工藝技術(shù)：除油、酸洗需要重視這些細(xì)節(jié)
要掌握和管理好除油工序，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)******地清除制品上的油污、銹與氧化皮。我們指的“相當(dāng)******”并不是說鍍前處理后要求表面達(dá)到******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電鍍有妨礙的膜須***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******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)須***明確，只有明確了這一點(diǎn)，才能在鍍前處理的******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，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，但降低溫度與提有效率是相矛盾的，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***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)，***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，須***浸蝕前xj****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，但須***了解在鹽酸中氧化皮的除去，主要是靠鹽酸對它們的化學(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)揮了氫對氧化皮的撕裂作用，又加速了對其氧化物的化學(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，只剩下氧氣對氧化皮剝離作用。因而浸蝕速度增加很少，這一點(diǎn)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*********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***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。?
前面介紹的除油、浸蝕工藝都是目前我國城鄉(xiāng)電鍍廠家普遍采用的鍍前處理工藝，這些工藝無疑都是行之有效的。
因此，從應(yīng)用技術(shù)上進(jìn)一步研究和提高很有現(xiàn)實(shí)意義。但從發(fā)展的觀點(diǎn)來看，須***認(rèn)識(shí)到這些工藝目前還存在一些亟待改進(jìn)的缺點(diǎn)：
?
①化學(xué)或電解除油，浸蝕都需要消耗大量的電能和熱能。
這對于能源供需矛盾越來越突出的我國，節(jié)能是當(dāng)前企業(yè)改革急需解決的問題。
有測算證明一條中等規(guī)模的裝飾性鎳鉻電鍍直線自動(dòng)線，僅電化學(xué)除油耗電能，占整個(gè)線總耗電量的20%左右。
另外，用于化學(xué)和電解除油的升溫和保溫(蒸汽加熱)耗熱能量占整個(gè)線總熱能量的40%～80%;?
②影響除油、浸蝕的因素多，尤其對幾何形狀復(fù)雜的鍍件的適用性比較差;?
③增加供電設(shè)備、加熱管、鍋爐耗煤量和抽風(fēng)設(shè)備等，加之前處理槽位多，占地面積大，耗能耗費(fèi)大，維護(hù)困難，稍有管理不善，堿霧、酸霧等便會(huì)污染環(huán)境，影響質(zhì)量。?
近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)改革、節(jié)能科學(xué)與電鍍技術(shù)的發(fā)展，市場上不斷涌現(xiàn)不少能代替汽油清洗的金屬清洗劑，以及各種節(jié)能的除油、除銹清洗劑和緩蝕、抑霧的添加劑。這些新產(chǎn)品與除油、除銹一步法新工藝的涌現(xiàn)，很快在應(yīng)用中顯示了其生命力。
它們共同的特點(diǎn)是低溫或常溫，靜態(tài)節(jié)能效果好，安全無毒。目前，國內(nèi)許多廠家也都在不斷引進(jìn)探索有關(guān)除油除銹等用于前處理的xj****工藝和清洗劑，顯然這都是可喜的發(fā)展趨勢。
?
如何在不斷探索中應(yīng)用?
我們的體會(huì)要注意掌握手工生產(chǎn)線的鍍前處理，由于作業(yè)順序比較靈活，可以隨時(shí)根據(jù)具體情況，決定取舍。
由于其應(yīng)變能力比自動(dòng)線電鍍強(qiáng)的特點(diǎn)，所以不能機(jī)械地搬用于自動(dòng)線，因?yàn)橐环N新工藝、新清洗劑用于自動(dòng)線上許多問題須***反復(fù)論證，否則急于求成將造成大批量損失。
但可逐步采用確有節(jié)能、降耗的新清洗劑，先適當(dāng)取代，并保留一次電解除油，再逐步改進(jìn)。另外在試用以上新產(chǎn)品時(shí)，由于自動(dòng)線動(dòng)作受機(jī)械限制，對清洗劑在應(yīng)用中的消泡性、清洗性能等須***嚴(yán)格要求，以防攜帶、污染電鍍槽液而發(fā)生故障。
另外除油、除銹時(shí)間不能過長，操作和成本上都須***考慮。
總之，目前正在開發(fā)這些以節(jié)能、降耗為目的的前處理新工藝、新清洗劑，無疑是當(dāng)前電鍍改革的方向，須***充分肯定和堅(jiān)持的。但愿有關(guān)科研、制造和應(yīng)用單位橫向合作，在應(yīng)用技術(shù)上狠下功夫，力求在鍍前處理上闖出一條新路。
?
5.清洗的作用和應(yīng)用技術(shù)研究?
經(jīng)過除油與浸蝕后，鍍件上所附有的殘留溶液和殘鹽，須*********沖洗或結(jié)合中和除膜等措施不斷反復(fù)地對金屬表面進(jìn)行清洗，降低表面張力，減少拖帶損失，以便把施工中電鍍故障消除在鍍前處理之中。
但用水清洗工件，看來簡單，實(shí)非易事。要把清洗工作做到科學(xué)合理，并能與除油、浸蝕中和等工序密切配合，達(dá)到既可提高電鍍質(zhì)量，又能因而節(jié)水節(jié)能降耗，這里面有許多應(yīng)用技術(shù)問題值得研究。
隨著電鍍生產(chǎn)不斷發(fā)展，如何通過清洗方法的改進(jìn)，來減少槽液攜帶，強(qiáng)化沖洗的實(shí)效，這是保證鍍層的防腐和裝飾性能的重要環(huán)節(jié)。
同時(shí)還須***注意在保證滿足工件清洗干凈的同時(shí)，盡可能地減少清洗水用量。
不同的清洗方法有不同的清洗效果。如逆流漂洗用水量比其他清洗方法要少得多，有利于廢水的處理和回收水的利用。因此，目前逆流漂洗在電鍍生產(chǎn)中不斷推廣。但應(yīng)用中應(yīng)注意：
?
①多級逆流漂洗在應(yīng)用中的特點(diǎn)。
電鍍生產(chǎn)中***早使用的清洗方法是單槽清洗，采用多級分段清洗，比單槽清洗可節(jié)約大量用水，但槽子數(shù)量增多，占地面積大，操作復(fù)雜，多級逆流漂洗改進(jìn)了前者之不足，它比單槽清洗節(jié)約水95%以上。
一般采用三槽(級)，由于三級逆流清洗用水量少，便于實(shí)現(xiàn)循環(huán)和重復(fù)用水的設(shè)想，少排和不排廢水，以達(dá)到“閉路循環(huán)”的目的，有利于電解液回收和環(huán)境保護(hù)。
?
②多級逆流漂洗生產(chǎn)流程。
通常是采用三級清洗。為了克服因用水量少，引起槽內(nèi)濃度不勻，造成清洗效果差，一般采用無油壓縮空氣或超聲波裝置等來克服。
清洗采用聯(lián)槽，在設(shè)計(jì)上一般采用連續(xù)供水流動(dòng)清洗。清洗槽進(jìn)出口位置要注意從下部進(jìn)水、上部出水為宜，這樣可起到一定的攪拌作用。
至于槽的大小，在滿足單位***大電鍍件和掛具能順利操作的同時(shí)，注意保持水面有較高的流速和清洗水的更新。
此外，聯(lián)槽的槽與槽之間都應(yīng)增加一塊障板，以防止清洗時(shí)由于水位上漲而水溢入鄰近他槽而影響清洗質(zhì)量。?
清洗水中的溶解物質(zhì)和雜質(zhì)的允許范圍，雖然在國內(nèi)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但對劇毒的氰根和六價(jià)鉻，則應(yīng)按有關(guān)工藝廢水標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制。
因此，對兩道工序間的清洗，須***注意以不影響下道工序的質(zhì)量為前提。對鍍鉻前浸鹽酸或浸硫酸后的清洗，須***防止過量的Cl-和SO2-4存在而帶入鉻槽。
因而，應(yīng)嚴(yán)格控制在低含量限度以內(nèi)，對堿洗后進(jìn)入酸浸蝕前的清洗其含量限度較寬，可在1～3g/L之間。
由此可知，在電鍍工藝流程中清洗是不可缺少的步驟，而目前處理的問題是須***重視在這方面的管理改進(jìn)和提高。
總之，提高和改進(jìn)鍍前處理工藝和管理，是當(dāng)前電鍍改革中具有戰(zhàn)略意義的工作。
只有不斷提高鍍前處理工藝和科學(xué)管理質(zhì)量，使那些本來可以在鍍前處理中排除的故障不至帶到電鍍過程中，而造成大量廢品。顯然，這是確保電鍍質(zhì)量的緊迫課題。