Kataforez Kaplama Nedir? Nerelerde Kullanılır? Avantajları Nelerdir?

Kataforez kaplama, Dr. George E. F. Brewer ve Ford Motor Company ekibinin, otomobillerin kaplanması sürecini geliştirmek için 1950’lerin sonunda yaptıkları çalışmalardan beri kullanılmaktadır.

Kataforez kaplama, malzemenin bir boya banyosuna daldırılarak ve bu banyodan bir elektrik akımı geçirilmesi sonucu yüzeyde mikron mertebesinde bir kaplamanın meydana geldiği, elektrokimya prensiplerine göre çalışan, ekolojik açıdan temiz, ekonomik ve üstün korozyon koruması sağlayan bir kaplama yöntemidir. Boyanacak parça devreye katot olarak bağlandığı için kataforez kaplama olarak adlandırılır. Kataforetik elektro kaplama veya katodik elektro kaplama(CED) olarak da adlandırılır.

Kataforez kaplama otomotiv sanayisinde ilk kat (astar) olarak metal yüzeye uygulanır. Kataforez işlemi su bazlı astar boya kaplamasıdır. Kataforez işlemi, korozyon direncinin en üst düzeye çıkarılması gereken zorlu ortamlarda gösterdiği direnç ve son kullanıcıya nihai performans sunması nedeniyle küresel bir ölçüt olarak tanımlanmaktadır.

Kataforez kaplama ile çok kompleks parçalar kaplanabildiği için sanayide sadece otomotiv sektöründe değil  pek çok sektörde de kullanım alanı bulmuştur.

Kataforez kaplamanın avantajları;

• Kompleks parçalarının rahatlıkla kaplanabilmesi,
• Yüksek kaplama sertliği,
• Çelik, alüminyum, magnezyum gibi çeşitli malzemelerde yüzey koruma sağlaması,
• Tuz buharı kabininde en az 1000 saat korozyona karşı dayanım göstermesi,
• Paslanmazlık süresini 6-12 yıl arttırma olanağı sağlaması,
• Malzemenin kenar ve köşeleri için yüksek koruma sağlaması,
• Malzemenin her yerinde eşit kaplama kalınlığının sağlanması,
• Malzeme yüzeyinin pürüzlerini örtme kabiliyeti,
• Eşit kaliteyi sağlayan geniş kuruma aralığı,
• Prosesin azami mekanizasyonu ve otomatizasyonu,
• Yüksek üretim kapasitesi ve hızı,
• Ekonomik olması,
• Su bazlı olduğu için daha az çevre kirliliği sağlaması,
• Korozyon direncinin en yüksek seviyede olması (toz boya uygulamalarına kıyasla) şeklinde sıralanabilir.

Kataforez kaplamanın dezavantajları;

• Kaplama hattının yapılması ve bakımının ekonomik olmaması,
• Güç kesintisi gibi durumlarda, boyanın/kaplamanın çökmesi kaçınılmazdır. Bu gibi durumlarda malzemenin yenilenmesi ve sisteminin temizlenmesinin çok pahalı olması,
• Genellikle seri üretim için uygun bir yöntemdir. Sık sık renk değişikliği yapmak pratik değildir, bir veya iki parçaya özel bir renk yapmak için doğru yöntem olmaması,
• Epoksi elektro kaplamalar güneş ışığına çok duyarlıdır. UV ışığının kaplamayı kırıp, bozulmasına neden olması olarak sıralanabilir.

Kaplama Prosesi

Kataforez kaplama prosesi;

1. Yüzey hazırlama prosesi
2. Elektro-kaplama prosesi
3. Kürlenme prosesi olmak üzere üç aşamadan oluşmaktadır.

Yüzey hazırlama; tüm kaplama proseslerinde olduğu gibi kataforez kaplama yapılacak malzemenin üzerindeki yağın, metal tozunun ve diğer kirliliklerin uzaklaştırılıp kaplamaya uygun hale getirilmesi için standart olarak uygulanan yüzey hazırlama prosesidir.

Elektro-kaplama prosesi; kataforez kaplama banyosu, ultrafiltrasyon (UF) banyoları ve anot sistemi bulunmaktadır. Elektro kaplama prosesleri için en önemli faktör difüzyon kontrol yüzeyindeki pH değişimidir.

Kürlenme prosesi; pişirme fırınından oluşmaktadır ve kullanılan boyanın kürlenme diyagramına göre malzemelerin fırın içerisinde hangi sıcaklıkta ne kadar duracağı belirlenmektedir. Malzemelerin pişirme fırınına girişi son yıkama adımından sonra hiç bekletilmeden yapılmalıdır.

Kataforez Astarını Oluşturan Kimyasal Maddeler

Kataforez astarını oluşturan kimyasal maddeler üç grupta toplanabilir;

• Reçine (%10–20)

• Pigmentler (%0–5)

• Solventler ve katkı maddeleri (%0–5)

Reçine, nihai boya filminin en önemli maddesidir, boyadan beklenen korozyon dayanımı ve UV dayanıklılığı gibi özellikleri sağlar.

Pigment pastalar, özel reçineler, renk veren pigmentler; dolgular ve su-solvent karışımında hazırlanırlar. Renk pigmentleri boya filmine renk, parlaklık ve korozyon dayanımı sağlarlar. Dolgular boyanın doldurma gücünü arttırır ve içlerinde bulunan çeşitli bileşikler sayesinde kaplama reaksiyonunu hızlandırırlar. Dolguların diğer bir önemli özelliği de kataforez sisteminin elemanlarına pasivasyon özelliği vererek korozyona karşı korurlar.

Kataforez sisteminde solvent olarak; saf su, bütil glikol ve fenoksipropanol bulunur.

KAYNAKÇA

1-https://kataforeztesisi.com/kataforez-tesisi-nedir

2-Yargıç, A.Ş., Eren, B. & Özbay, N. (2021). Sıcak-Dövme Döküm Malzemelerin Performans Özelliklerini İyileştirmeye Yönelik Kaplama Koşullarının Karşılaştırılması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (21),  s. 506-517.

3-Özçanak Tolga. (2008). Kataforez Kaplama Öncesinde Yüzey Hazırlama, Kurutma ve Kaplama Proseslerinin İncelenmesi. Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Isı Proses Programı.

4-Akbaş, B., Kaya, D., Eyidoğan, M. (2018). Bir Otomobil Montaj Fabrikasının Enerji Tüketim Analizi ve Enerji Tasarrufu Potansiyelinin Değerlendirilmesi. Mühendis ve Makine Dergisi, (691), s. 85-100.