение переменного тока модулировалось по амплитуде и/либо частоте таким макаром, чтоб обратиться в асимметричное. Обычные схемы приведены на рисунке и утверждается, что они дают  наилучшее управление цветом и поболее высшую скорость окрашивания, чем классические источники подачи энергии. С другой стороны, Pechiney получала ассиметричные колебания методом наложения пост. тока на обыденный переменный.

Система Gedde для получения смещенной формы волны

С той поры наблюдалась значимая активность в области источников питания, проявляемой, а именно компаниями в Испании, Стране восходящего солнца и Германии. Применение Iongrafом прерывающегося питания уже упоминалось нами, и оно описано также у Showa Aluмiniun и у Endasa. Требуемые формы волны просто получаются внедрением тиристоров и тиристорное управление является базисом для следующего изобретения у Rodriguez. Используемый аппарат включает силовой трансформатор, вторичная обмотка которого имеет одну фазу присоединенной конкретно к нагрузке, а вторую фазу присоединенной к нагрузке через встречно   включенные тиристоры. Один из тиристоров инициируется в согласовании с предустановленной программкой, а 2-ой приводится в действие в согласовании с несимметрией средних величин напряжения, прикладываемого в положительных и отрицательных полуциклах пер. тока, таким макаром, чтоб содействовать устранению несимметрии. На практике отрицательная (окрашивающая) полуволна служит опорной точкой, а положительная полуволна симметрируется относительно нее. Утверждается, что этот способ дает существенно усовершенствованную кроющую способность и не плохое рассредотачивание металла в пленке. Более поздняя версия этой системы от Endasa содержит описание еще больше сложного воплощения с операционным усилителем, но целью как и раньше остается симметрирование положительных и отрицательных частей кривой напряжения. Необходимость этого вызывается емкостными эффектами, возникающими на загрузке (обрабатываемом материале). Когда к анодированной загрузке прикладывается пер. ток, оксидный слой действует как конденсатор, заряженный до пиковой величины прикладываемого напряжения. Но, когда цикл реверсируется (делается оборотным), скорость разряда меньше, чем понижение прикладываемого напряжения, и она изменяется в согласовании с объемом загрузки, толщины анодной пленки и критериями анодирования, так что действительные величины напряжения, которые загрузка реально испытывает, выше ожидаемых (расчетных). Так как эффект непостоянного деяния, он с трудом поддается контролю средствами классической практики окрашивания, что ведет к сложностям с однородностью цвета от одной загрузки к другой.

Другим подходом стало применение пульсирующих напряжений и Endasa заявила систему, в какой делается двухстадийная обработка в окрашивающем электролите. , 1-ая стадия завлекает положительное пульсирующее напряжение порядка 20-30 В, а потом на основной период окрашивания на него накладывается отрицательный импульс. Nippon Light Metal Co. в Стране восходящего солнца приняла похожий подход, но с внедрением пакетов дискретных импульсов напряжения, которые временами реверсируются. Предпочтительны прямоугольные импульсы и формы положительных и отрицательных волн могут быть симметричными. В последующих разработках этого способа они обрисовывают применение пост. тока (катодного), на который накладываются

последовательности импульсов с положительным напряжением. Типы используемых колебаний показаны на рисунке ниже. Рекомендуется, чтоб применялся маленький исходный период, с заготовкой, подвергающейся анодированию в окрашивающей ванне, с целью модифицирования барьерного слоя покрытия. Потом следует окрашивание в обыкновенной манере с внедрением пост. тока с накладываемыми импульсами положительного напряжения, при всем этом отношение положительной части цикла (ta) к отрицательной части (tc) лежит в спектре 0.005-0.30. Для таковой системы рекомендуется титановый противоэлектрод и заявляется о высококачественном прохождении окрашивания с высочайшей кроющей способностью. Применение этого процесса окрашивания Unicol было детализировано в Стране восходящего солнца. Внедрение пульсирующих токов и повторяющейся реверсии (конфигурации направления на оборотное) тока также описано Rikenом. Novoмax поведала о системе, которая завлекает тиристорное управление на вторичной стороне источника питания для генерирования формы волны, при которой скорость возрастания напряжения в отрицательной (окрашивающей) части колебания ниже, чем в положительном полуцикле. Как обычно, форма кривой напряжения сдвигается в направлении отрицательной стороны. Утверждается, что это улучшает кроющую способность. Применение несимметричного тока также заявлялось Alusiusse. Henkel осветила непростой источник питания, в каком средствами диодов и тиристоров амплитуда положительного и отрицательного полуциклов, также отношение уровня сигнала положительного полуцикла к уровню сигнала отрицательного полуцикла в прикладываемом окрашивающем напряжении пер. тока являются переменными и регулируемыми независимо друг от друга. Как сообщается, этот способ дает очень куцее время окрашивания – в 2 минутки для черной бронзы и в 4 минутки для темного цвета в электролитах на базе олова. Они также отмечают, что методом варьирования относительных уровней сигнала в положительном и отрицательном полуциклах можно в одно и то же время окрашивания получать палитру цветов. Это возможно окажется принципиальным при работе на автоматических установках и оборудовании непрерывного деяния. Аналогичный принцип употребляется Elca.

Импульсные волны, применяемые при окрашивании Nippon Light Metals Co.

Прием, который стал очень принципиальным в электролитическом окрашивании, это внедрение шага исходного анодирования неизменным током до самого окрашивания пер. током. В первый раз, возможно, это было описано YKK. В указываемом документе (см. библиографию) они утверждают технологию, по которой материал анодируется в растворе для электролитического окрашивания и прикладывается пост. ток перед тем, как приступить к фактически окрашиванию пер. током в том же растворе. Окрашивающий электролит должен содержать само мало две соли металлов, с наличием либо без сильного раскисляющего соединения. Примеры демонстрируют консистенции сульфата никеля и сульфата марганца в качестве солей металлов, и

тиосульфат аммония в качестве раскисляющего соединения. Достоинства окрашивания с применением пост./пер. тока заключаются в усовершенствованной равномерности цвета и это достигается модифицированием барьерного слоя анодной пленки в неизменной части цикла. Применительно к этому Cheмal and Befeld проявили значимость проведения схожей обработки в смесях, способных к созданию барьерного слоя. При их исследовательских работах заготовка выдерживалась в окрашивающем растворе без тока в течение 0.5-5 минут меж шагами пост. и пер. тока. Так как многие окрашивающие электролиты содержат такие соли, как соли борной кислоты, условие формирования барьерного слоя просто производится. В этом же патенте они решают еще одну делему, а конкретно пассивации электродов. Чтоб преодолеть это явление, пост. ток 2-9 вольт пропускается меж противоэлектродами как анодами и вспомогательными электродами как катодами до того, как начинается обработка пост./пер. током с целью окрашивания. Fujisash заявляет процесс окрашивания, в каком материал сначала обрабатывается в окрашивающем электролите методом приложения напряжения практически положительной формы волны. Потом делается окрашивание в том же электролите с применением несимметричного напряжения и таким макаром, чтоб положительное напряжение было меньше отрицательного. Некие подробности этого процесса были размещены позднее, а именно, применительно к никелевому электролиту. Как и обычно отмечаются равномерность цвета и поболее резвый ход окрашивания, но также наименьшая чувствительность электролита к загрязнениям, таким как натриевые.

О еще одном подходе докладывает Ronain, в согласовании с которым материал поначалу анодируется обычным методом, а потом обрабатывается в ванне очень разбавленной серной кислоты (наименее 4 г/л) под пер. током с пиковым напряжением в границах 55-85 В. Пер. ток подается от вторичной стороны трансформатора к тому, что описывается как многофазная цепь, таким макаром, что рассредотачивание заряда меж фазами сбалансировано. Тот же источник потом применяется для электролитичесого окрашивания материала в растворе соли металла и опять при больших пиковых напряжениях. В чем либо схожий подход применялся Aiden’ом в Стране восходящего солнца, который понижал конечное напряжение в ванне анодирования с серной кислотой до очень малых величин перед переходом к принятому электролитическому окрашиванию.

Ряд производителей, а именно в Стране восходящего солнца, делали пробы соединять операции анодирования и окрашивания в одной ванне, с применением пер. тока для сернокислотного анодирования, и добавляя в ванну соли соответственных металлов. Похоже, но, что это должно приводить к сульфидным цветам , также к обычным результатам процесса электролитического окрашивания.

Судя по насыщенной активности в данной области, понятно, что из использования особых источников питания можно почти все извлечь для технологии электролитического окрашивания, но сложность неких систем, также наличие бессчетных других вариантов делает оценку этих альтернатив очень сложной.