表面处理基础工作2013-4

1、抛光工作除油工作除锈工作表面活化工作除油工作 有机溶剂除油 乳化除油 化学除油 超声波除油 电解除油:阴极除油、阳极除油有机溶剂脱脂有机溶剂脱脂 有机溶剂对各种油脂有很强的溶解能力，如能溶解重质油、老化变质油和抛光膏中的油脂。有机溶剂对金属不腐蚀，所以常用作铜合金、锌合金压铸件的除油。但有机溶剂大多数有毒和易燃，为此，需要专用装置。有了这种装置，使用起来才比较安全，而且，溶剂还可以回收。这种装置上部周围盘有冷却管，汽化了的溶剂遇冷会凝结成液体回收。近年由于非溶剂型高效除油剂的开发，已经可以代替溶剂除油工艺。乳剂除油 乳剂是以有机溶剂和乳化剂组成，使用时加水配成乳化液进行清洗。乳剂中的有机溶剂可

2、溶解油脂，水分则溶解无机物。 作清洗用的乳化剂配成的乳化液，都是水包油型乳液，故所用的乳化剂应是亲水性的。 典型的配方为： 水 100份 （体积比） 煤油 10份 （体积比） 表面活性剂 1份 （体积比） 然后，再加入硅酸钠2030g/l 浸渍清洗的时间为110min ，取出沥干，再水洗。 喷淋法：一般加热不超过80。乳化液循环使用。酸性脱脂酸性脱脂 酸性脱脂就是在硫酸或盐酸溶液中加入一些合适的表面活性剂。酸液能除锈除氧化物；表面活性剂能起到润湿、分散、乳化和降低表面张力的作用。从而达到酸洗脱脂的目的。在硫酸中加入OP-10乳化剂和缓蚀剂硫脲组成的“酸洗除油一步法“工艺已被许多电镀厂家采用。在

3、这种溶液中脱脂有着速度快和效率高的优点。酸性除油配方和工艺条件 钢铁件酸洗除油一步法 硫酸 200250 g/l 硫脲 35 g/l OP10乳化剂 1015 g/l 温度: 6075 时间: 13 min表面活性剂脱脂表面活性剂脱脂 表面活性剂分离子、非离子和两性型三大类。离子型又分阴离子型和阳离子型。除油配方多用非离子型和阴离子型的表面活性剂。也加两性的。 在表面活性剂脱脂液中，脱脂效果的好坏取决于溶液的配伍。一般两种或两种以上表面活性剂组合要比单独一种表面活性剂效果好。又往往以阴离子和非离子活性剂组合起来为常用。究竟哪种阴离子型活性剂和哪种非离子型活性剂组合好、配比如何，要看表面活性剂的

4、结构和油污的性质。 表面活性剂脱脂表面活性剂脱脂 配方1：洗净剂6501 0.410%洗净剂6503 410%三乙醇胺油酸皂 41% 微碱性，有较好的清洗作用用于精密件除去绿色抛光膏 配方2：洗净剂105 1%洗净剂664 1%洗净剂6503 1.5% 微碱性，脱脂能力较强。主要用于中温淬火后的零件脱脂及残盐清洗 脱脂常用的表面活性剂脱脂常用的表面活性剂OP-10（TX-10）乳化剂：是1mol壬基酚或辛基酚与10mol环氧乙烷加成的非离子型表面活性剂。 我国大多数为辛基酚聚氧乙烯醚。在酸性或碱性溶液中都有较好的脱脂效果。平平加平平加：学名脂肪醇聚氧乙烯醚，是非离子型表面活性剂。由脂肪醇与环氧

5、乙烷加成而得。碳链短、n 大、浊点高；反之则浊点低。分子式： C1215H2537（OCH2-CH2）n OH （n=1525）HW高温匀染剂高温匀染剂：学名脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠。由平平加磺化而成。保留了平平加的优点。由于因入磺酸基，故有较高的浊点。适宜于较高温度下脱脂溶液中使用。分子式为： C18H35O（CH2-CH2）20 SO3Na洗净剂洗净剂6501：学名椰子油烷基二乙醇酰胺，是非离子型表面活性剂。具有稳泡和使水溶液增稠的效果，对钢铁有防锈作用；对动、植物油有良好的脱脂能力，但溶液的pH 应大于9.0，低于8.0时溶液浑浊。洗净剂洗净剂6503：学名十二烷基二乙醇胺磷酸酯。也是非离

6、子型表面活性剂，在盐类电解质中有很高的溶解度。对钢铁有缓蚀作用。在溶液的pH 大于8.5时有良好的脱脂作用。脱脂常用的表面活性剂脱脂常用的表面活性剂三乙醇胺油酸皂三乙醇胺油酸皂：也是非离子型表面活性剂，对植物油有很强的乳化能力，对钢铁有较好的防锈作用，但对铜有腐蚀性。洗净剂洗净剂105：由三种非离子型活性剂组成，质量百分比为： 平平加 24%； OP-10乳化剂 12%； 6501洗净剂 24%； 水 40%。洗净剂洗净剂664：有105与三乙醇胺油酸皂复配而成，质量百分比为： 洗净剂105 50%； 三乙醇胺油酸皂 50%。十二烷基苯磺酸钠（十二烷基苯磺酸钠（ABS）：是阴离子型表面活性剂，

7、是洗衣粉的主要成分，具有较强的脱脂能力。 分子式为： C12H25 SO3Na 乳化除油助洗剂乳化除油助洗剂 在以表面活性剂的脱脂液中，需加入一些助洗剂，能起到事半功倍的作用。常用的有：三聚磷酸钠、碳酸钠、硅酸钠、硫酸钠、柠檬酸钠、焦磷酸钠、氨三乙酸和羧甲基纤维素（CMC）等。 助洗剂能发挥下来作用： 具有对金属离子的螯合作用。能螯合硬水中的钙镁离子，使水软化，从而可避免活性剂生成不溶性盐造成损失。 与表面活性剂发生协合作用，能显著增大去污、分散、渗透、乳化、增溶作用。 能防止脱落下的油污再沉积到零件上。电化学脱脂电化学脱脂电化学脱脂分阴极、阳极、阴极和阳极交替脱脂三种。阴极脱脂气泡小而密，在

8、阴极上产生的氢气泡比阳极上产生的氧气泡多一倍，脱脂效果更好，但钢铁件会被渗氢而产生氢脆。因此，对螺栓、弹簧件等钢铁件不能用阴极除油方法。阴极脱脂还有一个副作用，是溶液中的杂质会沉积在零件上，因而影响镀层的结合力，这可以加入螯合剂来解决。阳极脱脂适宜用于怕渗氢的钢铁零件。但不能用于铝、镁、锌、铜及它们的合金零件会被腐蚀。为了祢补两者脱脂方法的不足，采用阴极、阳极交替脱脂方法，通过换向装置，将零件先进行短时间的阳极脱脂对有色金属零件；或先采用阳极脱脂再进行短时间阴极脱脂对一般钢铁零件。电化学脱脂方法是有机溶剂脱脂和化学脱脂的补充。钢铁电化学方法脱脂配方及工艺条件 氢氧化钠 4060 g/l 碳酸钠

9、 2535 g/l 磷酸三钠 3050 g/l YC除油剂 0.51 g/l （或：水玻璃 35g/l） 温度：5060 电流密度：510 A/dm2 阴极时间11.5 min；阳极时间0.20.5 min钢铁化学除油 氢氧化钠 4060 g/l 碳酸钠 2535 g/l 磷酸三钠 3050 g/l YC除油剂 0.51 g/l （或：水玻璃 35g/l） 温度：5060 浸渍时间：尽量延长浸渍时间超声波和超声波除油频率高于2000Hz的机械波叫超声波。应用超声波除油，不但可以提高除油速度。而且可以大大提高除油质量，降低化学药品消耗量。对于复杂的零件、小型精密零件和由绝缘材料制成的零件特别有效

10、。超声波除油速度取决于声强、振动频率、溶液的组成和温度。外形简单的零件，可以在频率为2025kHz和声强为300100W/cm2的条件下除油。形状复杂和多孔的零件，在200kHz的频率下除油效果好。声强也影响除油质量，在声强为0.5 W/cm2时除油速度很慢。当声强提高到510 W/cm2时，除油速度急剧增加；当声强提高到2030 W/cm2时，除油速度和除油质量没有明显改善。增加振动频率，会引起超声波发生器的功率下降，不会影响除油质量。但频率提高到兆赫兹时，除油效率降低。超声波除油溶液一般采用带有乳化剂的碱性溶液或有机溶剂作工作介质。超声波通过介质把振动作用到零件表面。零件放到除油槽中的位置

11、，应能使其表面都处在超声波场的范围内。金属零件超声波除油的时间为3050s，非导体制作的零件超声波除油的时间在5min 以内。超声波和超声波除油 频率大于16kHz/s的声波称为超声波。在液体中作为疏导波传导。采用超声波脱脂可强化脱脂过程缩短脱脂时间，提高脱脂质量，降低脱脂溶液的温度。尤其对于细孔和盲孔中的油污、抛光污垢的清除十分有效。抛光后锌合金压铸件超声波脱脂1min内就能把油垢除尽。钢铁件的酸洗除锈 一般有红锈的钢铁件采用浓盐酸或11盐酸室温下进行酸洗。加入34g/l六次甲基四胺做缓蚀剂。 有兰色氧化皮的热扎板冲压件和焊接件等用20%硫酸酸洗。加入34g/l硫脲做缓蚀剂。温度在5060左

12、右。 也可采用混合酸除锈。在20%硫酸中加入100g/l氯化钠，再加入34g/l硫脲做缓蚀剂。温度在3040左右。 也可采用1012%硫酸室温下进行阴极电解除锈。加入34g/l硫脲做缓蚀剂。这个方法用于除去焊接件除去氧化皮。 在酸液中加少量入十二烷基硫酸钠增强除锈能力。碳素钢的电抛光工艺碳素钢的电抛光工艺 碳素钢和低合金钢广泛采用磷酸铬酐型抛光溶液。阴极均采用铅材，电源电压均可为12V。 配方如下表： 配方1适合于含碳低于0.45%的碳素钢。 配方2适合于碳素钢和含锰及镍的模具钢。配方1配方2磷酸（d1.70）6570ml/l磷酸（d1.70）6062ml/l硫酸(d1.84)1215ml/l

13、硫酸(d1.84)1822ml/l 铬酸(d1.40)56ml/l硫脲812g/l水1214ml/lEDTA-2钠1g/l密度(g/cm3)1.731.75密度(g/cm3)1.601.70温度6070温度室温阳极电流密度(A/dm2)2030阳极电流密度(A/dm2)1015时间(min)1015时间(min)1030 配制溶液时，先用少量的水分别溶解铬酐、EDTA，然后，加入磷酸，并在不断搅拌下加入硫酸。计算各组分的用量时，先测定所用的酸的密度，根据密度，分别查出质量分数，然后，按下式计算需要量：A=100/b1式中， A 配制1升溶液所需磷酸或硫酸的毫升数。 配制好溶液的密度。 1实际测

14、得和配制所用磷酸或硫酸的密度。 B 根据1查得的磷酸或硫酸的质量分数。 配方中磷酸或硫酸的规定含量（质量分数）。 配制后的溶液需测量其密度，当其密度低于规定时，可将溶液在115200下，加热浓缩，除去多余的水分。 新配制的溶液需在阴极面积大于阳极面积几倍的情况下进行通电处理，使产生部分三价铬。（Da为3040 A/dm2，通电量为56Ah/l）。即可进行电抛光。 溶液在使用过程中，会不断积累铁离子，与此同时，零件抛光的表面光亮度会下降，当含铁（按Fe2O3计算）达到78%时，溶液需部分更换或全部更换。 溶液三价铬街垒过多时，（Cr2O3超过2%），同样会使抛光零件的表面光亮度下降，可以在阳极面

15、积大于阴极面积几倍的情况下进行通电处理，阳极用石墨，阴极最好用素烧陶瓷予以隔离。通电完毕，盗取阴极室内的三价铬化合物。 溶液中的铬酐、三价铬、硫酸、磷酸的含量应请求分析和调整，经常测定溶液的密度，及时调整。电解液的配制和调整成分（ml/l或g/l）及工艺条件配方1配方2配方3双氧水（30%）草酸氟氢化铵尿素苯甲酸硫酸（d 1.84）pH值润湿剂温度（）时间（min）搅拌 305025400.11530230至光亮可以采用 354010200.51.02.10.20.4153012.5需要 7080102011.52.10.20.415300.52需要 低碳钢化学抛光工艺规范低碳钢化学抛光工艺规

16、范配方2、3的pH值用1.43的试纸测定。润湿剂可用6501、6504或聚乙二醇等。低碳钢化学抛光工艺规范低碳钢化学抛光工艺规范 注意事项： 由于溶液的浓度较低及双氧水分解快。需要及时补充双氧水（每次510ml/l）。2、3号溶液需同时补充氟氢化铵，使其pH值保持在2.1左右。当含铁较高时，pH值可控制在1.72.1。配方1 中的草酸补充量为双氧水补充量的一半。 溶液中的铁离子含量不应超过35g/l。含量过高时应更换溶液。 溶液的温度应控制在1525，温度过高会使双氧水分解。以上抛光过程是一个放热反应过程，溶液的温度将会升高，需进行冷却降温。低碳钢化学抛光工艺规范低碳钢化学抛光工艺规范 低、中碳钢和低合金钢的零件，可以在下列溶液中进行化学抛光： 磷酸（d 1.70）60% 硫酸（d 1.84）30% 硝酸（d 1.40）10% 铬酐 510g/l