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要掌握和管理好除油工序，必須正確掌握鍍層與金屬基體結(jié)合的原理。這一點(diǎn)往往被人忽視，因而給實(shí)際中帶來困難。
有關(guān)資料指出鍍層與基體表面微觀不平而發(fā)生的機(jī)械結(jié)合只有當(dāng)鍍層與金屬機(jī)體間發(fā)生分子間和金屬間力的結(jié)合時(shí)，鍍層與基體的結(jié)合才是牢固的，分子間和金屬間力只有在很小的距離內(nèi)才能表現(xiàn)出來。
當(dāng)分子間的距離超過5μm時(shí)，分子間力就不起作用了。因此，基體表面有薄的油膜和氧化膜，也能妨礙分子間或金屬的結(jié)合力。
為了實(shí)現(xiàn)上述結(jié)合就得相當(dāng)徹底地清除制品上的油污、銹與氧化皮。我們指的“相當(dāng)徹底”并不是說鍍前處理后要求表面達(dá)到絕對(duì)干凈，只是要求具有合格的表面，所謂合格的表面實(shí)際上便是指通過鍍前處理后對(duì)電鍍有妨礙的膜必須除去，而被適合于易接受電鍍的膜所代替。
同時(shí)通過鍍前處理要求金屬表面絕對(duì)平整，通過磨光、拋光或滾光、噴砂等機(jī)械處理后使表面清除明顯的劃傷、毛刺等缺陷而使基體表面符合鍍件的基體整平、光潔度要求后再除油、除銹。
這一點(diǎn)必須明確，只有明確了這一點(diǎn)，才能在鍍前處理的同類配方中，正確而結(jié)合實(shí)際選定鍍前處理的工藝流程與配方。
如何在生產(chǎn)中應(yīng)用除油工序呢?
通常采用堿性除油。其除油液組成和工藝條件是根據(jù)油污狀態(tài)和金屬材料的種類進(jìn)行選擇的。
當(dāng)表面黏有大量油脂即油層很厚，有滑膩和黏性感時(shí)，只用堿除油是不能輕易除凈的，必須先用其他方法如刷擦溶劑除油預(yù)處理后，再堿性除油，堿性除油液是強(qiáng)堿性的。它與有的金屬反應(yīng)會(huì)發(fā)生明顯的腐蝕。
因此，對(duì)鋁鋅這類鍍件除油時(shí)應(yīng)盡量在低溫、低堿條件下進(jìn)行，鋼鐵件用較高的堿度處理，一般來說是可以的，但處理有色金屬件時(shí)，除油液的pH應(yīng)調(diào)到適當(dāng)?shù)姆秶?。如鋁、鋅及其合金等應(yīng)控制pH在11以下，除油時(shí)間這類產(chǎn)品不宜超過3min。
從成本方面考慮，有的主張低溫除油，但降低溫度與提高效率是相矛盾的，溫度越高表面黏附的油脂與清洗劑的物理化學(xué)反應(yīng)速度越快，除油越容易。
實(shí)踐證明油污隨溫度提高其黏度降低，故除油容易進(jìn)行，但低溫沒有這種作用。所以考慮使用乳化劑和表面活性劑，究竟高溫除油好不好，控制在什么溫度為宜，筆者的經(jīng)驗(yàn)是在70～80℃為好，這樣還可有利于消除基體金屬由于機(jī)加工帶來的殘余應(yīng)力，對(duì)提高鍍層特別是多層鎳間的結(jié)合力大有好處。
一般鋼鐵件可采用聯(lián)合除油，如先陰極除油3～5min，再陽極除油1～2min，或先陽極除油3～5min，再陰極除油1～2min，這可以采用兩次除油或采用帶有換向裝置的電源實(shí)現(xiàn)。
而高強(qiáng)度鋼、彈簧鋼及薄的零件，為了防止氫脆，只是陽極除油數(shù)分鐘。但銅及銅合金等有色金屬零件，不可采用陽極除油，只能陰極除油1～2min。
在除油溶液的配制和維護(hù)方面。化學(xué)除油和電解除油溶液的配制比較簡單。先用槽體積的2/3水把除了表面活性劑以外的其他材料溶解，同時(shí)進(jìn)行攪拌(防止藥品結(jié)塊)，由于這些藥品材料溶解時(shí)放熱，無需加溫，表面活性劑要另外用熱水溶解后再加入，如果一次溶解不了，可倒出上面清液再加水溶解，加至規(guī)定體積攪勻即可使用。
對(duì)除油液管理應(yīng)注意：
①定期化驗(yàn)補(bǔ)充材料，表面活性劑根據(jù)生產(chǎn)量每周或半月補(bǔ)加原配量的1/3～1/2。
②使用鐵板不應(yīng)含過多的重金屬雜質(zhì)，以防帶入鍍層，電流密度保持在5～10A/dm2，其選擇應(yīng)以能確保析出足量氣泡。這樣既保證了油珠機(jī)械撕離電極表面，又能攪拌溶液。當(dāng)表面油污一定時(shí)，電流密度愈大，除油速度愈快。
③應(yīng)及時(shí)清除槽內(nèi)漂浮的油污。
④定期清理槽內(nèi)泥渣污物，及時(shí)更換槽液。
⑤電解液中盡量選用低泡表面活性劑，不然帶入電鍍槽中將會(huì)影響質(zhì)量。
怎樣掌握和管理酸浸蝕(酸洗)工序 ？
和除油工序一樣，酸浸蝕(酸洗)在鍍前處理中具有重要位置，這兩者相互配合應(yīng)用于鍍前處理生產(chǎn)中，其主要目的是清除金屬鍍品的銹及氧化皮。
通常，把用于清除大量氧化物稱強(qiáng)浸蝕，把用于清除肉眼難以察覺的薄氧化膜叫弱浸蝕，其中又可分為化學(xué)浸蝕與電化學(xué)浸蝕。弱浸蝕用于強(qiáng)浸蝕之后即工件進(jìn)入電鍍工序之前的最后一道處理工序，是金屬表面活化過程，在生產(chǎn)中容易被忽視，恰恰這正是電鍍脫皮的原因之一。
如果弱浸蝕液就是下一步鍍液中成分之一，或它的帶入不至于影響鍍液時(shí)，最好不經(jīng)清洗，而將活化后鍍件直接進(jìn)入鍍槽。
如鍍鎳前用的稀酸活化液，為了確保浸蝕過程順利進(jìn)行，必須浸蝕前先進(jìn)行除油，不然，酸和金屬氧化物便不能很好接觸，化學(xué)溶解反應(yīng)便難以進(jìn)行。
因此，要掌握好酸浸蝕，同樣必須從理論上弄清這些基本原理。
通常，去除鋼鐵件氧化皮，酸浸蝕主要使用硫酸和鹽酸，方法簡單，但實(shí)際生產(chǎn)中若不加注意，便很難達(dá)到預(yù)期目的。
硫酸的浸蝕工藝條件選擇標(biāo)準(zhǔn)，通常是憑經(jīng)驗(yàn)以酸洗后工件外觀來識(shí)別，這畢竟不能定量控制。實(shí)踐證明，硫酸酸洗時(shí)在40℃時(shí)去除氧化皮作用要比20℃時(shí)大得多，但溫度進(jìn)一步提高，其剝離效果并非成比例提高。
同時(shí)，在濃度低于20%的硫酸中，隨著濃度的增高，酸浸蝕速度加快，但濃度超過20%的酸浸蝕速度反而降低。為此，我們認(rèn)為10%～20%硫酸濃度和60℃以下浸蝕的標(biāo)準(zhǔn)工藝條件較為適宜。還應(yīng)注意的是硫酸溶液的老化程度，一般酸洗液中含鐵量超過80g/L，硫酸亞鐵量超過2.5g/L時(shí)，硫酸液即不可再用。
此時(shí)，應(yīng)將溶液冷卻，使過量的硫酸亞鐵結(jié)晶析出除去，再添加新酸到工藝要求為止。
鹽酸的酸浸蝕工藝條件選擇標(biāo)準(zhǔn)，濃度一般宜控制在10%～20%，室溫條件下進(jìn)行。與硫酸相比，在濃度、溫度相同條件下，鹽酸浸蝕速度要比硫酸快1.5～2倍。
酸浸蝕時(shí)究竟選用硫酸還是鹽酸為好，這要視實(shí)際生產(chǎn)的具體情況而定，如在黑色金屬強(qiáng)浸蝕時(shí)常用硫酸或鹽酸，或者用二者按一定比例混合的“混合酸”。
但是，選用什么樣的酸進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)浸蝕，要根據(jù)鋼鐵件表面氧化物的組成和結(jié)構(gòu)而定。同時(shí)，既要浸蝕的速度快，又要生產(chǎn)的成本低，且盡可能不使金屬制品發(fā)生尺寸變形及滲氫，但必須了解在鹽酸中氧化皮的除去，主要是靠鹽酸對(duì)它們的化學(xué)溶解作用，而氫氣的機(jī)械剝離作用比在硫酸中要小得多，所以，單獨(dú)用鹽酸時(shí)比單獨(dú)用硫酸時(shí)酸的耗量要大一些。
當(dāng)鍍件表面的銹和氧化皮含高價(jià)鐵的氧化物多時(shí)，可以采用混合酸浸蝕，這樣，既發(fā)揮了氫對(duì)氧化皮的撕裂作用，又加速了對(duì)其氧化物的化學(xué)溶解作用。但金屬表面若只帶有疏松的銹蝕產(chǎn)物(主要是Fe2O3)，可單獨(dú)用鹽酸來浸蝕，因?yàn)槠浣g速度快，基體溶解少，滲氫也小些。
但當(dāng)金屬表面為緊密的氧化皮時(shí)，單獨(dú)用鹽酸耗量多，成本高，同時(shí)對(duì)氧化皮的剝離作用比硫酸差，不如用硫酸好。
電解浸蝕(電解酸，電化學(xué)浸蝕)無論是陰極電解還是陽極電解PR電解法(周期性改變工件正負(fù)極電解法)，都可在5%～20%硫酸溶液中進(jìn)行。
電解浸蝕與化學(xué)浸蝕相比較，更易迅速除去黏結(jié)牢固的氧化皮，對(duì)基體金屬腐蝕小，操作管理容易，適合適合于電鍍自動(dòng)線。PR電解法在日本廣泛用于去除不銹鋼氧化皮。
國內(nèi)陰、陽極電解酸洗，結(jié)合電解除油，用于鍍前處理者不少。黑色金屬陽極電解酸，適于處理大量氧化皮和銹的金屬零件，多半可在室溫下進(jìn)行，升高溫度可提高酸浸蝕速度，但不如化學(xué)酸浸蝕那么大，電流密度提高，酸浸蝕速度增快，但過高時(shí)基體金屬即會(huì)鈍化。
這時(shí)基體金屬的化學(xué)與電化學(xué)溶解基本消失，只剩下氧氣對(duì)氧化皮剝離作用。因而浸蝕速度增加很少，這一點(diǎn)必須善于掌握其特點(diǎn)，通常采用5～10A/dm2電流密度為宜。陽極酸浸蝕可采用鄰二甲苯硫脲或磺化木工膠為緩蝕劑，其用量為3～5g/L;黑色金屬陰極電解酸可用硫酸溶液，也可用硫酸及鹽酸各約5%的混合酸，再加適量的氯化鈉，因?yàn)樗鼪]有明顯的金屬基體(鐵)的化學(xué)和電化學(xué)溶解過程，所以適當(dāng)加入含Cl-的化合物，可以幫助零件表面氧化皮的疏松，并可加速浸蝕速度，同時(shí)可用甲醛或?yàn)趼逋衅窞榫徫g劑。
總之，硫酸廣泛用于鋼、銅和黃銅的酸浸蝕。除以上所述外，硫酸與鉻酸及重鉻酸鹽一起，用于鋁去氧化和去掛灰劑。
它與氫氟酸或硝酸或與二者一起，用于去除不銹鋼氧化皮。鹽酸的優(yōu)點(diǎn)在于室溫下能有效地酸洗許多金屬，其缺點(diǎn)之一是必須注意防治HCl蒸汽酸霧污染。
除此之外，還有硝酸、磷酸也常用于手工鍍前處理。硝酸是許多光亮浸蝕劑的一種重要組成。它與氫氟酸混合應(yīng)用于鋁、不銹鋼、鎳基和鐵基合金，鈦、鋯及某些鈷基合金上的熱處理氧化皮的去除。
磷酸用于鋼件除銹，還可用于不銹鋼、鋁、黃銅及銅的特種槽液中。磷酸—硝酸—醋酸混合酸用于鋁件光亮陽極化的前處理，氟硼酸已證明是可用于鉛基合金或帶錫焊的銅或黃銅零件最有效的酸洗液。
有報(bào)告指出： 去除金屬氧化皮和氧化物消耗世界上硫酸產(chǎn)量的5%、鹽酸的25%與絕大部分氫氟酸和大量硝酸、磷酸。
因此，正確地掌握好這些酸用于酸浸蝕，顯然是鍍前處理應(yīng)用技術(shù)中的重要課題，但會(huì)用不難，用好、省用又降耗并非易事。
文章來源：中國表面活性劑網(wǎng)
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