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电镀酸性除油研究(一)

放大字体  缩小字体发布日期:2012-06-07  浏览次数:1937
核心提示:进入电镀车间的金属制品,由于经过各种加工和处理,不可避免地会粘附一层油污,因此在电镀或氧化、磷化之前,为保证镀层与基体的牢固结合;保证氧化、磷化的顺利进行和转化膜的质量,必须清除零件表面上的油污。

进入电镀车间的金属制品,由于经过各种加工和处理,不可避免地会粘附一层油污,因此在电镀或氧化、磷化之前,为保证镀层与基体的牢固结合;保证氧化、磷化的顺利进行和转化膜的质量,必须清除零件表面上的油污。加工、处理和运转过程中粘附的油污不外乎包括三类:矿物油、动物油和植物油,按其化学性质又可归为两大类,即皂化油和非皂化油。动物油和植物油属皂化油,这些油能与碱作用生成肥皂,故有皂化油之称。各种矿物油如石蜡、凡士林、多种润滑油等,它们与碱不起皂化作用,故统称非皂化油。

根据清洁生产的要求和油的特性及在零件表面的粘污程度,应有针对性地选择低能量消耗(常温)、无磷(磷酸盐)、适量含有表面活性剂(量大要影响废水中的BOD)的除油溶液和除油方法。常用的除油方法有:有机溶剂除油、化学除油、电化学除油、擦拭除油、滚筒除油以及上述方法的联合使用。各种除油方法及特点见表2-2-10表2—2一l各种除油方法及特点油法特点


  油法    
     点
    适用范 围
    有机溶剂除油
 除油快,对皂化油脂和非皂化油脂均能溶解,一般不腐蚀零件。但除油不彻底,需用化学或电化学方法补充除油,多数有机溶剂易燃、有毒,成本较高,不符合清洁生产要求
 可对形状复杂(接缝、盲孔状)的小零件、
有色金属件、油污严重的零件及易被碱溶液
腐蚀的金属零件进行初步除油
    化学除油
 设备简单,成本低,但除油时间较长些,(有常温、多功能除油液)
    一般零件除油
    电化学除油
 除油快而彻底,能除去零件表面的浮灰,浸蚀残渣等机械杂质,但需直流电源,进行阴极除油时,零件容易渗氢,深孔内的油污去除较慢
 一般零件的除油或阳极去除浸蚀残渣
    擦拭除油
 设备简单,操作灵活、方便,不受零件限制,但劳动强度大,工效低
 大型零件或其他方法不易处理的零件
    滚筒除油
 工效高,质量好,但不适于大型零件和易变形的零件
 精度不太高的小型零件

 第一节有机溶剂除油

这种方法是利用有机溶剂能溶解两类油脂的特点除去零件表面油污。其特点是除油速度快,操作方便,不腐蚀零件。缺点是溶剂易燃、有毒、价格贵,且除油不彻底,需再行补充除油。常用的有机溶剂有:汽油、煤油、酒精、丙酮、苯类(苯、甲苯、二甲苯)、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳、氟里昂113等。列举的汽油至苯类属于有机烃类溶剂,其特点是毒性较小,易燃,对大多数金属无腐蚀作用,多用于冷态浸渍或擦拭除油。列举的三氯乙烯至氟里昂113等属于有机氯化烃类溶剂,其特点是不燃,对油脂的溶解能力很强,除油效率高,除铝镁外,对大多数金属无腐蚀作用,可用浸渍擦拭法,也允许加温操作,进行气液相联合除油。溶剂还可以再生循环使用。

常用有机溶剂的部分物理、化学常数,如表2-2-2所列。

表2-2-2常用有机溶剂的部分物理化学常数


 

一、机溶剂除油方法

两种类型的有机溶剂除油,优点突出,但均有不足之处,,不过对有些金属和零件,如锌及其合金,以及有色金属与非金属压合在一起的零件,或者油污较厚的其他金属零件,则只能或必须采用有机溶剂除油。

易燃性有机烃类溶剂,只能用浸渍、擦拭、刷洗等冷态加工方法进行除油。设备简单,只需一个盛溶剂的容器和简单的擦洗工具。适用于多种材料的金属零件,应用比较广泛。

不燃性有机氯化烃类溶剂除油,其三氯乙烷、三氟三氯乙烷,使用方法与设备同有机烃类溶剂,尤其适用于各种有机涂层或由有机复合材料制成的零件除油。应用最多的三氯乙烯和四氯化碳,除油效果最好,但必须有通风和密封性良好的专用设备,可进行冷法加工,也可加温进行处理。其除油方法有蒸汽除油、喷射除油、浸渍一蒸汽除油、浸渍一喷淋一蒸汽联合除油等方法。相应于前各种方法的三氯乙烯除油专用设备有:通用蒸汽除油设备、带喷洗器的蒸汽除油设备、带浸洗槽的蒸汽除油设备和改进型三槽式三氯乙烯除油专用设备等。现就三氯乙烯溶剂除油作重点介绍:

1.三氯乙烯的特性与除油作用

三氯乙烯除油是一种快速、经济有效的除油工艺方法。三氯乙烯燃点为410℃,对油脂的溶解能力很强,常温下比汽油大4倍,50℃时大7倍。’加热三氯乙烯,使之变成蒸汽,其密度又比空气大得多,故可以在设备中保持一个三氯乙烯蒸汽层,与空气有一个明显的分界面。当使用三氯乙烯蒸汽除油时,有油垢的零件进入三氯乙烯蒸汽层后,蒸汽立即冷凝在零件表面,溶解其表面油垢而被除去。又由于三氯乙烯的沸点比一般油脂低得多,以至被溶解的油脂不再和三氯乙烯一同被汽化,从而始终保持三氯乙烯蒸汽层的纯净,不使油脂再污染零件。

2.三槽式三氯乙烯除油专用设备

在前面提到的几种三氯乙烯除油专用设备中,三槽式三氯乙烯除油专用设备国外应用最多。其结构原理如图2-2-1所示。

图2-2-1三槽式溶剂除油设备示意图

 第一槽加温浸泡,溶解除去大部分油脂;第二槽,常温较干净冷液,用于除去一槽浸泡后残留的油污;最后在第三槽中进行蒸汽除油。这种三槽除油设备是集原单纯蒸汽除油、浸渍一蒸汽除油为一体的除油设备。若在浸渍槽底部加入超声波,‘可加速污垢物脱离,除去抛光膏残渣等;若加喷淋装置可快速冲掉大颗粒粉尘,或用于大型零件蒸汽除油后的辅助除油。设备中的滴水冷却管是用以冷却三氯乙烯和水的界面,防止三氯乙烯蒸汽逸散。从冷却管上凝结下来的三氯乙烯不可避免地含有一些水分(来自空气中的水蒸气),这种含水的三氯乙烯回到除油设备里,会加速三氯乙烯的分解,故又在设备上加装水分离器,利用水与三氯乙烯的密度不同、互不相溶、形成分层的特性,达到连续分离、纯化三氯乙烯的目的。

一溶剂除油注意事项

—一、√

部分有机溶剂易燃(有机烃类),多数有机溶剂的蒸汽有毒,三氯乙烯毒性更大,故必须采取必要的通风、防火、防爆等安全措施,根据清洁生产要求,尽量的不采用,必须使用三氯乙烯则要特别注意下列几点:

(1)设备密闭性良好,谨防蒸汽泄漏。除油设备底部的集液池要有足量的三氯乙烯,一般应超过加热器50mm,不高于零件托架高度;加热器不能露出液面,采用水蒸气加热,蒸汽压力不得超过20N7crri2,以控制三氯乙烯的气化率。

(2)三氯乙烯在紫外线照射下,受光、热、氧、水的作用,会分解出剧毒的碳酰氯(即光气)和强腐蚀的氯化氢:CCl2:CHCl+02=COCl2+HCl+CO如果在铝、镁金属的催化下,这种分解作用更烈,因此采用三氯乙烯除油,应避免日光直接照射和带水人槽。铝、镁零件不易采用三氯乙烯除油。

(3)三氯乙烯要避免与苛性钠或水中pH值大于12的任何物质接触。因为苛性钠与三氯乙烯一起被加热时,会产生二氯乙炔,可能发生爆炸:.+'CCl2CHCl+NaOH=全一=C2Cl2+NaCl+H20

(4)三氯乙烯气体毒性大,有强烈的麻醉作用,因此严禁在除油设备7m半径范围内吸烟,以防吸人三氯乙烯形成的有害人体的酸性气体,引起头昏、昏迷等中毒症状。

(5)尽量避免三氯乙烯与皮肤接触,以免引起皮肤脱脂而燥裂。如必鬟接触时,应戴防护手套。

(6)零件进出槽的速度要适当慢些,避免产生“活塞效应”,把三氯乙烯蒸汽挤出和带出设备之外。进出槽速度一般不超过3m/mino

(7)使用三氯乙烯除油要定期测量其密度,控制含油量不超过300/0,以防三氯乙烯沸点升高和分解,降低设备效率,粘污零件。故当含油量达到25070~30u/o时,应更新溶剂。

(8)经常检查设备有无腐蚀迹象,以便及时排除造成三氯乙烯分解呈酸性的因素(过热、水、铝、镁)o

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