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电镀前除油处理(下)

放大字体  缩小字体发布日期:2012-07-09  浏览次数:1268
核心提示:电镀前除油处理
   4.4 滚光或振筛除油

  在滚光机或振筛机内加入除油剂进行除油,由于工件的滚动或振动,工件翻转快,且除油液对制件表面有冲刷作用,比静置化学除油快且效果好。一般仅适于标件等小件除油。若相互摩擦、撞击会损伤工件表面,则应慎用。最好滚桶转速、振动频率与振幅都可调(如采用变速电机控制)。加入OP乳化剂与硫酸,有时可实现除油、除锈一步完成。

  4.5 氧化除油法

  由于浓硫酸不具挥发性且有强氧化性,因此有时用作氧化除油。其氧化作用有2个用处:一是将油污氧化分解去除;二是除油后工件表面因氧化作用而处于钝态,不致发生腐蚀。故钢铁小件、锌压铸件、铝件、铜件上除油均可应用。一般于室温除油即可,也可在加温条件下除油。浓硫酸氧化法除油在标件氯化钾滚镀锌上应用较多。该法在使用时应注意以下问题:

  (1)工件必须在干燥情况下进行除油。若表面或盲孔件附水多,硫酸被局部稀释后则不具有强氧化性,反而会腐蚀工件。

  (2)除油后沥干浓硫酸,接着应立即用大量冷水快速清洗干净,清洗速度不均匀时局部生成的稀硫酸也会腐蚀工件。用水洗槽清洗,其体积应小,清洗水要及时更换。

  (3)使用后,浓硫酸表面的浮油应及时用细密的不锈钢丝网瓢打干净,否则工件取出后表面又会附着一层油污。切莫嫌麻烦而敷衍了事。

  (4)操作时应穿戴好防护用品,防止出现人伤事故。

  4.6 超声波除油与清洗

  用超声波发生器与换能器对除油液施加超声波的除油方法称为超声波除油。在超声波作用下,溶液内交替产生减压和增压作用。在减压作用下,溶液中形成无数小的真空点,蒸汽及液中溶解气体进入其中形成很小的气泡;在其后产生的瞬间增压作用下,气泡被压破,发生飞散而产生冲击波。气泡破坏时可产生数千度高温及数千大气压的压力,具有非常强烈的搅拌作用。这种在超声波作用下不断发生的无数微气泡的形成又破坏的作用,称为超声波的“空化作用”。

  静置条件下的化学除油缺乏搅拌作用(低温条件下则更差),故除油速度与彻底性并不好。而超声波的空化作用则极大地提高了除油速度与效果。但超声波除油槽难以做大,故一般局限于小件应用。超声波除油越来越多地用于抛光件、盲孔件和铆接的夹层件,特别是锌压铸件。超声波除蜡则主要是指对小型抛光件上附着的抛光蜡采用超声波的方法彻底去除。

  在清洗水中施加超声波,则成为超声波清洗,它对于具有盲孔的复杂件、有铆焊的夹层件的内部清洗有良好的效果。

  4.7 电解除油

  电解除油速度快、效果好,往往作为镀前的最终除油工序。电解除油的反应实质为电解水。即在阳极上产生氧气,在阴极上产生氢气。猛烈析出的气体起到强烈空气搅拌的作用,能撕裂、粉碎油膜。气泡上升,其表面也能黏附油污,将油污带至液面。在电极极化作用下,降低了油/液界面的表面张力,使表面活性剂的乳化作用加快。

  电解除油时,阴阳极间施加的电压越高(或电流密度越大)、液温越高,则除油越快、越彻底。因都应加温,故除油槽最好加保温层以节能。对于锌压铸件、铝件等两性金属,为防止基体腐蚀,液温应控制在工艺规定的范围内,故宜设数显恒温控制装置(电加热比蒸汽加热更易于实现恒温控制)。

  4.7.1 阴极除油

  将置放工件的铜杆与整流器输出的负极相连,电解除油时工件作为阴极,这称为阴极除油。阴极除油的优点是:

  (1)由于电解2个水分子产生2个氢气分子和1个氧气分子,因此阴极上产生的气体体积是阳极上的一倍(标准状态下,1mol任意气体的体积均为22.4L),故阴极上气体的搅拌作用比阳极上的强,除油速度快。

  (2)由于阴极上不会发生基体金属的氧化溶解,且阴极上产生的活性氢原子具有还原作用,因此不会腐蚀基体,且能去除其表面的钝化层。对铝件、锌压铸件、铜件等有色金属的除油显示出优越性。

  阴极除油的缺点有:

  (1)存在基体渗氢问题。由于阴极上产生氢气,其分子体积小、渗透力强,易于渗入基体而产生氢脆,破坏基体的机械性能,甚至造成氢致延迟断裂。另外,渗入基体的氢气在电镀时逸出,会产生很大的压力,甚至造成镀层起泡。

  (2)除油时因阴极沉积,故工件表面不干净。除油材料均用工业材料,且使用过程中会引入杂质。除油液稍脏,其中的金属阳离子杂质会如电镀时一样,在工件表面沉积,产生黑色甚至海绵状沉积物,影响镀层结合力。

  因此,单独采用阴极除油是不可行的。

  4.7.2 阳极除油

  将工件置于阳极时的电解除油称为阳极除油。其优缺点与阴极除油刚好相反。阳极除油的优点是:

  (1)阳极上产生氧气,故不存在基体渗氢问题。

  (2)除油液中的阳离子杂质不会在阳极上沉积,故除油后工件表面很干净。对于酸洗过的钢铁件,其表面残留的碳化铁黑灰也因阳极溶解而被去除干净。

  阳极除油的缺点有:

  (1)除油速度比阴极除油慢。原因之一是阳极上产生的氧气体积为阴极氢气的一半,通入相同电量时阴极上产生的气体较少,其搅拌作用以及对油膜的撕裂粉碎作用也较弱;再者,阳极上析氧消耗了OH−,工件界面液层的pH下降,不利于皂化反应的进行;三者,氧气泡较氢气泡体积大,在工件表面滞留的能力小,上浮时带出油滴的作用也就弱。

  (2)基体可能存在阳极腐蚀与氧化问题。钢铁件阳极除油后,正常情况下因生成氧化膜而处于钝态,不会腐蚀;但铝、锌、锡、铅、铜及铜合金等不易钝化的金属会因阳极溶解而受到腐蚀(紫铜件阳极除油后,表面被氧化而生成黑色的氧化铜)。对钢铁件阳极除油应强调一点:除油液中不允许引入过多的氯离子(如用盐酸酸洗后未洗净,尤其是复杂管件),否则Cl−会破坏除油后形成的钝化膜,产生深坑点状铁锈似的腐蚀物。此时,提高除油液中苛性钠的含量,情况会有所缓解;若不行,只能部分或全部更新除油液。

  镍上装饰镀铬的不合格铬层,用阳极电解除油褪除比用盐酸褪除的效果好。原因是:用浓度较高的盐酸(过稀的盐酸对铬无褪除作用)褪除时,盐酸会渗入镍层的孔隙之中,很难洗净;清洗后再镀铬时,盐酸渗出,镀铬后铬层易发灰。阳极电解褪除无此问题,但褪铬后镍层因阳极钝化严重,应认真活化后再套铬。经磨光的铁基体上所镀的薄层(20μm以下)硬铬,阳极电解褪铬后不会降低基体本身的光亮度。

  阳极电解除油速度较慢的问题,通常采用提高液温、加大电流密度来解决。对钢铁件电解除油主张采用阳极除油。现多数直接将钢槽与整流器输出负极相连,槽体即作为阳极而不另设铁板阳极。

  4.7.3 换向除油

  为了发挥阴、阳极电解除油各自的优点、消除其缺点,可采用先阴极除油后阳极除油的“换向除油”法。有2种实施方案:

  (1)双槽法

  采用2个电解除油槽,第一槽接成阴极除油,第二槽接成阳极除油。在第一槽中阴极除油后不清洗,再于第二槽中阳极除油。此法需两套除油设备,手工操作时会增大劳动强度。若以镀有色金属为主且采用自动线生产,可考虑此方案,但阳极除油时间要短。

  (2)单槽法过去采用大铜排制作的双刀双掷直流换向开关来实现先阴极后阳极电解除油。如今有了自动换向整流电源的问世,操作方便了,但电源较贵。

  双槽法的阴极除油或换向除油的除油液均要求十分清洁。

  5 除油后的检验

  检验除油彻底与否很简单:工件表面应完全亲水,即有一层完整的水膜,而不允许有不亲水的部分或挂有水珠。在操作时,若发现有不亲水的现象,则不能入槽电镀,而应重新除油。注意:检验是否亲水,应在活化、水洗后进行。原因是除油水洗后(特别是无热水清洗工序时),工件表面附着的一层表面活性剂未被洗净,其润湿作用会造成亲水的假象。活化再水洗后清洗比较彻底,有油则会“原形毕露”。

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