電鍍的前處理技術(shù)

1、電鍍前處理（3）目錄一.鍍前處理的重要意義（1） .電鍍過程及工藝（2） .被鍍工件預(yù)處理目的2 .零件預(yù)處理前表面狀態(tài)3 .鍍件鍍前處理方法4 .鍍件鍍前表面質(zhì)量狀態(tài)的要求5 .毛坯保護(hù)6 .常用前處理方法1 .磨光處理2 .化學(xué)除油3 .電化學(xué)除油.陰極除油陽極除油陰極一陽極聯(lián)合除油.4.超聲波除油5.鹽酸銹蝕最佳濃度條件6什么叫弱浸蝕？弱浸蝕的目的是什么？7.緩蝕劑的作用原理是什么？鍍前處理的重要意義一件光鮮質(zhì)優(yōu)的電鍍產(chǎn)品的出現(xiàn)，并非僅將鍍件放在電鍍槽液中通電就能得到，而是要經(jīng)過多種繁復(fù)的鍍前和鍍后處理的工藝過程。普通 而又簡(jiǎn)易電鍍工藝流程為：鍍件一整平拋光一脫脂一水洗（2）-酸洗一水（

2、2）-電解除油一熱 水洗一水洗一弱酸活化一水洗一電鍍一冷水洗一熱水洗一硝酸出光一 水洗一鈍化一水洗一熱水洗一甩干一烘干一檢驗(yàn)一成品包裝。上述電鍍 工藝流程用于大多數(shù)鋼鐵類基體的鍍件。 對(duì)于不同的基體材料和各種不 同性質(zhì)的鍍層則要根據(jù)具體情況考慮，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。從工藝流程中可 以清楚看到。電鍍?cè)阱兗碾婂冞^程中僅僅是一個(gè)小的環(huán)節(jié)，而更多需要進(jìn)行的卻是鍍前和鍍后的各種各樣的處理過程，它們占據(jù)了工藝過程中的絕大部分工序，而每樣工序與電鍍同樣重要，不容忽略。2 .被鍍工件處理前表面狀態(tài)被鍍工件在加工過程中因加工歷程、方法不同而表面狀態(tài)各異。但表面都會(huì)形成各種附著物或變質(zhì)物的薄層、 這些附著物和變質(zhì)物的

3、 存在都影響基體與鍍層的結(jié)合力。這些附著物和變質(zhì)物的所形成的膜層主要是由以下物質(zhì)構(gòu)成：1 .油污層2 .油污層主要是在機(jī)加工過程中使用的防銹油、 乳化油、潤滑油、 拉深油玷污所形成的。同時(shí)在存放過程中漂浮在空氣中的灰塵 顆粒或油脂也會(huì)粘附在金屬表面。3 .銹蝕層及氧化層金屬暴露在空氣中時(shí)，因大氣污染而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué) 反應(yīng)形成的氧化物、碳酸鹽等產(chǎn)物。4 .加工層和擴(kuò)散層被鍍工件在經(jīng)過切削、研磨、沖壓、鍛造等機(jī)械加工之后，將 形成與材料內(nèi)部的組織、結(jié)構(gòu)不同的表面層，被稱為加工層，而 加工層與材料組織摻雜狀態(tài)的層帶稱作擴(kuò)散層，加工層的厚度與 加工方法有關(guān)，但很薄，一般只有 1-100nm。加

4、工層和擴(kuò)散層盡管在組織、結(jié)構(gòu)上與基體材料有所不同，但 都是金屬材料，使基體與鍍層形成良好的結(jié)合強(qiáng)度。所以我們電 鍍之前，一定要將加工層與擴(kuò)散層之上的氧化層、銹蝕層和油污 層除干凈，才能獲得與基體結(jié)合力良好的鍍層。油污層銹蝕層氧化層力口工層、擴(kuò)散層基體3 .鍍件鍍前處理方法主要有下列幾種1 .鍍件表面的整平主要通過噴砂、噴丸、滾光、刷光、磨光等方法將粗糙的零件表 面整平或除銹、除氧化皮或消除零件表面的劃痕、毛刺等，使零件表 面達(dá)到一定的整平度。2 .零件表面的光整 通過機(jī)械拋光、化學(xué)拋光或電化學(xué)拋光等方法，使零件表面在整平的 基礎(chǔ)上，進(jìn)一步光整化，使表面光滑發(fā)亮以便鍍件表面電鍍后，鍍層 表面同樣

5、光亮或更光亮。3 .零件表面除油方法有有機(jī)除油劑、表面活性劑除油、化學(xué)除油、電化學(xué)除油等多種 方法。4 .鍍件鍍前酸洗酸洗有化學(xué)法、電化學(xué)法。主要是進(jìn)一步除去金屬表面的污銹、薄 氧化皮等。5 .鍍件鍍前弱浸蝕通常這是鍍件進(jìn)入電鍍前的最后一道工序，用較弱酸（或堿）液去消 除鍍件表面臨時(shí)生成的浮銹或薄氧化皮，使零件表面呈現(xiàn)出金屬的結(jié) 晶組織，又稱活化，以便保證鍍件表面與鍍液的充分接觸，提供鍍層 與基體的結(jié)合力，保證電鍍的順利進(jìn)行，并獲得優(yōu)質(zhì)的鍍層。四.鍍件鍍前表面質(zhì)量狀態(tài)的要求要使鍍件獲得良好的鍍層，對(duì)鍍件鍍前表面的質(zhì)量狀態(tài)有一定要 求。鍍件表面經(jīng)過前處理后，應(yīng)該是整平、光潔的表面，也就是表面 無

6、毛刺、金屬屑、氧化膜或銹跡、無裂紋、劃傷、壓坑或其它的機(jī)械 損傷等機(jī)械冷加工留下的油污或印記。另外除油、除污、除垢應(yīng)徹底, 表面不應(yīng)該有任何油污或脂類的殘留物，保證鍍件表面的潔凈度。 五.毛坯保護(hù)我們到電鍍廠現(xiàn)場(chǎng)會(huì)經(jīng)常看到大堆待鍍工件放在露天，任憑風(fēng)吹 雨淋，沒鍍之前的工件已是銹跡斑斑。殊不知，大把的鈔票正在 悄悄地流失。道理很簡(jiǎn)單，這些工件在加工完成后表面狀態(tài)原本是很好的， 經(jīng)過風(fēng)吹、日曬、雨淋后，原本光滑的金屬表面被銹蝕了。金屬 表面的致密層遭到了破壞，表面油層向深處擴(kuò)散，這不僅增加了 除油的難度，也增加了浸蝕去繡時(shí)鹽酸的消耗量。雖然努力后獲 得了無油無銹的表面，但已經(jīng)失去了金屬原有的表面

7、光澤，這些 無疑給電鍍帶來了麻煩，使得電鍍時(shí)間大約延長(zhǎng)1/4 1/3的時(shí)間, 整個(gè)算下來，電鍍成本增加了 1/3以上。除了電鍍成本升高之外，鍍層的耐蝕性也顯著下降了。鍍層的 抗中性鹽霧試驗(yàn)?zāi)芰ο陆盗?30%以上。所以，毛坯的保護(hù)是個(gè)非常重要的問題。六常用鍍前處理方法1.磨光（滾光）利用滾筒或磨光輪上磨料的尖銳棱角來磨削工件表面，借以 提高工件表面的平整程度和光潔度的過程，叫做磨光。磨光主要是為了除去工件表面的毛刺和粗糙不平，除去某些 機(jī)械缺陷。例如，通過磨光可除去工件表面的毛刺、劃痕、腐蝕 痕跡、焊渣、砂眼、氣泡、氧化皮和銹跡等。小零件一般用鋼、 硬木或PVC板做滾筒打光。滾筒轉(zhuǎn)速控制在 20

8、 45轉(zhuǎn)/分鐘。裝料時(shí)按總體積百分4070%裝料。最多不能超過75%,最少不能低于30%.磨料的尺寸一般應(yīng)該小于零件孔徑的 1/3或大于零件孔徑。滾光時(shí)，根據(jù)零件外表情況添加不同的滾光液，如零件帶油 時(shí)，可以加金屬清洗劑，磷酸三鈉、碳酸鈉、洗衣粉等，帶銹零 件可以加稀硫酸或稀鹽酸。磨光實(shí)例：1).河北電鍍市場(chǎng)以鋸末滾光為主， 一般用鋸末做 填充料，打滾桶八小時(shí)，將零件表面的油污、氧化皮、毛刺等去 除，將基體表面徹底暴露出來，處理后零件表面光亮。如圖2) .南方市場(chǎng)比較先進(jìn)的客戶有用拋耳機(jī)的，采用的是細(xì)小的金剛磨料 通過機(jī)械高度轉(zhuǎn)速將零件表面的油污、氧化皮、毛刺等去除，生產(chǎn)效率高。 如圖2.化學(xué)

9、除油化學(xué)除油是利用熱堿溶液對(duì)油脂的皂化和乳化作用，以除去皂化性油脂；利 用表面活性劑的乳化作用，以除去非皂化性油脂。化學(xué)除油應(yīng)用最廣泛的是堿液除油、酸性除油、乳化液除油。低溫多功能除 油劑及工藝在生產(chǎn)上已逐漸擴(kuò)大應(yīng)用。2.1 .堿液除油主要特點(diǎn)是除油液無毒、價(jià)格便宜，除油效果較好，且容易管理，設(shè)備也簡(jiǎn) 單。其除油原理是借助于溶液的皂化與乳化作用，以達(dá)到除去兩類油污的目的。 所謂皂化，就是油脂與除油液中的堿起化學(xué)反應(yīng)生成肥皂的過程。動(dòng)植物油中的主要成分硬脂酸酯與氫氧化鈉的化學(xué)反應(yīng)是：(CuHjCOOijCJis+a3C“H*QOON=+C1H於鑿相曲M 肥電(硬脂般精 甘油 |這樣，使原來不溶于

10、水的油脂，分解變成了可溶于水的肥皂和甘油，因而從 金屬表面被除去。礦物油與堿不發(fā)生上述反應(yīng)，但在一定條件下在堿液中可進(jìn)行乳化。所謂乳化就是兩種互不相溶的液體形成乳濁液的過程零件表面的礦物油與堿液中的乳化劑發(fā)生作用：吸附在油污與溶液界面上的乳化劑， 起降低界面張力的作用，問 接加強(qiáng)了堿液對(duì)金屬表面的潤濕性， 增大了接觸面，促使油膜破裂、脫落而變成 小油滴；而吸附在小油珠上的乳化劑，則作定向排列，其極性基即親水基向著溶 液，而非極性基即憎水基（親油基）則向著油珠，形成的定向吸附乳化油珠如圖 2 1 8所示。圖21 8乳化油珠1表面活性劑分子符號(hào)；2一油一水界面上的單分子層。這種小油珠分散在堿液中，

11、形成混合物的乳濁液，從而達(dá)到將礦物油從零件 表面除去的目的。脫離了零件表面的乳化油珠，因有定向吸附的乳化劑膜包圍， 故即使在外力攪拌相互碰撞的情況下，也不致重新凝聚形成油膜，再度污染零件。堿液除油過程的乳化作用，也隨皂化反應(yīng)的進(jìn)行而加強(qiáng)，這一方面是皂化反應(yīng)的生成物之肥皂本身就是一種乳化劑；另一方面皂化反應(yīng)可以在原油膜較薄的地方先除去油污，在完整的油膜上打開缺口、增大了溶液對(duì)金屬表面的潤 濕性和接觸面，從而排擠和促使金屬表面上的油膜破裂、脫落變成小油珠。2.1 . 1堿液除油工藝規(guī)范（見表14）。表1-4堿液除油工藝規(guī)范NaOH30-50克/升Na2CO320-60克/升Na3P0420-30克

12、/升水玻璃5-10克/升0P孚L化齊I溫度1-2克/升80-90 C （或更高一點(diǎn)）2.1.2堿液除油各種成分及其它因素的影響：(1)氫氧化鈉它是一種強(qiáng)堿，具有很強(qiáng)的皂化能力。但潤濕、乳化作用及水 洗性均較差，且腐蝕有色金屬，易使銅及其合金變色。所生成的肥皂在濃的堿液 中附在金屬表面上，很難溶解，因此除油溶液中氫氧化鈉的含量一般不超過100g/L。對(duì)于一些溶于堿的金屬(如鋁、鋅、鉛、錫及其合金)，更不能使用濃的氫 氧化鈉溶液。(2)碳酸鈉其溶液有一定堿性，對(duì)鋁、鋅、錫等兩性金屬?zèng)]有顯著的腐蝕作 用。碳酸鈉吸收到空氣中的二氧化碳后，能部分轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟溻c，對(duì)溶液的pH值有良好的緩沖作用。它有一定的

13、除油作用，水洗性也不夠好。(3)磷酸三鈉具有碳酸鈉的優(yōu)點(diǎn)，除油效果和緩沖作用較好，除此之外還具 有一定的乳化能力，本身水洗性好，還能幫助水玻璃易被水洗掉。還有一種三聚 磷酸鈉(Na5P3O10),除油效果更好。(4)焦磷酸鈉具有磷酸三鈉相似的除油特點(diǎn)。 此外焦磷酸鈉還具有絡(luò)合作用， 酸根能與許多金屬離子絡(luò)合成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的螯合物，防止零件上生成不溶性的硬水 皂膜，促使零件表面容易被水洗凈。(5)硅酸鈉 在化學(xué)除油中常用的有：正硅酸鈉(Na2O: Si02為2: 1, Na4Si 04)、偏硅酸鈉(1: 1, Na2Si03)或固體與液體的水玻璃(1: 23)。當(dāng)這類硅酸 鈉的相對(duì)堿度下降時(shí)，緩蝕性

14、能增強(qiáng)。硅酸鈉本身具有較好的表面活性作用和一 定的皂化能力，且對(duì)鋁、鋅等有色金屬有緩蝕作用。當(dāng)它與其它表面活性劑組合 時(shí)，便成了堿類化合物中最佳的潤濕劑、 乳化劑和分散劑。偏硅酸鈉在有色金屬 除油時(shí)還被用作緩蝕劑。但它的不足之處是殘留在零件表面的硅酸鈉較難洗凈， 如果洗滌不凈，殘留的少量水玻璃經(jīng)酸液浸蝕后， 便會(huì)變成不溶性的硅膠，影響 鍍層結(jié)合力，因此必須注意清洗。(6)乳化劑 能促進(jìn)乳化的物質(zhì)叫乳化劑。它在除油液中起促進(jìn)乳化、加速 除油過程的作用。在堿性除油液中加入乳化劑，可以除去礦物油。乳化劑都是表 面活性物質(zhì)。它的除油作用與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。乳化劑的分子上有兩種類型的官 能團(tuán)，一種是極性的

15、親水基團(tuán)，另一種是非極性的憎水親油基團(tuán)。在除油過程中， 乳化劑以其憎水基團(tuán)吸附在油與溶液的界面上， 并與零件表面上的油發(fā)生親合作 用；而親水基團(tuán)則與除油液接近。且與水相結(jié)合。在乳化劑分子定向排列的作用 下，油-溶液界面的表面張力大為降低，在溶液的對(duì)流和攪拌等作用下，油污就 能脫離零件表面，以微小的油珠狀態(tài)分散在溶液中，這時(shí)，表面活性劑的分子包圍在小油珠表面，防止小油珠重新粘附在零件上。常用的乳化劑有oP-10、平平加 A-20、0-20、TX-10、FM和 6501、6503 等。乳化劑OP-10（辛基酚聚氧乙烯醴）、TX-10（仲辛烷基酚聚氧乙烯醴），是一種 良好的乳化劑，除油效果良好，但不

16、易從零件上洗掉。為保證鍍層與零件的結(jié)合 力，必須加強(qiáng)清洗，用量也不易過高，一般在 l5g/L范圍內(nèi)。乳化劑FMJ乙醇胺油酸皂），乳化能力強(qiáng)，用于黑色金屬及鋁合金清洗除油 效果好，清洗也比較容易，但易被硬水中的鈣、鎂離子沉淀出來。一般用量510mLz Lo平平加系列的乳化劑A-20（高級(jí)醇聚氧乙烯醴）、020（月桂醇環(huán)氧乙烷縮合 物）對(duì)動(dòng)植物油、礦物油均有良好的乳化作用，分散、凈洗能力強(qiáng)。、乳化劑6501（十二烷基二乙醇酰胺）、6503（十二烷基二乙醇酰胺磷酸酯）是良 好的乳化劑、發(fā)泡劑，用于硬水及鹽類溶液中，性能穩(wěn)定，不會(huì)被鈣、鎂離子沉 淀，但用量比OP-10大，一般在520mLzL范圍內(nèi)。（

17、7）溫度提高可以提高皂化反應(yīng)速度和皂化產(chǎn)物的溶解度，并能加快溶液的 循環(huán)和降低油脂的粘度。在高溫下，油-溶液界面的表面張力減低，較易潤濕。 因此，提高溶液溫度，可以大大加速除油過程。但溫度過高，不僅消耗了大量的 熱能，并且惡化了環(huán)境。因此，化學(xué)堿液除油溫度一般在60100c范圍內(nèi)變化， 有色金屬因高溫易被腐蝕，除油溫度控制在6080c之間；黑色金屬一般為80 90C,最高不超過I00 0 C。（8）抖動(dòng)零件、攪拌或噴射溶液，以及施加超聲波都能加速除油過程，提高 除油效果。2.2 低溫多功能除油劑及工藝為了降低堿液成分的濃度，節(jié)約熱能，提高除油效果，近幾年來，國內(nèi)外電 鍍界研究開發(fā)了低溫、低濃度

18、、高效率、多功能的除油劑，下列幾個(gè)系列和產(chǎn)品 可供選用，見表2 1 25所列。表2-1 25金屬除油系列工藝規(guī)范£裨|配方fC0柞事斡通用器劇辟記仲生產(chǎn)BH 7當(dāng)亦 胱收惟膾福 刑人-QH6IOg，LpH>I?N1PO，20-30g/Lfl/t 紈70cUH-7U0mL/L用技?xì)W冠廣州市二 也耕夕保 9UfXQHdOfpLpH>12N)KX20-25</LAlt水最利2-3mL/U發(fā)貨fiOTOC-7 30-$OmL/L知本濃例區(qū)碇HNtOHIO-*15«/LpH>12ZajP。，IO-15</LAft察* IB*3-Sg/L胃圖吧-7Id-2

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23、污和銹蝕 不太嚴(yán)重的金屬零件進(jìn)行鍍前預(yù)處理。 至于選用何種浸蝕劑、乳化劑的工藝，則 取決于零件材料及其表面狀態(tài)。常用的工藝有：1.用于表面附有氧化皮及少量油污的黑色金屬制品(1)硫酸(H2s04, d=1. 84)0P-10乳化劑若丁溫度(2)硫酸(H2s04, d=1. 84)平平加乳化劑硫月尿溫度256mL/ L9. 2g/L5g/L60 65 c80 -135ml/L15 -25ml/ Ll 2mLzL70 85 c2.用于表面附有疏松銹蝕產(chǎn)物及少量油污的黑色金屬制品鹽酸(HC1, d=1. 19)OP乳化劑烏洛托品溫度(2)鹽酸(HC1, d=1. 19)烷基苯胺磺酸鈉硫月尿溫度185

24、mL/ L5 7. 5g/L5g/L50 60 c800900mL/ L48 49g/Ll0g/L室溫3.用于表面兼有氧化皮、銹蝕產(chǎn)物和少量油污的黑色金屬制品硫酸(H2s04, d=1. 84)鹽酸(HC1, d=1. 19)OF?L化劑烏洛托品溫度35 45mL/ L950960mL/ L1 2g/L3 5g/L80 95 c4.用于銅及銅合金制品1OOmLL25g/L 室溫硫酸(H2s04, d=1. 84)OP乳化劑溫度5.用于耐酸塑料制品硫酸（H2s04, d =1 . 84）300ml/L重銘酸鉀（K2Cr207）15g/ LOP乳化劑8g/L水（自來水，H2O）20mL/ L.溫度

25、室溫酸性除油只適用于有少量油污的金屬制品，當(dāng)零件表面油污嚴(yán)重時(shí)，采用 這種方法應(yīng)先進(jìn)行粗粗獷除油。3.電解除油電化學(xué)除油又稱電解除油，是在堿性溶液中，以零件為陽極或陰極，采用不銹鋼板、 饃板、鍍饃鋼板或鈦板為第二電極， 在直流電作用下將零件表面油污除去的過程。電化學(xué)除油液與堿性化學(xué)除油液相似， 但其主要依靠電解作用強(qiáng)化除油效果，通常電化學(xué)除油比化學(xué)除油更有效，速度更快，除油更徹底。電化學(xué)除油原理電化學(xué)除油除了具有化學(xué)除油的皂化與乳化作用外，還具有電化學(xué)作用。在電解條件下，電極的極化作用降低了油與溶液的界面張力，溶液對(duì)零件表面的潤濕性增加，使油膜與金屬間的黏附力降低， 使油污易于剝離并分散到溶液

26、中乳化而除去。在電化學(xué)除油時(shí)，不論是制件作為陽極還是陰極，其表面上都有大量氣體析出。當(dāng)零件為陰極時(shí)（陰極除油），其表面進(jìn)行的是還原反應(yīng)，析出氫氣；零件為陽極時(shí)（陽極除油），其表面進(jìn)行的是氧化反應(yīng)，析出氧氣。電解時(shí)金屬與溶液界面所釋放的氧氣或氫氣在溶液中起乳化作用。因?yàn)樾馀莺苋菀孜皆谟湍け砻?，隨著氣泡的增多和長(zhǎng)大，這些氣泡將油膜撕裂成小油滴并帶到液面上， 同時(shí)對(duì)溶液起到攪拌作用，加速了零件表面油污的脫除速度。電化學(xué)除油分類電化學(xué)除油可分為陰極除油、陽極除油及陰一陽極聯(lián)合除油。陰極除油陰極除油的特點(diǎn)是在制件上析出氫氣，即2H2O+2e=H2十+20H 除油時(shí)析氫量多，分散性好，氣泡尺寸小，乳化

27、作用強(qiáng)烈，除油效果好，速度快，不腐蝕零件。但析出的氫氣 會(huì)滲入金屬內(nèi)部引起氫脆，故不宜用于高強(qiáng)度鋼、彈簧鋼等脆性較敏感的金屬零件。此外， 當(dāng)電解溶液中含有少量鋅、錫、鉛等金屬粒子時(shí)，零件表面將會(huì)有一層海綿狀金屬析出，污染金屬零件，并影響鍍層的結(jié)合力。為此，采取單一的陰極電化學(xué)除油是不適宜的。陽極除油陽極除油的特點(diǎn)是在制件上析出氧氣，即40H =02十+2H20+4e除油時(shí)，一方面氧析出泡少而大，與陰極電化學(xué)除油相比，其乳化能力較差，因此其除油效率較低；另一方面由于氫氧根離子放電，使陽極表面溶液的pH值降低，不利于除油。同時(shí)陽極除油時(shí)析出的氧氣促使金屬表面氧化，甚至使某些油脂也發(fā)生氧化，以致難于

28、除去。此外，有些金屬或多或少地發(fā)生陽極溶解。所以，有色金屬及其合金和經(jīng)拋光過的零件，不宜采用陽極除油。 但陽極電化學(xué)除油沒有 氫脆”，鍍件上也無海綿狀物質(zhì)析出。陽極電解除油出現(xiàn)零件腐蝕的原因正常工藝條件下陽極反應(yīng)：4OH -4e >2H2O+O2當(dāng)氫氧化鈉濃度偏低時(shí)，即氫氧根離子偏低時(shí)，除產(chǎn)生較少量的氧氣外，還伴隨零件參與 反應(yīng)，即 Fe-2e=F宜，鐵離子與氧結(jié)合生成了氧化鐵，俗稱鐵銹。機(jī)理：氫氧化鈉的作用是使鋼鐵零件在除油液中產(chǎn)生表面鈍化， 但是當(dāng)氫氧 化鈉含量偏低而且有大量氯離子存在的情況下， 鐵基體表面難以鈍化，從而參與 了陽極反應(yīng)。陰極一一陽極聯(lián)合除油據(jù)以上利弊關(guān)系的比較，采用

29、單一的陽極電化學(xué)除油是不適宜的。由于陰極除油和陽 極除油各有優(yōu)缺點(diǎn)， 生產(chǎn)中常將兩種工藝結(jié)合起來，即陰極一陽極聯(lián)合除油，取長(zhǎng)補(bǔ)短，使 電化學(xué)除油方法更趨于完善。在聯(lián)合除油時(shí)，最好采用先陰極除油、 再短時(shí)間陽極除油的操作方法。這樣既可利用陰極除油速度快的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也可消除氫脆”。因?yàn)樵陉帢O除油時(shí)滲入金屬中的氫氣，可以在陽極除油的很短時(shí)間內(nèi)幾乎全部除去。此外，零件表面也不至于氧化或腐蝕。實(shí)踐中常采用電源自動(dòng)周期換向?qū)崿F(xiàn)陰一陽極聯(lián)合除油。對(duì)于黑色金屬制品， 大多采用陰極一陽極聯(lián)合除油。對(duì)于高強(qiáng)度鋼、薄鋼片及彈簧件，為保證其力學(xué)性能，絕對(duì)避免發(fā)生氫脆”，一般只進(jìn)行陽極除油。對(duì)于在陽極上易溶解的有色金屬

30、制件，如銅及其合金 零件、鋅及其合金零件、錫焊零件等，可采用不含氫氧化鈉的堿性溶液陰極除油。若還需要進(jìn)行陽極除油以除去零件表面雜質(zhì)沉積物，電解時(shí)間要盡量短，以免零件遭受腐蝕。電化學(xué)除油液組成及工藝條件常用電化學(xué)除油工藝規(guī)范列于表1 1及表12,表1-3對(duì)除油質(zhì)量影響較大的電化學(xué)除油工藝條件是電流密度、溫度與除油時(shí)間。電流密度的選擇應(yīng)保證析出足夠數(shù)量的氣泡，既能使油污被機(jī)械撕裂、剝離電極表面，又能攪拌溶液。提高電化學(xué)除油的電流密度可以加快除油速度，縮短除油時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，但電流密度提高，陰極除油滲氫作用增大，電能消耗加劇。另外，陽極除油時(shí)可適當(dāng)降 低電流密度以防止金屬過腐蝕，所以電化學(xué)除油時(shí)

31、電流密度一般控制在515A/dm2。溫度升高能加強(qiáng)乳化作用，從而有利于提高除油效果，同時(shí)可以增加溶液電導(dǎo)，降低 槽電壓，節(jié)約電能。但溶液溫度過高必然會(huì)引起室內(nèi)堿霧彌漫，惡化環(huán)境，溶液蒸發(fā)加快。 當(dāng)溶液中含有較高的氯離子時(shí)還會(huì)加快零件的腐蝕。溫度過低時(shí)除油效果降低，有時(shí)零件表面還可能出現(xiàn)銹蝕。電化學(xué)除油的溶液溫度一般控制在6080 C。按常規(guī)工藝，除油時(shí)間通常定為先用陰極除油37min,再用陽極除油 0. 52min ,以此綜合陰、陽極除油的優(yōu)點(diǎn)達(dá)到對(duì)油污的徹底清除。此外在電化學(xué)除油槽中，還要注意陰極除油不能用鐵板作陽極，因?yàn)殍F板陽極會(huì)溶解，而污染電解液。由于電化學(xué)除油時(shí)，電極上不斷產(chǎn)生的氫氣和

32、氧氣具有乳化作用，故電化學(xué)除油溶液 中可以少加或不加乳化劑。過多的乳化劑在液面形成的泡沫易黏附在零件表面，不易清洗， 也影響電極表面氣體的逸出。當(dāng)大量析出的氫氣和氧氣被液面上的泡沫覆蓋，一旦遇到電極與掛具接觸不良引起電火花時(shí)，即引起爆炸，造成安全事故。表1 1鋼鐵制品電化學(xué)除油液配方及工藝條件項(xiàng)目l23456氫氧化鈉（NaOH）/1025102030 5040 60102560(9/L)20 3025 5020 3020 300206碳酸鈉（NazCOa）/25 703550 7030 402030(9/L)23051010 150206磷酸；鈉（Na3P04）2030/(9/L)0310硅酸

33、鈉(Na2SiOs)/(9/L)溫度/ *c50 8060 80608060 80708508電壓/ V6981281281200電流密度/ （A/dm31031038258126122)351 2(后)57510510310陽極除油時(shí)間/ ra3523（先）0.2< 1（后）n0. 5先在陰極& l0陰極除油時(shí)間/ ra510n應(yīng)用范圍各種表面處理前除油防腐、坊銹前除油用于一般鋼鐵 和高強(qiáng)度、高彈性 鋼鐵除油形狀較復(fù)雜的低彈性鋼鐵除油鋼鐵制品電鍍前除油表12鋁、鋅、鎂、錫及其合金電化學(xué)除油液配方及工藝條件項(xiàng)目123碳酸鈉(Na2c03)/(9/L)20 3025 40510磷酸

34、三鈉(NasP04) / (9 / L)20 3025 40715 20硅酸鈉(NazSiOs) /(9/L)3515 20溫度/ 'C70 8070 8040 50電壓/ V812812812電流密度/ (A/din2)372358陰極除油時(shí)間/ min13130.5 1表1-3銅及銅合金電化學(xué)除油液配方及工藝條件項(xiàng)目-12345氫氧化鈉(NaOH)/(9/L)20 3010210 1515 25碳酸鈉(NazC03)/(9/L)10 15020 3010 20磷酸三鈉(Na3P04)/(9 /30 4020330 40320 30-)5100510040510硅酸鈉(Na2Si03

35、) /(9/L)40505101015溫度/C70 8060870 80760 80電壓/ V8120812080812電流密度/ (A/din2)2381223838陰極除油時(shí)間/ rain355103512150.521. O3V354.超聲波除油把帶有油污的工件放進(jìn)除油液中，并使除油過程處于一定頻率的超聲波場(chǎng)作 用下的除油過程稱為超聲波除油。 上述提到的溶劑除油、化學(xué)除油、電化學(xué)除油 過程中都可以引入超聲波，引入超聲波可以強(qiáng)化除油的過程、縮短除油的時(shí)間、 提高除油效率及質(zhì)量、減少化學(xué)藥品的用量。特別是對(duì)形狀復(fù)雜的工件、小型精 密的零件、表面附有難除污物的工件都有顯著的除油污效果。所用的超

36、聲波是頻率為16kHz以上高頻聲波，其除油原理是基于空化作用。 當(dāng)超聲波作用于除油液時(shí)，由于壓力波的傳導(dǎo)，使溶液在某一瞬間受到負(fù)應(yīng)力， 而在緊接著的一瞬間又受到正應(yīng)力作用，經(jīng)過反復(fù)的正、負(fù)應(yīng)力作用，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波。這種沖擊波能沖刷工件的表面，促使油污膜的剝離。超聲波強(qiáng)化除油 就是利用沖擊波對(duì)油膜產(chǎn)生的破壞、撕裂和分散的作用及空化現(xiàn)象產(chǎn)生的強(qiáng)烈攪 拌作用的。超聲波除油的效果與工件表面的形狀、尺寸，油污的性質(zhì)及污染程度，除油 液的成分及工藝條件等有關(guān)。故此，最佳的超聲波工藝要通過實(shí)際試驗(yàn)而定。 據(jù) 報(bào)道超聲波除油使用的頻率在 30kHz左右。對(duì)小零件應(yīng)采用較高頻率，對(duì)大零 件可用大些的頻率。由于

37、超聲波是直線傳播的，難以到達(dá)被遮蔽的部位，為了使 各部分的油污都能消除干凈，除了要考慮超聲波發(fā)射放在最佳的位置外， 最好要 不斷地翻動(dòng)工件，使其位置及方向改變，克服屏蔽的情況及現(xiàn)象，使除油工件表 面每一點(diǎn)都得到超聲波的輻射作用。當(dāng)超聲波用在化學(xué)除油或電化學(xué)除油時(shí)，兩種除油液的濃度可以低些，溫度 也可降低，甚于采用室溫，以免影響超聲波的作用及除油效果， 也可以減少工件 表面的腐蝕。鹽酸除銹最佳濃度的選擇1前言目前國內(nèi)太多數(shù)熱程 鍍鋅、滲鋅、電鍍鋅、電鍍多元合金.去除鋼鐵表面的 銹蝕均采用鹽酸除銹的方法。由于強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)，追求產(chǎn)量.使酸洗液一直處于較高 的濃度，而忽視了酸洗液的最佳濃度的控制與維護(hù)，許

38、多廠家不知道控制酸洗液 的濃度，而簡(jiǎn)單地采取每周更新一次酸液， 有些則一年更新兩次，有的甚至從來 更新。通常是倒掉一些酸洗液，添加一些新酸。造成鹽酸耗量過高，增加生產(chǎn)成 本，并對(duì)環(huán)境造成一定的污染。因此.掌握與控制鹽酸酸洗液的實(shí)用壽命具有一 定的經(jīng)濟(jì)意義。2鹽酸除銹機(jī)理使用鹽酸去除鋼鐵表面的鐵銹時(shí)，一般認(rèn)為有三種作用.即溶解、還原、少量氧化剝商作用。而實(shí)際除銹機(jī)理遠(yuǎn)此上述復(fù)雜得多。當(dāng)鋼鐵與鹽酸接觸后.發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：（1）直接溶解作用FeO b 2HCL -m。Fr + 2HC1 FeCL2 + H2Fe.O. +6HCl2FeCLJ +34。Fe504 + 8HCL Fe。十 2F

39、1;CL +4H3O 4?（2）還原作用F辦 O.+2H' +2e-3FeO + H2O fFT1+2HCl-Fed + HQFe2Oj + 2H* + 2e 2FeO 千 H? 0 （FeO+ 2HCIFeCtj +H3O>（6）此還原反應(yīng)，可加速溶解于鹽酸溶液而成為可溶性 FeCl2。（3）少量剝離作用在上述反應(yīng)中.第（1）、（2）化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得相當(dāng)快。對(duì)第（3）、（4）以及還原 化學(xué)反應(yīng)，通常要比（1）、（2）式幔得多。（2）式析出的H2同時(shí)對(duì)難溶的黑色氧 化皮起著沖裂和剝落的機(jī)械作用，提高了酸洗效率。但往往由于鋼鐵制件基體在 溶解時(shí)容易引起過腐蝕.而且析出臺(tái)向基體內(nèi)部滲透

40、擴(kuò)散產(chǎn)生氫脆而降低了機(jī)械 性能。尤其是高碳鋼、彈性鋼制件由于氫脆而造成報(bào)廢。從化學(xué)方程式（1）中可知.在一定溫度下，要使這一反應(yīng)持續(xù)地向右進(jìn)行.必頒 控制鹽酸濃度和FeCl2含量。隨著酸洗不斷進(jìn)行.FeCl2在酸槽中含量將會(huì)越來越高 .當(dāng)達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài).盡管延長(zhǎng)酸洗時(shí)間效果也不太明顯，相反，在一定濃度下.FeC12 不飽和，則酸渣仍具有超強(qiáng)酸洗能力。實(shí)踐證明： 酸洗速度快慢不僅考慮酸洗液的濃度，而重要的是決定于FeCl2 ， 在該鹽酸濃度下的飽和程度。有文獻(xiàn)資料報(bào)道，F(xiàn)eCl2 溶解度與鹽酸濃度有關(guān).一定的鹽酸濃度在相同溫度下具有一定的FeC12 飽和度。 當(dāng)鹽酸濃度達(dá)到10% 時(shí) .FeC12 飽和度為48%; 當(dāng)濃度達(dá)到31% 時(shí)， FeC12 飽和度只有55% ，同時(shí) FeCl2 飽和度隨著溫度上升而增大。從以上對(duì)鹽酸的除銹機(jī)理分析表明，要在最短時(shí)間內(nèi)，使酸洗后的鋼鐵表面達(dá)到最佳清潔表面.關(guān)鍵在于選擇鹽酸的濃度、FeCl2 含量與它在該鹽酸濃度下的溶解度。因此.要提高酸洗速度只有使上述三要素處于最佳狀態(tài)。既要有適當(dāng)鹽酸濃度和一定的FeCl2 含量.