电镀的前处理技术

1、电镀前处理（3）目录一.镀前处理的重要意义（1） .电镀过程及工艺（2） .被镀工件预处理目的2 .零件预处理前表面状态3 .镀件镀前处理方法4 .镀件镀前表面质量状态的要求5 .毛坯保护6 .常用前处理方法1 .磨光处理2 .化学除油3 .电化学除油.阴极除油阳极除油阴极一阳极联合除油.4.超声波除油5.盐酸锈蚀最佳浓度条件6什么叫弱浸蚀？弱浸蚀的目的是什么？7.缓蚀剂的作用原理是什么？镀前处理的重要意义一件光鲜质优的电镀产品的出现，并非仅将镀件放在电镀槽液中通电就能得到，而是要经过多种繁复的镀前和镀后处理的工艺过程。普通 而又简易电镀工艺流程为：镀件一整平抛光一脱脂一水洗（2）-酸洗一水（

2、2）-电解除油一热 水洗一水洗一弱酸活化一水洗一电镀一冷水洗一热水洗一硝酸出光一 水洗一钝化一水洗一热水洗一甩干一烘干一检验一成品包装。上述电镀 工艺流程用于大多数钢铁类基体的镀件。 对于不同的基体材料和各种不 同性质的镀层则要根据具体情况考虑，进行适当调整。从工艺流程中可 以清楚看到。电镀在镀件的电镀过程中仅仅是一个小的环节，而更多需要进行的却是镀前和镀后的各种各样的处理过程，它们占据了工艺过程中的绝大部分工序，而每样工序与电镀同样重要，不容忽略。2 .被镀工件处理前表面状态被镀工件在加工过程中因加工历程、方法不同而表面状态各异。但表面都会形成各种附着物或变质物的薄层、 这些附着物和变质物的

3、 存在都影响基体与镀层的结合力。这些附着物和变质物的所形成的膜层主要是由以下物质构成：1 .油污层2 .油污层主要是在机加工过程中使用的防锈油、 乳化油、润滑油、 拉深油玷污所形成的。同时在存放过程中漂浮在空气中的灰尘 颗粒或油脂也会粘附在金属表面。3 .锈蚀层及氧化层金属暴露在空气中时，因大气污染而发生的化学反应、电化学 反应形成的氧化物、碳酸盐等产物。4 .加工层和扩散层被镀工件在经过切削、研磨、冲压、锻造等机械加工之后，将 形成与材料内部的组织、结构不同的表面层，被称为加工层，而 加工层与材料组织掺杂状态的层带称作扩散层，加工层的厚度与 加工方法有关，但很薄，一般只有 1-100nm。加

4、工层和扩散层尽管在组织、结构上与基体材料有所不同，但 都是金属材料，使基体与镀层形成良好的结合强度。所以我们电 镀之前，一定要将加工层与扩散层之上的氧化层、锈蚀层和油污 层除干净，才能获得与基体结合力良好的镀层。油污层锈蚀层氧化层力口工层、扩散层基体3 .镀件镀前处理方法主要有下列几种1 .镀件表面的整平主要通过喷砂、喷丸、滚光、刷光、磨光等方法将粗糙的零件表 面整平或除锈、除氧化皮或消除零件表面的划痕、毛刺等，使零件表 面达到一定的整平度。2 .零件表面的光整 通过机械抛光、化学抛光或电化学抛光等方法，使零件表面在整平的 基础上，进一步光整化，使表面光滑发亮以便镀件表面电镀后，镀层 表面同样

5、光亮或更光亮。3 .零件表面除油方法有有机除油剂、表面活性剂除油、化学除油、电化学除油等多种 方法。4 .镀件镀前酸洗酸洗有化学法、电化学法。主要是进一步除去金属表面的污锈、薄 氧化皮等。5 .镀件镀前弱浸蚀通常这是镀件进入电镀前的最后一道工序，用较弱酸（或碱）液去消 除镀件表面临时生成的浮锈或薄氧化皮，使零件表面呈现出金属的结 晶组织，又称活化，以便保证镀件表面与镀液的充分接触，提供镀层 与基体的结合力，保证电镀的顺利进行，并获得优质的镀层。四.镀件镀前表面质量状态的要求要使镀件获得良好的镀层，对镀件镀前表面的质量状态有一定要 求。镀件表面经过前处理后，应该是整平、光洁的表面，也就是表面 无

6、毛刺、金属屑、氧化膜或锈迹、无裂纹、划伤、压坑或其它的机械 损伤等机械冷加工留下的油污或印记。另外除油、除污、除垢应彻底, 表面不应该有任何油污或脂类的残留物，保证镀件表面的洁净度。 五.毛坯保护我们到电镀厂现场会经常看到大堆待镀工件放在露天，任凭风吹 雨淋，没镀之前的工件已是锈迹斑斑。殊不知，大把的钞票正在 悄悄地流失。道理很简单，这些工件在加工完成后表面状态原本是很好的， 经过风吹、日晒、雨淋后，原本光滑的金属表面被锈蚀了。金属 表面的致密层遭到了破坏，表面油层向深处扩散，这不仅增加了 除油的难度，也增加了浸蚀去绣时盐酸的消耗量。虽然努力后获 得了无油无锈的表面，但已经失去了金属原有的表面

7、光泽，这些 无疑给电镀带来了麻烦，使得电镀时间大约延长1/4 1/3的时间, 整个算下来，电镀成本增加了 1/3以上。除了电镀成本升高之外，镀层的耐蚀性也显著下降了。镀层的 抗中性盐雾试验能力下降了 30%以上。所以，毛坯的保护是个非常重要的问题。六常用镀前处理方法1.磨光（滚光）利用滚筒或磨光轮上磨料的尖锐棱角来磨削工件表面，借以 提高工件表面的平整程度和光洁度的过程，叫做磨光。磨光主要是为了除去工件表面的毛刺和粗糙不平，除去某些 机械缺陷。例如，通过磨光可除去工件表面的毛刺、划痕、腐蚀 痕迹、焊渣、砂眼、气泡、氧化皮和锈迹等。小零件一般用钢、 硬木或PVC板做滚筒打光。滚筒转速控制在 20

8、 45转/分钟。装料时按总体积百分4070%装料。最多不能超过75%,最少不能低于30%.磨料的尺寸一般应该小于零件孔径的 1/3或大于零件孔径。滚光时，根据零件外表情况添加不同的滚光液，如零件带油 时，可以加金属清洗剂，磷酸三钠、碳酸钠、洗衣粉等，带锈零 件可以加稀硫酸或稀盐酸。磨光实例：1).河北电镀市场以锯末滚光为主， 一般用锯末做 填充料，打滚桶八小时，将零件表面的油污、氧化皮、毛刺等去 除，将基体表面彻底暴露出来，处理后零件表面光亮。如图2) .南方市场比较先进的客户有用抛耳机的，采用的是细小的金刚磨料 通过机械高度转速将零件表面的油污、氧化皮、毛刺等去除，生产效率高。 如图2.化学

9、除油化学除油是利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用，以除去皂化性油脂；利 用表面活性剂的乳化作用，以除去非皂化性油脂。化学除油应用最广泛的是碱液除油、酸性除油、乳化液除油。低温多功能除 油剂及工艺在生产上已逐渐扩大应用。2.1 .碱液除油主要特点是除油液无毒、价格便宜，除油效果较好，且容易管理，设备也简 单。其除油原理是借助于溶液的皂化与乳化作用，以达到除去两类油污的目的。 所谓皂化，就是油脂与除油液中的碱起化学反应生成肥皂的过程。动植物油中的主要成分硬脂酸酯与氢氧化钠的化学反应是：(CuHjCOOijCJis+a3C“H*QOON=+C1H於凿相曲M 肥电(硬脂般精 甘油 |这样，使原来不溶于

10、水的油脂，分解变成了可溶于水的肥皂和甘油，因而从 金属表面被除去。矿物油与碱不发生上述反应，但在一定条件下在碱液中可进行乳化。所谓乳化就是两种互不相溶的液体形成乳浊液的过程零件表面的矿物油与碱液中的乳化剂发生作用：吸附在油污与溶液界面上的乳化剂， 起降低界面张力的作用，问 接加强了碱液对金属表面的润湿性， 增大了接触面，促使油膜破裂、脱落而变成 小油滴；而吸附在小油珠上的乳化剂，则作定向排列，其极性基即亲水基向着溶 液，而非极性基即憎水基（亲油基）则向着油珠，形成的定向吸附乳化油珠如图 2 1 8所示。图21 8乳化油珠1表面活性剂分子符号；2一油一水界面上的单分子层。这种小油珠分散在碱液中，

11、形成混合物的乳浊液，从而达到将矿物油从零件 表面除去的目的。脱离了零件表面的乳化油珠，因有定向吸附的乳化剂膜包围， 故即使在外力搅拌相互碰撞的情况下，也不致重新凝聚形成油膜，再度污染零件。碱液除油过程的乳化作用，也随皂化反应的进行而加强，这一方面是皂化反应的生成物之肥皂本身就是一种乳化剂；另一方面皂化反应可以在原油膜较薄的地方先除去油污，在完整的油膜上打开缺口、增大了溶液对金属表面的润 湿性和接触面，从而排挤和促使金属表面上的油膜破裂、脱落变成小油珠。2.1 . 1碱液除油工艺规范（见表14）。表1-4碱液除油工艺规范NaOH30-50克/升Na2CO320-60克/升Na3P0420-30克

12、/升水玻璃5-10克/升0P孚L化齐I温度1-2克/升80-90 C （或更高一点）2.1.2碱液除油各种成分及其它因素的影响：(1)氢氧化钠它是一种强碱，具有很强的皂化能力。但润湿、乳化作用及水 洗性均较差，且腐蚀有色金属，易使铜及其合金变色。所生成的肥皂在浓的碱液 中附在金属表面上，很难溶解，因此除油溶液中氢氧化钠的含量一般不超过100g/L。对于一些溶于碱的金属(如铝、锌、铅、锡及其合金)，更不能使用浓的氢 氧化钠溶液。(2)碳酸钠其溶液有一定碱性，对铝、锌、锡等两性金属没有显著的腐蚀作 用。碳酸钠吸收到空气中的二氧化碳后，能部分转变为碳酸氢钠，对溶液的pH值有良好的缓冲作用。它有一定的

13、除油作用，水洗性也不够好。(3)磷酸三钠具有碳酸钠的优点，除油效果和缓冲作用较好，除此之外还具 有一定的乳化能力，本身水洗性好，还能帮助水玻璃易被水洗掉。还有一种三聚 磷酸钠(Na5P3O10),除油效果更好。(4)焦磷酸钠具有磷酸三钠相似的除油特点。 此外焦磷酸钠还具有络合作用， 酸根能与许多金属离子络合成环状结构的螯合物，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净。(5)硅酸钠 在化学除油中常用的有：正硅酸钠(Na2O: Si02为2: 1, Na4Si 04)、偏硅酸钠(1: 1, Na2Si03)或固体与液体的水玻璃(1: 23)。当这类硅酸 钠的相对碱度下降时，缓蚀性

14、能增强。硅酸钠本身具有较好的表面活性作用和一 定的皂化能力，且对铝、锌等有色金属有缓蚀作用。当它与其它表面活性剂组合 时，便成了碱类化合物中最佳的润湿剂、 乳化剂和分散剂。偏硅酸钠在有色金属 除油时还被用作缓蚀剂。但它的不足之处是残留在零件表面的硅酸钠较难洗净， 如果洗涤不净，残留的少量水玻璃经酸液浸蚀后， 便会变成不溶性的硅胶，影响 镀层结合力，因此必须注意清洗。(6)乳化剂 能促进乳化的物质叫乳化剂。它在除油液中起促进乳化、加速 除油过程的作用。在碱性除油液中加入乳化剂，可以除去矿物油。乳化剂都是表 面活性物质。它的除油作用与其分子结构有关。乳化剂的分子上有两种类型的官 能团，一种是极性的

15、亲水基团，另一种是非极性的憎水亲油基团。在除油过程中， 乳化剂以其憎水基团吸附在油与溶液的界面上， 并与零件表面上的油发生亲合作 用；而亲水基团则与除油液接近。且与水相结合。在乳化剂分子定向排列的作用 下，油-溶液界面的表面张力大为降低，在溶液的对流和搅拌等作用下，油污就 能脱离零件表面，以微小的油珠状态分散在溶液中，这时，表面活性剂的分子包围在小油珠表面，防止小油珠重新粘附在零件上。常用的乳化剂有oP-10、平平加 A-20、0-20、TX-10、FM和 6501、6503 等。乳化剂OP-10（辛基酚聚氧乙烯醴）、TX-10（仲辛烷基酚聚氧乙烯醴），是一种 良好的乳化剂，除油效果良好，但不

16、易从零件上洗掉。为保证镀层与零件的结合 力，必须加强清洗，用量也不易过高，一般在 l5g/L范围内。乳化剂FMJ乙醇胺油酸皂），乳化能力强，用于黑色金属及铝合金清洗除油 效果好，清洗也比较容易，但易被硬水中的钙、镁离子沉淀出来。一般用量510mLz Lo平平加系列的乳化剂A-20（高级醇聚氧乙烯醴）、020（月桂醇环氧乙烷缩合 物）对动植物油、矿物油均有良好的乳化作用，分散、净洗能力强。、乳化剂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 好的乳化剂、发泡剂，用于硬水及盐类溶液中，性能稳定，不会被钙、镁离子沉 淀，但用量比OP-10大，一般在520mLzL范围内。（

17、7）温度提高可以提高皂化反应速度和皂化产物的溶解度，并能加快溶液的 循环和降低油脂的粘度。在高温下，油-溶液界面的表面张力减低，较易润湿。 因此，提高溶液温度，可以大大加速除油过程。但温度过高，不仅消耗了大量的 热能，并且恶化了环境。因此，化学碱液除油温度一般在60100c范围内变化， 有色金属因高温易被腐蚀，除油温度控制在6080c之间；黑色金属一般为80 90C,最高不超过I00 0 C。（8）抖动零件、搅拌或喷射溶液，以及施加超声波都能加速除油过程，提高 除油效果。2.2 低温多功能除油剂及工艺为了降低碱液成分的浓度，节约热能，提高除油效果，近几年来，国内外电 镀界研究开发了低温、低浓度

18、、高效率、多功能的除油剂，下列几个系列和产品 可供选用，见表2 1 25所列。表2-1 25金属除油系列工艺规范£裨|配方fC0柞事斡通用器剧辟记仲生产BH 7当亦 胱收惟脍福 刑人-QH6IOg，LpH>I?N1PO，20-30g/Lfl/t 纨70cUH-7U0mL/L用技欧冠广州市二 也耕夕保 9UfXQHdOfpLpH>12N)KX20-25</LAlt水最利2-3mL/U发货fiOTOC-7 30-$OmL/L知本浓例区碇HNtOHIO-*15«/LpH>12ZajP。，IO-15</LAft察* IB*3-Sg/L胃图吧-7Id-2

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22、110-130mL/Lfill 6575CPC - 3 濯加刷304Cg/LBPM 0.为止口 W1M台金”上除 汕际重光青,M川清除羯化麻OMF SP5 需 批中性化学 »i»nSPS"6”儿温度常li通用情合件，悯.饵. 帽及H合金的电H。化前例踪他astir 州 哀鞫悔，公司2.3酸性除油酸性除油液是由有机或无机酸加表面活性剂混合配制而成。这是一种除油除锈一步法工艺。零件在这种除油液中，表面上的锈蚀氧化层溶于浸蚀剂中， 而油 污则借助于表面活性剂的乳化作用而被除去。这种方法简化了预处理工艺，减少 了设备用量，节省了占地面积、水及化工原料。生产中一般只用于对油

23、污和锈蚀 不太严重的金属零件进行镀前预处理。 至于选用何种浸蚀剂、乳化剂的工艺，则 取决于零件材料及其表面状态。常用的工艺有：1.用于表面附有氧化皮及少量油污的黑色金属制品(1)硫酸(H2s04, d=1. 84)0P-10乳化剂若丁温度(2)硫酸(H2s04, d=1. 84)平平加乳化剂硫月尿温度256mL/ L9. 2g/L5g/L60 65 c80 -135ml/L15 -25ml/ Ll 2mLzL70 85 c2.用于表面附有疏松锈蚀产物及少量油污的黑色金属制品盐酸(HC1, d=1. 19)OP乳化剂乌洛托品温度(2)盐酸(HC1, d=1. 19)烷基苯胺磺酸钠硫月尿温度185

24、mL/ L5 7. 5g/L5g/L50 60 c800900mL/ L48 49g/Ll0g/L室温3.用于表面兼有氧化皮、锈蚀产物和少量油污的黑色金属制品硫酸(H2s04, d=1. 84)盐酸(HC1, d=1. 19)OF?L化剂乌洛托品温度35 45mL/ L950960mL/ L1 2g/L3 5g/L80 95 c4.用于铜及铜合金制品1OOmLL25g/L 室温硫酸(H2s04, d=1. 84)OP乳化剂温度5.用于耐酸塑料制品硫酸（H2s04, d =1 . 84）300ml/L重铭酸钾（K2Cr207）15g/ LOP乳化剂8g/L水（自来水，H2O）20mL/ L.温度

25、室温酸性除油只适用于有少量油污的金属制品，当零件表面油污严重时，采用 这种方法应先进行粗粗犷除油。3.电解除油电化学除油又称电解除油，是在碱性溶液中，以零件为阳极或阴极，采用不锈钢板、 馍板、镀馍钢板或钛板为第二电极， 在直流电作用下将零件表面油污除去的过程。电化学除油液与碱性化学除油液相似， 但其主要依靠电解作用强化除油效果，通常电化学除油比化学除油更有效，速度更快，除油更彻底。电化学除油原理电化学除油除了具有化学除油的皂化与乳化作用外，还具有电化学作用。在电解条件下，电极的极化作用降低了油与溶液的界面张力，溶液对零件表面的润湿性增加，使油膜与金属间的黏附力降低， 使油污易于剥离并分散到溶液

26、中乳化而除去。在电化学除油时，不论是制件作为阳极还是阴极，其表面上都有大量气体析出。当零件为阴极时（阴极除油），其表面进行的是还原反应，析出氢气；零件为阳极时（阳极除油），其表面进行的是氧化反应，析出氧气。电解时金属与溶液界面所释放的氧气或氢气在溶液中起乳化作用。因为小气泡很容易吸附在油膜表面，随着气泡的增多和长大，这些气泡将油膜撕裂成小油滴并带到液面上， 同时对溶液起到搅拌作用，加速了零件表面油污的脱除速度。电化学除油分类电化学除油可分为阴极除油、阳极除油及阴一阳极联合除油。阴极除油阴极除油的特点是在制件上析出氢气，即2H2O+2e=H2十+20H 除油时析氢量多，分散性好，气泡尺寸小，乳化

27、作用强烈，除油效果好，速度快，不腐蚀零件。但析出的氢气 会渗入金属内部引起氢脆，故不宜用于高强度钢、弹簧钢等脆性较敏感的金属零件。此外， 当电解溶液中含有少量锌、锡、铅等金属粒子时，零件表面将会有一层海绵状金属析出，污染金属零件，并影响镀层的结合力。为此，采取单一的阴极电化学除油是不适宜的。阳极除油阳极除油的特点是在制件上析出氧气，即40H =02十+2H20+4e除油时，一方面氧析出泡少而大，与阴极电化学除油相比，其乳化能力较差，因此其除油效率较低；另一方面由于氢氧根离子放电，使阳极表面溶液的pH值降低，不利于除油。同时阳极除油时析出的氧气促使金属表面氧化，甚至使某些油脂也发生氧化，以致难于

28、除去。此外，有些金属或多或少地发生阳极溶解。所以，有色金属及其合金和经抛光过的零件，不宜采用阳极除油。 但阳极电化学除油没有 氢脆”，镀件上也无海绵状物质析出。阳极电解除油出现零件腐蚀的原因正常工艺条件下阳极反应：4OH -4e >2H2O+O2当氢氧化钠浓度偏低时，即氢氧根离子偏低时，除产生较少量的氧气外，还伴随零件参与 反应，即 Fe-2e=F宜，铁离子与氧结合生成了氧化铁，俗称铁锈。机理：氢氧化钠的作用是使钢铁零件在除油液中产生表面钝化， 但是当氢氧 化钠含量偏低而且有大量氯离子存在的情况下， 铁基体表面难以钝化，从而参与 了阳极反应。阴极一一阳极联合除油据以上利弊关系的比较，采用

29、单一的阳极电化学除油是不适宜的。由于阴极除油和阳 极除油各有优缺点， 生产中常将两种工艺结合起来，即阴极一阳极联合除油，取长补短，使 电化学除油方法更趋于完善。在联合除油时，最好采用先阴极除油、 再短时间阳极除油的操作方法。这样既可利用阴极除油速度快的优点，同时也可消除氢脆”。因为在阴极除油时渗入金属中的氢气，可以在阳极除油的很短时间内几乎全部除去。此外，零件表面也不至于氧化或腐蚀。实践中常采用电源自动周期换向实现阴一阳极联合除油。对于黑色金属制品， 大多采用阴极一阳极联合除油。对于高强度钢、薄钢片及弹簧件，为保证其力学性能，绝对避免发生氢脆”，一般只进行阳极除油。对于在阳极上易溶解的有色金属

30、制件，如铜及其合金 零件、锌及其合金零件、锡焊零件等，可采用不含氢氧化钠的碱性溶液阴极除油。若还需要进行阳极除油以除去零件表面杂质沉积物，电解时间要尽量短，以免零件遭受腐蚀。电化学除油液组成及工艺条件常用电化学除油工艺规范列于表1 1及表12,表1-3对除油质量影响较大的电化学除油工艺条件是电流密度、温度与除油时间。电流密度的选择应保证析出足够数量的气泡，既能使油污被机械撕裂、剥离电极表面，又能搅拌溶液。提高电化学除油的电流密度可以加快除油速度，缩短除油时间，提高生产效率，但电流密度提高，阴极除油渗氢作用增大，电能消耗加剧。另外，阳极除油时可适当降 低电流密度以防止金属过腐蚀，所以电化学除油时

31、电流密度一般控制在515A/dm2。温度升高能加强乳化作用，从而有利于提高除油效果，同时可以增加溶液电导，降低 槽电压，节约电能。但溶液温度过高必然会引起室内碱雾弥漫，恶化环境，溶液蒸发加快。 当溶液中含有较高的氯离子时还会加快零件的腐蚀。温度过低时除油效果降低，有时零件表面还可能出现锈蚀。电化学除油的溶液温度一般控制在6080 C。按常规工艺，除油时间通常定为先用阴极除油37min,再用阳极除油 0. 52min ,以此综合阴、阳极除油的优点达到对油污的彻底清除。此外在电化学除油槽中，还要注意阴极除油不能用铁板作阳极，因为铁板阳极会溶解，而污染电解液。由于电化学除油时，电极上不断产生的氢气和

32、氧气具有乳化作用，故电化学除油溶液 中可以少加或不加乳化剂。过多的乳化剂在液面形成的泡沫易黏附在零件表面，不易清洗， 也影响电极表面气体的逸出。当大量析出的氢气和氧气被液面上的泡沫覆盖，一旦遇到电极与挂具接触不良引起电火花时，即引起爆炸，造成安全事故。表1 1钢铁制品电化学除油液配方及工艺条件项目l23456氢氧化钠（NaOH）/1025102030 5040 60102560(9/L)20 3025 5020 3020 300206碳酸钠（NazCOa）/25 703550 7030 402030(9/L)23051010 150206磷酸；钠（Na3P04）2030/(9/L)0310硅酸

33、钠(Na2SiOs)/(9/L)温度/ *c50 8060 80608060 80708508电压/ V6981281281200电流密度/ （A/dm31031038258126122)351 2(后)57510510310阳极除油时间/ ra3523（先）0.2< 1（后）n0. 5先在阴极& l0阴极除油时间/ ra510n应用范围各种表面处理前除油防腐、坊锈前除油用于一般钢铁 和高强度、高弹性 钢铁除油形状较复杂的低弹性钢铁除油钢铁制品电镀前除油表12铝、锌、镁、锡及其合金电化学除油液配方及工艺条件项目123碳酸钠(Na2c03)/(9/L)20 3025 40510磷酸

34、三钠(NasP04) / (9 / L)20 3025 40715 20硅酸钠(NazSiOs) /(9/L)3515 20温度/ 'C70 8070 8040 50电压/ V812812812电流密度/ (A/din2)372358阴极除油时间/ min13130.5 1表1-3铜及铜合金电化学除油液配方及工艺条件项目-12345氢氧化钠(NaOH)/(9/L)20 3010210 1515 25碳酸钠(NazC03)/(9/L)10 15020 3010 20磷酸三钠(Na3P04)/(9 /30 4020330 40320 30-)5100510040510硅酸钠(Na2Si03

35、) /(9/L)40505101015温度/C70 8060870 80760 80电压/ V8120812080812电流密度/ (A/din2)2381223838阴极除油时间/ rain355103512150.521. O3V354.超声波除油把带有油污的工件放进除油液中，并使除油过程处于一定频率的超声波场作 用下的除油过程称为超声波除油。 上述提到的溶剂除油、化学除油、电化学除油 过程中都可以引入超声波，引入超声波可以强化除油的过程、缩短除油的时间、 提高除油效率及质量、减少化学药品的用量。特别是对形状复杂的工件、小型精 密的零件、表面附有难除污物的工件都有显著的除油污效果。所用的超

36、声波是频率为16kHz以上高频声波，其除油原理是基于空化作用。 当超声波作用于除油液时，由于压力波的传导，使溶液在某一瞬间受到负应力， 而在紧接着的一瞬间又受到正应力作用，经过反复的正、负应力作用，产生强大的冲击波。这种冲击波能冲刷工件的表面，促使油污膜的剥离。超声波强化除油 就是利用冲击波对油膜产生的破坏、撕裂和分散的作用及空化现象产生的强烈搅 拌作用的。超声波除油的效果与工件表面的形状、尺寸，油污的性质及污染程度，除油 液的成分及工艺条件等有关。故此，最佳的超声波工艺要通过实际试验而定。 据 报道超声波除油使用的频率在 30kHz左右。对小零件应采用较高频率，对大零 件可用大些的频率。由于

37、超声波是直线传播的，难以到达被遮蔽的部位，为了使 各部分的油污都能消除干净，除了要考虑超声波发射放在最佳的位置外， 最好要 不断地翻动工件，使其位置及方向改变，克服屏蔽的情况及现象，使除油工件表 面每一点都得到超声波的辐射作用。当超声波用在化学除油或电化学除油时，两种除油液的浓度可以低些，温度 也可降低，甚于采用室温，以免影响超声波的作用及除油效果， 也可以减少工件 表面的腐蚀。盐酸除锈最佳浓度的选择1前言目前国内太多数热程 镀锌、渗锌、电镀锌、电镀多元合金.去除钢铁表面的 锈蚀均采用盐酸除锈的方法。由于强调生产，追求产量.使酸洗液一直处于较高 的浓度，而忽视了酸洗液的最佳浓度的控制与维护，许

38、多厂家不知道控制酸洗液 的浓度，而简单地采取每周更新一次酸液， 有些则一年更新两次，有的甚至从来 更新。通常是倒掉一些酸洗液，添加一些新酸。造成盐酸耗量过高，增加生产成 本，并对环境造成一定的污染。因此.掌握与控制盐酸酸洗液的实用寿命具有一 定的经济意义。2盐酸除锈机理使用盐酸去除钢铁表面的铁锈时，一般认为有三种作用.即溶解、还原、少量氧化剥商作用。而实际除锈机理远此上述复杂得多。当钢铁与盐酸接触后.发生如下化学反应：（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）还原作用F办 O.+2H' +2e-3FeO + H2O fFT1+2HCl-Fed + HQFe2Oj + 2H* + 2e 2FeO 千 H? 0 （FeO+ 2HCIFeCtj +H3O>（6）此还原反应，可加速溶解于盐酸溶液而成为可溶性 FeCl2。（3）少量剥离作用在上述反应中.第（1）、（2）化学反应进行得相当快。对第（3）、（4）以及还原 化学反应，通常要比（1）、（2）式幔得多。（2）式析出的H2同时对难溶的黑色氧 化皮起着冲裂和剥落的机械作用，提高了酸洗效率。但往往由于钢铁制件基体在 溶解时容易引起过腐蚀.而且析出台向基体内部渗透

40、扩散产生氢脆而降低了机械 性能。尤其是高碳钢、弹性钢制件由于氢脆而造成报废。从化学方程式（1）中可知.在一定温度下，要使这一反应持续地向右进行.必颁 控制盐酸浓度和FeCl2含量。随着酸洗不断进行.FeCl2在酸槽中含量将会越来越高 .当达到饱和状态时，化学反应达到平衡状态.尽管延长酸洗时间效果也不太明显，相反，在一定浓度下.FeC12 不饱和，则酸渣仍具有超强酸洗能力。实践证明： 酸洗速度快慢不仅考虑酸洗液的浓度，而重要的是决定于FeCl2 ， 在该盐酸浓度下的饱和程度。有文献资料报道，FeCl2 溶解度与盐酸浓度有关.一定的盐酸浓度在相同温度下具有一定的FeC12 饱和度。 当盐酸浓度达到10% 时 .FeC12 饱和度为48%; 当浓度达到31% 时， FeC12 饱和度只有55% ，同时 FeCl2 饱和度随着温度上升而增大。从以上对盐酸的除锈机理分析表明，要在最短时间内，使酸洗后的钢铁表面达到最佳清洁表面.关键在于选择盐酸的浓度、FeCl2 含量与它在该盐酸浓度下的溶解度。因此.要提高酸洗速度只有使上述三要素处于最佳状态。既要有适当盐酸浓度和一定的FeCl2 含量.