授課方案授課教師課程名稱汽車制造工藝技術2單元11授課時間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節第節第節20772/23/21761班班班授課章節任務三電泳底漆涂裝教學目標知識目標：掌握電泳底漆概念、發展歷程；了解電泳涂裝膜的形成原理和電泳涂裝工藝流程；了解電泳涂裝工藝參數能力目標：會進行電泳涂裝操作素質目標：培養善于思考、善于總結、認真嚴謹的態度重點難點重點：電泳涂裝膜形成過程難點：電泳涂裝工藝流程教學地點普通教室□一體化教室R多媒體教室R實訓室□實驗室□企業現場□其他教學方法及手段常規教學□啟發式教學√現場教學□案例教學□問題教學√項目教學√多媒體教學□演示教學□其他教學過程設計一、復習二、導入三、講授新課四、提問五、布置作業六、總結

教學后記線上網絡授課，無法及時掌控學生動態，教學效果一般教案用紙No授課內容備注任務三電泳底漆涂裝【復習】1.概述汽車整車涂裝工藝流程？2.概述前處理主要工藝流程？【導入】

當前汽車涂裝工藝技術采用多是陰極電泳涂裝工藝。什么陰極電泳涂裝工藝？【講授新課】一、電泳底漆概念電泳涂裝是一種特殊的涂膜形成方法，僅適用于電泳涂裝專用水溶性或水乳液涂料(或稱電泳涂料)。將具有導電性的被涂工件浸漬在裝滿用水稀釋過的低濃度電泳涂料槽中，被涂工件作為一個電極(陽極或陰極)，在槽中另設置一個與之相對應的電極(陰極或陽極)，兩極間通上一定時間的直流電后，在工件表面析出一層均勻的水不溶性涂膜，這種涂裝方法稱為電泳涂裝法。根據被涂工件極性與電泳涂料種類的不同，電泳涂裝法分為陽極電泳涂裝法和陰極電泳涂裝法。若被涂工件為陽極，電泳涂料是帶負電荷的陰離子型涂料，則稱為陽極電泳涂裝；若被涂工件為陰極，電泳涂料是帶正電荷的陽離子型涂料，則稱為陰極電泳涂裝。

二、電泳涂裝膜的形成原理電泳涂裝膜的形成需要經歷電泳、電沉積、電解和電滲四個化學物理過程。（一）電泳涂裝膜形成過程1.電泳

(ElectroPhoresis)膠體溶液中的陽極和陰極接電后，在電場的作用下帶正(或負)電荷的膠體粒子向陰極(或陽極)一方泳動的現象稱為電泳。膠體溶液中的物質不是分子和離子形態，而是分散在液體中的溶質，該物質體積較大(粒度約為10-7~10-9m)，不會沉淀，如圖3-128所示。2.電沉積

(ElectroDeposition)固體從液體中析出的現象稱為沉積，一般是由于冷卻或溶液濃縮時才會產生，而電泳涂裝中是借助于電的作用，使得帶正電荷的粒子在陰極上凝聚，帶負電荷的粒子(離子)在陽極上聚集。當帶正電荷的膠體粒子(樹脂和顏料)到達陰極表面時得到電子，并與氫氧離子反應生成水不溶性膜，沉積在陰極(工件)上，如圖3-129所示。

3.電解

(Electrolysis)具有離子導電性的溶液中的陽極和陰極接通直流電后，產生電化學反應，在陽極端產生金屬溶解，放出氧氣、氯氣；陰極端金屬析出，并將H+電解還原為氫氣，如圖3-130所示。4.電滲

(Electroosmosis)陰極和陽極通電后，低濃度的溶媒向高濃度側移動的現象稱為電滲。剛沉積到工件表面上的涂膜是半滲透膜，在電場的持續作用下，涂膜內部所含的水分從涂膜中析出，涂膜脫水，這就是電泳涂裝過程中的電滲。電滲使親水的涂膜變成憎水涂膜，脫水使涂膜致密。電滲性好的電泳涂料泳涂后的濕漆可用手摸也不粘手，且可用水沖洗附著在濕漆膜上的電泳液。

（二）電泳涂裝膜的增厚

電泳涂料是靠添加中和劑使水不溶性的涂料樹脂變成水溶化和水分散化的液態涂料。陰極電泳涂料呈酸性。陰極電泳涂料是用有機酸中和堿性樹脂(氨)基改性的環氧樹脂制成水溶化(水乳化)帶陽離子的涂料粒子，使之涂著到陰極的工件上，工件表面上得到負電荷析出水不溶性涂膜。隨著這一過程不斷進行，涂膜不斷增厚而形成濕涂膜。圖3-132所示是電泳涂裝過程電流值、涂膜厚度和涂膜電阻的變化曲線。濕電泳涂膜的特點是涂膜有一定的電阻值，因而使其有較好的泳透力。圖3-132

電泳涂裝過程電流值、涂膜厚度和涂膜電阻變化曲線（三）電泳涂裝工藝流程

電泳涂裝工藝包括電泳涂裝工序、電泳后清洗工序及電泳涂膜的烘干。（1）電泳涂裝工序。將被涂物浸入電泳槽中按規定的泳涂條件通電一定時間，使槽液中的成膜物質泳涂至被涂物表面上。（2）電泳后清洗工序。為防止涂膜表面的再溶解、二次流痕等缺陷，電泳后的被涂物需要用超濾水清洗，最后使用去離子水清洗。（3）電泳涂膜的烘干。在規定的溫度下保持一定時間，直到涂膜完全固化。電泳涂裝工藝主要流程如圖3-133所示。電泳過程由擺桿鏈式輸送系統在輸送過程中自動完成，各工序的功能、工藝參數管理要點等見表3-4。圖3-133

電泳涂裝工藝主要流程表3-4

陰極電泳底漆涂裝工藝內容與參數控制表（四）電泳涂裝的特點（1）良好的浸透性（2）泳透性好、涂膜均勻（3）電泳液的利用率高（4）電泳涂膜的附著能力、防銹能力均強（5）安全性好（6）電泳涂裝工藝的應用范圍受限（六）電泳涂裝工藝參數陰極電泳涂裝的工藝參數包括四類12個參數，分別是：1.電泳液成分參數電泳液成分參數包括固體分(NV)、灰分與顏基比、中和物質當量(MEQ)和有機溶劑含量。固體分（NV）。灰分與顏基比。（3）中和物質當量（MEQ）。（4）有機溶劑含量。2.電泳條件參數電泳條件參數包括電泳液溫度、泳涂時間和泳涂電壓。電泳液溫。

（2）泳涂時間。（3）泳涂電壓。3.槽液特性參數

槽液特性參數包括pH值、電導。pH值。（2）電導。4.電泳特性參數電泳特性參數包括庫侖效率、泳透力、雜質離子濃度。庫侖效率庫。泳透力。（3）雜質離子濃度。（七）電泳后清洗電泳后清洗工藝一般由下列工序組成：（1）槽上一次清洗。在被涂工件出槽口或溢流槽上，用去離子水、新鮮超濾(UF)液或循環超濾液噴霧淋洗，被涂工件出槽至清洗的間歇時問應小于lmin。（2）二次清洗。用循環超濾(UF)液沖洗30～40s，瀝液時間最多60s。（3）三次清洗。用循環超濾(UF)液浸洗(全浸沒、浸入即出)。（4）四次清洗。用新鮮超濾(UF)液在UF浸洗槽出口端淋洗，瀝液時間不小于60s。（5）去離子水清洗。用循環去離子水浸洗(或噴洗30～40s)，瀝水10s。（6）最終清洗。用新鮮純水或去離子水淋洗，瀝水時問不小于60s。有的涂料公司還推薦在清洗工序（3）和（4）之間增加一道循環超濾液沖洗。以上是典型的封閉式汽車車身電泳后清洗工藝，其采用噴浸結合方式，以提高車身內表面和焊縫的清洗質量，消除二次流痕。車身電泳后清洗質量與清洗次數、清洗液的壓力和流量、噴嘴的狀態和清洗液的清潔度等有關，在設計工藝時應認真考慮，在生產運行中應將噴嘴調整到最佳狀態。（八）電泳涂膜的烘干陰極電泳涂料屬于熱固化性涂料，必須在規定的較高溫度下固化，其烘干過程包括溶劑(水分)揮發、涂膜熱融化和高溫熱固化三個階段。由于電泳涂膜本身含水(溶劑)少，又經吹干、晾干，所以其烘干過程與熱固性粉末涂料相仿，可直接進行高溫烘干。圖3-134

烘干爐（九）強冷電泳后的車身經長達近40min、1900℃高溫的烘烤，車身溫度遠遠高于后續涂防石擊密封膠工藝所要求的溫度，為了使后續工序能按照生產節拍連續進行，須迅速降低車身溫度，即對電泳烘干后的車身進行強冷處理。（十）電泳涂裝設備電泳涂裝設備一般由電泳槽、電泳備槽、槽液循環過濾系統，超濾裝置（UF）、