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如何选择电解脱脂工艺?

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-02  浏览次数:994

在电镀生产中,电解脱脂不是主要脱脂工艺,而是辅助脱脂工艺。

 

电解脱脂分为阳极电解脱脂和阴极电解脱脂两种形式。电解脱脂本质是电解水的过程。在阳极OH一根离子失去电子后析出氧气,在阴极H+离子获得电子析出氢气。由于阴极放出的气体数量比阳极放出的气体数量大一倍,所以阴极脱脂效果要比阳极脱脂效果好,速度快。

 

不同的基体金属对酸碱的耐受力不同,对电解脱脂剂有不同的要求。

 

   (1)钢铁件 既可用阳极脱脂,也可用阴极脱脂。脱脂剂中使用强碱性电解质。如:火碱、纯碱、磷酸盐、硅酸盐等。为了防止对基体金属的腐蚀,最好还要加入一些氧化剂,例如亚硝酸盐。为了防止碱雾逸出,还可以加入少量表面活性剂,在电解过程中形成气泡浮在液面以抑制碱雾逸出。在使用火碱时,一定要注意火碱的纯度,氯离子过高,会在电解脱脂时腐蚀铁基体。尽管阴极脱脂效率高,但金属表面析出的大量氢气也会渗入到金属晶格中去造成氢脆。所以,一般是先进行阴极脱脂后再进行阳极脱脂。

 

阴极脱脂的另一个潜在问题是,电解液中的一些带电离子和重金属离子会跑到阴极上,放电形成沉积物附在镀件上给电镀带来毛刺。虽然阴极脱脂转换成阳极脱脂后可部分消除这一弊病,但不能全部消除干净。为了防止这种现象,一般要在电解脱脂液中加入一些鳌合剂。常用的鳌合剂有EDTA二钠盐、焦磷酸盐、葡萄糖酸钠等。

 

(2)铜及其合金件 铜及其合金件在碱性介质中不稳定,所以这种件在电解脱脂时只能采用阴极脱脂。电解脱脂液的碱性要比钢铁件弱一些,主要是火碱的用量要少一些,一般火碱的含量不宜超过l0g/L。由于是阴极脱脂,电解脱脂剂中要有鳌合剂存在。其他与钢铁件脱脂基本相同。

 

(3)铝及其合金件、锌及其合金件 由于铝、锌都属于两性金属,金属原子都很活泼,在电解脱脂时,碱性要更弱一些,以保护表面不会受到腐蚀。

 

由于电解脱脂前,已经将金属表面的大部分油脂去除干净了,只剩下极少量油脂,所以,电解脱脂时使用的温度一般在30~50℃即可。通电时间在0.5~2min。

 

电流密度一般在5~10 A/dm2即可。电流过小,气体产生的量少,去油速度慢,小电流区不易去除。电流过大则易使金属表面光泽变差。表1列出了常用几种金属的电解脱脂配方及工艺条件,以供参考。

 

表1 几种金属的电解脱脂配方及工艺条件

药品名称

基 体

 

钢铁件

铜及合金件

铝及合金件

锋锯盛祷件

 

含量/(g/L)

 

火碱

10~50

5~10

0~10

0~5

 

纯碱

20~50

10~40

10~30

10~20

 

药品名称

基 体

钢铁件

铜及合金件

铝及合金件

锌铝压铸件

含量/(g,L)

磷酸盐

20—80

20—80

20—60

20一60

硅酸盐

0—40

0—30

0.30

0~30

螯合剂

2~l0

5,10

5.10

5~l0

添加剂

0~10

0—20

0一l5

O_15

温度,℃

20~50

20—50

20一40

20—40

电流密度,(A,dm2)

5~l0

5—10

5_10

5一lO

时间/min

0.5~2

0.5~2

0.5—2

0.5—2

 

表1中硅酸盐含量是从零开始的,这就是说可以不加。对于硅酸盐的使用一直存在争议。一方面硅酸盐具有良好的去油能力;另一方面硅酸盐难于清洗。当带入酸洗工序中时会在金属表面形成硅胶,从而影响镀层质量(主要表现是镀层发花和结合力差)。为了避免这一现象发生,脱脂之后在热水中清洗可以消除这一现象。

 

鳌合剂可以选择柠檬酸盐、EDTA二钠盐、酒石酸盐和焦磷酸盐,也可选用葡萄糖酸盐,这些鳌合剂(有些是络合剂)可有效地络合重金属离子。

 

添加剂主要是一种或几种复合表面活性剂。十二烷基硫酸钠可产生泡沫达到抑雾作用,还有辅助脱脂作用。

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