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电镀前除油处理(上)

放大字体  缩小字体发布日期:2012-07-09  浏览次数:1714
核心提示:从工序上区分,电镀加工门类可分为镀前处理、电镀和镀后处理三大部分。镀后处理不是所有电镀加工都必须的工序,但镀前处理却是任何电镀都不可缺少的。
   1 镀前处理概述

  从工序上区分,电镀加工门类可分为镀前处理、电镀和镀后处理三大部分。镀后处理不是所有电镀加工都必须的工序,但镀前处理却是任何电镀都不可缺少的。

  2 油污的来源及分类

  2.1 来源制件表面总是或多或少地存在油污,其主要来源有:

  (1)对基体材料的防蚀保护。对于易受大气腐蚀的金属材料,为增强其存放期间的防蚀性,出厂时要涂覆防锈油脂。

  (2)机械或压铸加工引入的油污。在对材料进行车、磨、钳等机加工时,为保证加工性、延长加工刀具等的使用寿命,往往采用加油的润滑、冷却切削成型等;对加工后的工件作中间防锈处理有时还故意涂覆或浸防锈油脂。采用搓丝机对标件搓丝或采用打头机打头时都要淋油,故标准件镀前都糊满了油污(而自攻钉、水泥钉之一层很厚的氧化层)。镀硬铬的轴件、内腔体、模具等磨削后多打有防锈油,甚至涂黄油。压铸件为了易于脱模,加了脱模剂;而冷拉拔件为了延长拉丝模寿命,有时也加入润滑油脂。

  (3)工序间防锈处理。当工件加工程序多、加工周期长时,作为工序间防锈,有时也用防锈油脂。

  (4)电镀前其他工序引入。对需磨抛的工件要求高时,粗砂、细砂干磨后要涂抛光膏拉“油砂”。用软布轮、麻轮抛光时,则必须采用白油、黄油、绿油等抛光膏。工件表面,特别是孔眼周围、盲孔内部,甚至糊有成团成堆的抛光油,很难去除干净。

  (5)操作污染。在周转、装挂或栓挂工件时,工具、手套、汗手摆弄工件时,也附着油污。有时工件先作酸洗,酸洗液或清洗水表面的油膜也会附在工件上。

  2.2 油污的分类

  不同性质的油污要采用不同的去油方式与方法来去除,才能取得良好效果。从性质上分,油可分为两大类:皂化类油与非皂化类油。动物油、植物油的主要成分为脂肪(甘油三酸酯等),它们能与碱发生皂化反应,生成溶于水的甘油和肥皂,因此,这类油称为皂化类油。从石油、煤等地下矿产物提炼、裂解产生的矿物油,如汽油、煤油、柴油、机油、凡士林、沥青、煤焦油等,其主要成分为碳氢化合物,它们不与碱发生皂化反应,因此称为非皂化类油。

  制件上往往同时含有两类油。目前,矿物油类在工农业生产及日常生活中应用日广,在油污中所占比例更大,而动植物油则主要用作食用油。

  3 除油液中必备的两大组分

  由于实际工件上总是同时存在皂化类与非皂化类油污,因此除油液中必须同时含有能去除这两类油污的两种组分。

  3.1 碱类物质

  碱类物质对去除皂化类油的效果较好,分为强碱与弱碱两类。

  3.1.1 强碱类

  强碱类物质碱性强,用量少。最常用的是氢氧化钠,俗称苛性钠、烧碱、火碱,皮肤接触时有热烫的感觉。氢氧化钾(苛性钾)的碱性更强,但价贵,用于除油则成本太高。对于某些镀液,如焦磷酸盐镀铜、HEDP镀铜、镀金、镀银等,采用K+时的效果比采用Na+时的效果好,则用苛性钾。苛性钠有用铁桶装的固体碱(称为“桶碱”),用塑料袋装的片状物(称为“片碱”),以及杂质多的溶液(称为“液碱”)。桶碱相对便宜,但用时要先捣碎,较为麻烦。碱应密封保存,否则很易潮解,其与空气中二氧化碳反应会部分转化为碳酸钠。苛性钠溶于水为放热反应,使用时应注意安全。特别是在捣碎桶碱时,慎防溅入眼中。

  3.1.2 弱碱类

  弱碱类从分子结构看多为盐类,它们溶于水后因水解反应而显碱性。

  (1)纯碱(即碳酸钠,大苏打),有无水、一水和十水3种,粉状或结晶状,一般工业品为含水物。其溶于水发生如下水解反应,生成碳酸氢钠,即小苏打。

  (2)磷酸三钠(正磷酸钠)

  其工业品常含12个结晶水,分子式为Na3PO4·12H2O。溶于水后水解成碱:

  Na3PO4+H2O=NaOH+Na2HPO4(磷酸氢二钠)

  Na2HPO4+H2O=NaOH+NaH2PO4(磷酸二氢钠)

  由于苛性钠与碳酸钠除油后,工件表面残碱很不易清洗干净(即水洗性差),再活化时与酸中和,工件表面易附着盐类,因而效果不好。磷酸三钠的水洗性好,加入磷酸三钠后工件表面残碱易于清洗干净,故除油液中往往既加碳酸钠又加磷酸三钠,且后者的加入量大于前者。碱类物质还有利于钢铁件在除油时处于钝化态。具有一定的短暂防蚀功能。电解除油液中含有碱类物质,可提高除油液的电导率。对于锌压铸件、精密铝件之类的两性金属,溶液碱度过高时会受到腐蚀,因而不宜用苛性钠等强碱,一般只用碳酸钠与磷酸三钠。

  电镀前除油处理

  3.2 表面活性剂

  工件表面的油污常以矿物油居多(如标准件、机加工后的保护油等),而它们不与碱类发生皂化反应,难以用碱直接去除,只能借表面活性剂的乳化作用(详见第三讲)来去除。表面活性剂的润湿、渗透、分散等能力也可加快除油速度。乳化作用对皂化类油也有去除作用。故表面活性剂是除油液的必备组分。皂化反应生成的肥皂也是一种表面活性剂,但其作用很有限。如今,不少除油剂(粉)的实际成分主要是经筛选后复配的表面活性剂,有些还加有弱碱类物质。除油液中只加碱而不加入表面活性剂,除油效果会很差。

  表面活性剂中用得最多的是非离子型表面活性剂,如乳化作用良好的OP乳化剂;用阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠也有效。在复配表面活性剂时应注意,不能将阴离子型表面活性剂与阳离子型表面活性剂混用,否则两者相互反应后会生成沉淀而失效。

  3.3 其他物质

  3.3.1 水玻璃(硅酸钠)

  水玻璃过去广泛用作除油液的组分之一,它既具有碱性,又有表面活性作用,但现今均不主张采用。原因是除油后若不用热水洗(现不少厂都去掉了该工序,特别是采用电加热的)再冷水洗,稍未洗净,在下一步活化时硅酸钠会与酸反应生成附着牢固的硅胶,从而影响镀层的结合力。

  3.3.2 辅助类物质

  采用三聚磷酸钠或多聚磷酸钠部分代替磷酸三钠,除油效果更好。在对铝件、锌压铸件除油时,加入适量的焦磷酸钠、葡萄糖酸钠,也能获得更好的效果。

  4 除油方法

  4.1 有机溶剂除油

  利用对油污有溶解作用的汽油、煤油、酒精、三氯乙烯、四氯化碳、氟里昂等进行浸泡、擦洗,对两类油污均有去除作用。但有机溶剂价格贵、易挥发,多数具有易燃性,现已较少采用。对于成堆的抛光膏、黄油之类,有时还不得不用细布、棉纱等沾有机溶剂揩擦作为预除油。无专用设备而采用浸泡法除油时,有机溶剂重复使用,除油不会彻底,因为浸洗后,溶于其中的油污待溶剂挥发后又会残留在工件表面。对于一些加工附加值很高、要求除油彻底而又无法电解除油的小件,如电子管、显像管中的电真空小件、电子电镀件(非连续带材),有时仍采用有机溶剂除油,甚至采用三氯乙烯气相除油专用设备(三氯乙烯可循环利用)进行除油。

  4.2 手工抹油

  对于大件(如长轴件镀硬铬),有时仍采用手工抹油。最省的方法是沾水泥浆擦抹,既带碱性又有机械作用。但应注意冲洗后再抹净表面的水泥,否则,一是水泥带入镀槽有害,二是镀层易发花甚至麻砂。

  4.3 化学除油

  将工件悬挂或小件用框篮等盛装后,置于加温的化学除油液中浸洗或煮,则为化学除油。一般来说,液温越高,除油效果越好。所谓的“室温除油剂”,液温低时也应加热。原因是静置条件下传质主要靠扩散作用,液温低时传质效果不好;加热时,除油液的热运动更有助于对流传质。对于易重叠的平面件,应及时翻动。除油液脏时,应及时地部分或全部更新。化学除油难以去除钢铁件酸洗后表面产生的黑膜、黑灰,一般仅适于除油要求不高的场合或作为电解除油的预除油。对油多而又需磨抛的工件,化学除油可作为磨抛前的预处理。

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