如果你注意脱脂和酸洗的这些细节,可以节省时间、劳动力和消耗

Nov. 12, 2021   |   1813 views

掌握和管理脱脂过程,必须正确把握涂层与金属基材相结合的原则。这一点往往被忽视,给实践带来了困难。

相关数据指出,只有当涂层和金属体之间的分子间力和金属间力结合时,涂层和基材表面的微观不均匀性引起的机械结合才能牢固,分子间力与金属间力只能在很小的距离内显示出来。

当分子之间的距离超过5μM时,分子间力不起作用。因此,基质表面有一层薄薄的脱脂膜和氧化膜,这也会阻碍分子或金属之间的粘附。

为了实现上述组合,有必要彻底去除产品上的脱脂污渍、铁锈和氧化皮。通过“相当彻底”,我们并不是说表面在预处理后需要绝对清洁,而只是合格的表面。所谓合格表面实际上是指必须去除预处理后阻碍电镀的薄膜,并用适合易电镀的薄膜代替。

同时,通过预镀处理,金属表面应绝对平整。经过抛光、抛光或滚压、喷砂等机械处理后,表面应去除明显的划痕、毛刺和其他缺陷,使基材表面达到镀层零件的基材平整和光洁度要求,然后去除脱脂和锈迹。

这一点必须明确。只有明确这一点,才能正确选择预镀处理的工艺流程和配方,并结合同一预镀处理配方中的实际情况。

如何在生产中应用脱脂工艺?

通常使用碱性脱脂。根据脱脂污染状态和金属材料的类型选择脱脂去除液的成分和工艺条件。

当表面有大量油脂时,即脱脂层非常厚、油腻、粘稠,仅靠碱不易去除。必须先使用其他方法,如刷除溶剂进行脱脂去除,然后在预处理后进行碱性脱脂去除。碱性脱脂去除液呈强碱性。它与某些金属发生反应,导致明显的腐蚀。

因此,镀铝锌零件的脱脂应尽可能在低温低碱条件下进行。通常可以处理高碱度的钢制零件,但在处理有色金属零件时,应将脱脂溶液的pH值调节到适当的范围内。例如,铝、锌及其合金的pH值应控制在11以下,此类产品的脱脂去除时间不得超过3分钟。

在成本方面,一些人主张低温脱脂去除,但降低温度与提高效率是矛盾的。温度越高,附着在表面的脱脂剂与清洗剂之间的物理化学反应越快,脱脂去除越容易。

实践证明,脱脂污渍的粘度随着温度的升高而降低,因此很容易去除脱脂,但低温没有这种效果。因此,考虑到乳化剂和表面活性剂的使用,高温下去除脱脂是否好,什么温度适合控制,作者;s的经验是,最好控制在70~80℃,这也有助于消除基体金属因加工而产生的残余应力,提高涂层之间的附着力,特别是多层镍。

一般钢铁零件可采用组合式脱脂,如阴极脱脂3~5min,然后阳极脱脂1~2min,或阳极脱脂3~5min,然后阴极脱脂1~2min。这可以通过两次脱脂或带换向装置的电源来实现。

对于高强度钢、弹簧钢和薄零件,为了防止氢脆,只需阳极脱脂几分钟。但是,对于铜和铜合金等有色金属零件,不允许进行阳极脱脂,只能进行阴极脱脂1~2分钟。

在脱脂溶液的制备和维护中。化学脱脂去除和电解脱脂去除溶液的制备相对简单。首先用浴体积的2/3水溶解除表面活性剂外的其他材料,同时搅拌(以防止药物结块)。因为这些药物材料在溶解时会释放热量,所以不需要加热。表面活性剂在加入前应溶解在热水中。如果一次不能溶解,倒出上层清液,加水溶解,加入指定体积并搅拌均匀。

应注意脱脂液的管理:

①定期对辅料进行检测,根据生产量,每周或半个月添加原剂量表面活性剂的1/3~1/2。

②使用的铁板不应含有太多的重金属杂质,以防止它们进入涂层。电流密度应保持在5~10A/DM2,其选择应确保有足够的气泡。这确保了脱脂珠被机械地从电极表面撕下,并且溶液可以被搅拌。当表面脱脂污渍恒定时,电流密度越大,脱脂去除速度越快。

③应及时清除浴中漂浮的脱脂物。

④定期清理浴槽中的污泥和污垢,及时更换浴液。

⑤电解液中应尽量选用低泡沫表面活性剂,否则进入电镀槽时会影响质量。

如何掌握和管理酸洗(酸洗)工艺?

与脱脂工艺一样,酸洗(酸洗)在预镀处理中起着重要作用。两者相互配合,应用于预镀处理的生产中。其主要目的是去除金属镀层产品的铁锈和氧化皮。

一般来说,去除大量氧化物称为强蚀刻,去除肉眼难以检测到的薄氧化膜称为弱蚀刻,可分为化学蚀刻和电化学蚀刻。弱蚀刻用于强蚀刻后的最后一道处理工艺,即工件进入电镀工艺之前。它是一种金属表面活化过程,在生产中很容易被忽视,这也是电镀剥落的原因之一。

如果弱蚀刻液是下一次镀液中的成分之一,或者其引入不会影响镀液,最好直接将活化的镀液部分进入镀液中,而不进行清洗。

例如,对于镀镍前使用的稀酸活化溶液,为了保证蚀刻过程的顺利进行,必须在蚀刻前去除脱脂,否则酸和金属氧化物将无法良好接触,化学溶解反应将变得困难。

因此,要掌握酸蚀,我们还必须从理论上理解这些基本原理。

一般来说,硫酸和盐酸主要用于去除钢铁部件的氧化皮。该方法简单,但在实际生产中不注意,很难达到预期目的。

硫酸蚀刻工艺条件的选择标准通常是根据经验根据酸洗后工件的外观来确定的,毕竟无法定量控制。实践证明,40℃的除垢效果远大于20℃,但剥离效果并没有随着温度的进一步升高而成比例增加。

同时,在浓度低于20%的硫酸中,酸蚀刻速度随着浓度的增加而增加,但当浓度超过20%时,酸蚀刻速率会降低。因此,认为硫酸浓度为10%~20%、蚀刻温度低于60℃的标准工艺条件更为合适。还应注意硫酸溶液的老化程度。通常,当酸洗溶液中的铁含量超过80g/L,硫酸亚铁含量超过2.5g/L时,硫酸溶液不能重复使用。

此时,应冷却溶液以去除过量的硫酸亚铁结晶,然后加入新的酸,直至达到工艺要求。

盐酸酸蚀工艺条件的选择标准一般应控制在10%~20%,并在室温下进行。与硫酸相比,在相同的浓度和温度下,盐酸的蚀刻速度比硫酸快1.5~2倍。

酸蚀应选择硫酸还是盐酸取决于实际生产的具体情况。例如,硫酸或盐酸通常用于黑色金属的强蚀刻,或;混合酸”两者按一定比例混合。

然而,选择哪种酸进行化学强蚀刻取决于钢铁零件表面氧化物的成分和结构。同时,蚀刻速度要快,生产成本要低,尽量不发生金属制品的尺寸变形和氢渗透。然而,必须明白,盐酸中氧化皮的去除主要取决于盐酸的化学溶解,氢气的机械汽提效果远小于硫酸中的效果。单独使用盐酸时,酸的消耗量大于单独使用硫酸时。

当镀件表面的铁锈和氧化皮含有更多的高价铁氧化物时,可以使用混合酸蚀刻,这不仅起到了氢气对氧化皮的撕裂作用,而且加速了其氧化物的化学溶解。但是,如果金属表面只有松散的腐蚀产物(主要是Fe2O3),则可以单独用盐酸蚀刻,因为它具有蚀刻速度快、基体溶解少、氢渗透少的特点。

然而,当金属表面是紧密的氧化皮时,单独使用盐酸的消耗量很大,成本很高。同时,对氧化皮的剥离效果比硫酸差。

电解蚀刻(电解酸、电化学蚀刻)可以在5%~20%的硫酸溶液中进行,无论是阴极电解还是阳极电解PR电解(工件正负极电解的周期性变化)。

与化学蚀刻相比,电解蚀刻更容易快速去除牢固结合的氧化皮,对基体金属的腐蚀更小,易于操作和管理。适用于全自动电镀生产线。PR电解在日本被广泛用于去除不锈钢氧化皮。

在中国,阴极和阳极的电解酸洗结合电解脱脂用于镀层的预处理。黑色金属阳极电解酸适用于加工大量有氧化皮和铁锈的金属零件。它可以在室温下进行。提高温度可以提高酸蚀刻速度,但不如化学酸蚀刻快。电流密度增加,酸蚀刻速度增加。然而,当它太高时,基体金属会被钝化。

此时,基体金属的化学和电化学溶解基本消失,只留下氧气对氧化皮的剥离作用。因此,蚀刻速度的增加很小,必须善于掌握其特性。一般来说,5~10A/DM2的电流密度是合适的。对于阳极酸蚀刻,可以使用邻二甲苯硫脲或磺化木胶作为缓蚀剂,用量为3~5g/L;黑色金属阴极电解酸可以是硫酸溶液或硫酸和盐酸各约5%的混合酸,再加上适量的氯化钠。由于它没有明显的金属基体(铁)的化学和电化学溶解过程,因此适当添加含Cl-的化合物;可以帮助松动零件表面的氧化皮,加快蚀刻速度。同时,甲醛或乌洛托品可以用作缓蚀剂。

简而言之,硫酸广泛应用于钢、铜和黄铜的酸蚀。除此之外,硫酸与铬酸和重铬酸盐一起用作铝脱氧和脱挂剂。

它用于用氢氟酸或硝酸或两者去除不锈钢氧化皮。盐酸的优点是它可以在室温下有效地酸洗许多金属。其缺点之一是必须注意HCl蒸气酸雾污染的防治。

此外,硝酸和磷酸也常用于手工电镀预处理。硝酸是许多光亮蚀刻剂的重要成分。它与氢氟酸混合,用于去除铝、不锈钢、镍基和铁基合金、钛、锆和一些钴基合金上的热处理氧化皮。

磷酸用于钢制零件的除锈。它也可用于不锈钢、铝、黄铜和铜的特殊浴液。磷酸-硝酸-醋酸混合酸用于铝零件光亮阳极氧化的预处理。氟硼酸已被证明是铅基合金或铜或黄铜零件锡焊最有效的酸洗液。

据报道,去除金属氧化皮和氧化物消耗了世界的5%;硫酸产量为25%的盐酸,大部分为氢氟酸和大量的硝酸和磷酸。

因此,正确掌握这些酸进行酸蚀显然是预镀处理应用技术中的一个重要课题,但使用它们并不困难,也不容易很好地使用它们,节约使用和降低消耗。

上述脱脂和蚀刻工艺是中国城市和农村电镀制造商常用的预处理工艺。这些过程无疑是有效的。

因此,进一步研究和改进应用技术具有重大的现实意义。然而,从发展的角度来看,必须认识到这些过程仍然存在一些需要改进的缺点:

①化学或电解脱脂和蚀刻都需要消耗大量的电能和热能。

对于能源供需矛盾日益突出的中国来说,节能是当前企业改革中亟待解决的问题。

据估计,一条中型装饰性镍铬电镀直线自动生产线仅消耗电化学脱脂去除的电能,约占整条生产线总功耗的20%。

此外,化学和电解脱脂去除的温升和保温(蒸汽加热)的热能消耗占全线总热能的40%~80%;

②影响脱脂去除和蚀刻的因素有很多,特别是对于几何形状复杂的镀层零件;

③增加供电设备、供暖管道、降低煤耗和抽气设备。此外,预处理池多,占地面积大,能耗高,维护困难。如果管理不善,碱雾和酸雾会污染环境,影响质量。

近年来,随着中国的发展;随着经济改革、节能科学和电镀技术的发展,市场上出现了许多可以替代汽油清洗的金属清洗剂,以及各种节能脱脂除锈清洗剂和缓蚀抑雾添加剂。这些新产品的出现和新的脱脂除锈一步法工艺很快显示出其应用的活力。

它们的共同特点是低温或常温,静电节能效果好,安全无毒。目前,国内许多制造商也在不断引进和探索脱脂、除锈等预处理的先进工艺和清洗剂。显然,这是一个可喜的发展趋势。

如何将其应用于持续探索?

我们的经验应该注意掌握手工生产线的预处理。由于操作顺序灵活,我们可以随时根据具体情况决定是否选择。

由于其应变能力强于自动线电镀,因此不能机械应用于自动线。由于自动生产线采用了新工艺和新清洗剂,许多问题必须反复论证,否则急于求成会造成质量损失。

但是,可以逐步采用节能降耗的新型清洗剂,可以先适当更换,保留一次电解脱脂去除,然后逐步改进。此外,在上述新产品的试用过程中,由于自动线动作的机械限制,必须对清洗剂在应用中的消泡和清洗性能提出严格要求,以防止携带和污染电镀槽液造成的故障。

此外,脱脂除锈时间不宜过长,必须考虑操作和成本。

总之,以节能降耗为目的开发这些新的预处理工艺和清洗剂,无疑是当前电镀改革的方向,必须充分肯定和坚持。希望相关科研、制造和应用单位横向合作,在应用技术上下功夫,努力开辟镀前处理的新道路。

5.清洗功能及应用技术研究

脱脂和蚀刻后,必须彻底清洗附着在镀件上的残留溶液和残留盐,或结合中和和除膜措施,连续反复清洁金属表面,以降低表面张力和阻力损失,从而消除镀前处理中施工中的电镀缺陷。

然而,用水清洗工件似乎很简单,并不容易。清洗工作应科学合理,可与脱脂去除、蚀刻中和等工艺密切配合,既能提高电镀质量,又能节约水、能源和消耗。有许多应用技术问题值得研究。

随着电镀生产的不断发展,如何通过改进清洗方法来减少镀液的携带,增强冲洗效果,是保证涂层防腐和装饰性能的重要环节。

同时,在保证工件清洁的同时,必须注意尽可能减少清洗水量。

不同的清洁方法有不同的清洁效果。例如,逆流冲洗的耗水量远低于其他清洗方法,这有利于废水的处理和再生水的利用。因此,逆流冲洗在电镀生产中不断得到推广。但是,应注意:

①多级逆流冲洗在应用中的特点。

电镀生产中最早使用的清洗方法是单浴清洗。多级分段清洗比单浴清洗可以节省大量水,但浴的数量增加,占地面积大,操作复杂。多级逆流冲洗改善了前者的缺点,比单浴清洗节省了95%以上的水。

通常使用三个浴(阶段)。由于三级逆流清洗的耗水量低,很容易实现循环重复用水的想法,废水排放量少或不排放,从而达到“;封闭循环”,有利于电解液回收和环境保护。

②多级逆流冲洗生产工艺。

通常使用三阶段清洁。为了克服由于耗水量低和清洗效果差导致的浴中浓度不均的问题,通常使用无脱脂压缩空气或超声波装置。

采用关节浴进行清洗,设计中一般采用连续供水流清洗。清洗槽的进出口应注意从下部进水和从上部出水,这样可以起到一定的混合作用。

至于镀液的大小,在满足机组最大电镀零件和吊架能够平稳运行的同时,注意保持水面上的高流速和清洗水的更新。

此外,应在接缝槽的槽之间添加挡板,以防止清洗过程中水位上升导致水溢出到相邻的槽中,影响清洗质量。

虽然中国对清洗水中溶解物质和杂质的允许范围没有统一的标准,但应按照相关工艺废水标准严格控制剧毒氰化物和六价铬。

因此,两道工序之间的清洗不得影响下一道工序的质量。用于在盐酸中镀铬前或硫酸中镀铬后的清洁,过量Cl-;必须防止SO2-4进入铬浴。

因此,应严格控制在低含量范围内。对于碱洗后和酸蚀前的清洗,含量限制很宽,可以在1~3G/L之间。

因此,清洁是电镀过程中不可或缺的一步,目前的问题是,我们必须注意这方面的管理改进和改进。

总之,改进和改进预处理工艺和管理是当前电镀改革中具有战略意义的工作。

 

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