За да се овладее и управлява добре процесът на отстраняване на масло, е необходимо правилно да се разбере принципът на свързване между покритието и металната основа. Този момент често се пренебрегва, което води до трудности на практика.
Съответните материали посочват, че механичната връзка, причинена от микрограпавостта на покритието и повърхността на субстрата, е силна само когато има междумолекулна и междуметална силова връзка между покритието и металния субстрат. Междумолекулните и междуметалните сили могат да се проявят само на много малко разстояние.
Когато разстоянието между молекулите надвиши 5μm, междумолекулната сила вече не действа. Следователно, тънък маслен филм и оксиден филм върху повърхността на субстрата също могат да възпрепятстват междумолекулната или металната свързваща сила.
За да се постигне гореспоменатото свързване, е необходимо да се отстранят маслени петна, ръжда и оксиден слой от продуктите доста старателно. „Доста старателно“, за което говорим, не означава, че повърхността трябва да бъде абсолютно чиста след предварителната обработка, а само че тя трябва да има квалифицирана повърхност. Така наречената квалифицирана повърхност всъщност означава, че филмите, които са вредни за галванопластиката, трябва да бъдат отстранени след предварителната обработка и заменени с филми, които са подходящи за приемане на галванопластика.
Същевременно, чрез предварителна обработка на покритието, металната повърхност трябва да бъде абсолютно равна. След механични обработки като шлайфане, полиране, барабанно рязане, пясъкоструене и др., видимите драскотини, грапавини и други дефекти по повърхността се отстраняват, така че повърхността на основата да отговаря на изискванията за нивелиране и завършване на покритите части преди отстраняване на масло и ръжда.
Този момент трябва да е ясен. Само когато този момент е ясен, можем правилно и практично да изберем потока и формулата на процеса на предварителна обработка измежду подобни формули за предварителна обработка.
Как да приложим процеса на обезмасляване в производството?
Обикновено се използва алкално обезмасляване. Съставът на обезмасляващия разтвор и условията на процеса се избират в зависимост от състоянието на масленото петно и вида на металния материал.
Когато по повърхността има голямо количество мазнини, т.е. масленият слой е много дебел, с мазен и лепкав ефект, той не може лесно да се отстрани само чрез алкално обезмасляване. Необходимо е първо да се използват други методи, като например четкане с разтворител за предварителна обработка на обезмасляването, а след това да се извърши алкално обезмасляване. Алкалният разтвор за обезмасляване е силно алкален и ще причини видима корозия при реакция с някои метали.
Следователно, обезмасляването на покрития като алуминий и цинк трябва да се извършва при възможно най-ниска температура и нискоалкални условия. Обикновено е приемливо стоманените части да се обработват с по-висока алкалност, но при обработка на цветни метали pH на обезмасляващия разтвор трябва да се регулира в подходящ диапазон. Например, алуминият, цинкът и техните сплави трябва да имат pH под 11, а времето за обезмасляване за такива продукти не трябва да надвишава 3 минути.
От гледна точка на разходите, някои препоръчват обезмасляване при ниска температура, но намаляването на температурата противоречи на подобряването на ефективността. Колкото по-висока е температурата, толкова по-бърза е скоростта на физичната и химичната реакция между мазнините, полепнали по повърхността, и почистващия препарат, и толкова по-лесно е обезмасляването.
Практиката е доказала, че вискозитетът на маслените петна намалява с повишаване на температурата, така че обезмасляването е по-лесно за извършване, но ниските температури нямат този ефект. Поради това се разглежда използването на емулгатори и повърхностноактивни вещества. Що се отнася до това дали обезмасляването при висока температура е добро и каква температура е подходяща за контролиране, опитът на автора е, че 70-80°C е по-добра. Това може също да помогне за премахване на остатъчното напрежение в основния метал, причинено от машинната обработка, което е много полезно за подобряване на адхезията на покритието, особено между многослойните никелови пластини.
Общите стоманени части могат да се обезмасляват комбинирано, като например първо катодно обезмасляване за 3-5 минути, след това анодно обезмасляване за 1-2 минути, или първо анодно обезмасляване за 3-5 минути, след това катодно обезмасляване за 1-2 минути. Това може да се постигне чрез два процеса на обезмасляване или чрез захранване с комутационно устройство.
За високоякостна стомана, пружинна стомана и тънки части, за да се предотврати водородно крехкост, се извършва само анодно обезмасляване в продължение на няколко минути. Частите от цветни метали, като мед и медни сплави, обаче не могат да използват анодно обезмасляване и е разрешено само катодно обезмасляване в продължение на 1-2 минути.
По отношение на приготвянето и поддръжката на обезмасляващия разтвор, приготвянето на химически и електролитни обезмасляващи разтвори е сравнително лесно. Първо, използвайте 2/3 от обема на резервоара с вода, за да разтворите други материали, с изключение на повърхностноактивните вещества, и разбъркайте едновременно (за да предотвратите слепването на лекарството). Тъй като тези лекарствени материали отделят топлина при разтваряне, няма нужда да се нагряват. Повърхностноактивните вещества трябва да се разтворят отделно с гореща вода преди добавяне. Ако не могат да се разтворят наведнъж, горната бистра течност може да се излее и след това да се добави вода за разтваряне. Добавете до посочения обем и разбъркайте добре преди употреба.
Трябва да се обърне внимание на управлението на течността за отстраняване на масло:
① Редовно тествайте и допълвайте материалите. Повърхностноактивните вещества трябва да се допълват в количество от 1/3 до 1/2 от първоначалното количество седмично или на всеки две седмици, в зависимост от обема на производството.
② Използваните железни пластини не трябва да съдържат прекомерни примеси от тежки метали, за да се предотврати навлизането им в покритието. Плътността на тока трябва да се поддържа на 5-10 A/dm², а изборът му трябва да осигурява достатъчно отделяне на мехурчета. Това не само осигурява механичното отделяне на маслени капчици от повърхността на електрода, но и разбърква разтвора. Когато повърхностното маслено петно е постоянно, колкото по-голяма е плътността на тока, толкова по-бърза е скоростта на обезмасляване.
③ Плуващите петна от масло в резервоара трябва да се отстраняват своевременно.
④ Редовно почиствайте утайките и замърсяванията в резервоара и своевременно сменяйте разтвора в резервоара.
⑤ Опитайте се да използвате повърхностноактивни вещества с ниско съдържание на пяна в електролита; в противен случай въвеждането им в съда за галванопластика ще повлияе на качеството.
Как да овладеем и управляваме процеса на киселинно ецване (ецване)?
Подобно на процеса на обезмасляване, киселинното ецване (ецване) играе важна роля в предварителната обработка на покритието. Тези два процеса се използват заедно в производството преди покритието и основната им цел е да премахнат ръждата и оксидните люспи от металните части с покритие.
Обикновено процесът, използван за отстраняване на голямо количество оксиди, се нарича силно ецване, а процесът, използван за отстраняване на тънки оксидни филми, които са едва видими с просто око, се нарича слабо ецване, което може да се раздели допълнително на химическо ецване и електрохимично ецване. Слабото ецване се използва като последен процес на обработка след силно ецване, т.е. преди детайлът да влезе в процеса на галванопластика. Това е процес на активиране на металната повърхност и лесно се пренебрегва в производството, което е именно една от причините за галванопластиката.
Ако слабият разтвор за ецване е един от компонентите на следващия разтвор за покритие или ако въвеждането му няма да повлияе на разтвора за покритие, е по-добре активираните части за покритие да се поставят директно в резервоара за покритие, без да се почистват.
Например, при използване на разреден киселинен активационен разтвор преди никелиране, за да се осигури плавното протичане на процеса на ецване, обезмасляването трябва да се извърши преди ецването; в противен случай киселината и металните оксиди не могат да осъществят добър контакт и реакцията на химическо разтваряне ще бъде трудна за протичане.
Следователно, за да се овладее добре киселинното ецване, е необходимо и теоретично да се изяснят тези основни принципи.
Обикновено, за отстраняване на оксидния слой от чугунени и стоманени части, се използват главно сярна киселина и солна киселина за киселинно ецване. Методът е прост, но в реалното производство е трудно да се постигне очакваната цел, ако не му се обърне внимание.
Критериите за избор на условия за ецване със сярна киселина обикновено се основават на опит, който се определя от външния вид на детайла след ецване, което в крайна сметка не може да се контролира количествено. Практиката показва, че ефектът от ецването със сярна киселина при отстраняване на оксидни люспи при 40°C е много по-голям, отколкото при 20°C, но когато температурата се повиши допълнително, ефектът на лющене не се увеличава пропорционално.
В същото време, в сярна киселина с концентрация по-ниска от 20%, с увеличаването на концентрацията скоростта на киселинно ецване се ускорява, но когато концентрацията надвиши 20%, скоростта на киселинно ецване намалява. Поради тази причина смятаме, че стандартните условия на процеса с концентрация на сярна киселина 10%-20% и ецване под 60°C са по-подходящи. Трябва също да се отбележи, че по отношение на степента на стареене на разтвора на сярна киселина, обикновено, когато съдържанието на желязо в разтвора за ецване надвиши 80 g/L и съдържанието на железен сулфат надвиши 2,5 g/L, разтворът на сярна киселина вече не може да се използва.
По това време разтворът трябва да се охлади, за да кристализира и да се отстрани излишният железен сулфат, след което да се добави нова киселина, за да се изпълнят изискванията на процеса.
Критерии за избор на условия за процес на киселинно ецване на солна киселина: концентрацията обикновено трябва да се контролира на 10%-20%, а процесът трябва да се провежда при стайна температура. В сравнение със сярната киселина, при същите условия на концентрация и температура, скоростта на ецване на солната киселина е 1,5-2 пъти по-бърза от тази на сярната киселина.
Дали да се използва сярна или солна киселина за киселинно ецване зависи от конкретната ситуация на реалното производство. Например, при силно ецване на черни метали често се използва сярна или солна киселина или „смесена киселина“ от двете в определено съотношение.
Въпреки това, видът киселина, използвана за химическо силно ецване, зависи от състава и структурата на оксидите върху повърхността на чугунените и стоманените части. Същевременно е необходимо да се осигури бърза скорост на ецване, ниски производствени разходи и възможно най-малка размерна деформация и водородно крехкост на металните изделия. Трябва обаче да се разбере, че отстраняването на оксидни люспи в солна киселина се основава главно на химическото разтваряне на солната киселина и механичният ефект на лющене на водорода е много по-малък от този в сярната киселина. Следователно, разходът на киселина при използване само на солна киселина е по-висок, отколкото при използване само на сярна киселина.
Когато ръждата и оксидните наслаги по повърхността на покритите части съдържат голямо количество високовалентни железни оксиди, може да се използва смесено киселинно ецване, което не само упражнява разкъсващ ефект на водорода върху оксидните наслаги, но и ускорява химическото разтваряне на оксидите. Ако обаче металната повърхност има само ронливи продукти от ръжда (главно Fe₂O₃), за ецване може да се използва само солна киселина, поради бързата скорост на ецване, по-малкото разтваряне на субстрата и по-малкото водородно крехкост.
Но когато металната повърхност има плътен оксиден слой, използването само на солна киселина изисква повече енергия, по-висока цена и по-лош ефект на отлепване на оксидния слой от сярната киселина, така че сярната киселина е по-добра.
Електролитно ецване (електролитична киселина, електрохимично ецване), независимо дали е катодна електролиза, анодна електролиза или PR електролиза (периодична обратна електролиза, която периодично променя положителните и отрицателните полюси на детайла), може да се извърши в 5%-20% разтвор на сярна киселина.
В сравнение с химическото ецване, електролитичното ецване може по-бързо да премахне здраво свързаните оксидни люспи, да причини по-малко корозия на основния метал, лесно е за работа и управление и е подходящо за автоматични линии за галванично покритие. PR електролизата се използва широко в Япония за отстраняване на оксидни люспи от неръждаема стомана.
В Китай много хора използват катодно и анодно електролитно ецване, комбинирано с електролитно обезмасляване, за предварителна обработка преди нанасяне на покритие. Анодната електролитна киселина за черни метали е подходяща за обработка на метални части с голямо количество оксидни отлагания и ръжда и може да се извърши предимно при стайна температура. Повишаването на температурата може да увеличи скоростта на киселинното ецване, но не толкова, колкото химическото киселинно ецване. Увеличаването на плътността на тока може да ускори скоростта на киселинното ецване, но ако е твърде висока, основният метал ще се пасивира.
По това време химичното и електрохимичното разтваряне на основния метал на практика изчезва, оставяйки само ефекта на отлепване на кислорода върху оксидните люспи. Следователно, скоростта на ецване се увеличава малко, което трябва да се овладее умело. Обикновено е подходяща плътност на тока от 5-10 A/dm². За анодно киселинно ецване, като инхибитори могат да се използват о-ксилен тиоурея или сулфонирано дървообработващо лепило с доза 3-5 g/L; за катодна електролитна киселина на черни метали може да се използва разтвор на сярна киселина или смесена киселина от около 5% сярна киселина и 5% солна киселина, плюс подходящо количество натриев хлорид. Тъй като няма очевиден процес на химично и електрохимично разтваряне на металния субстрат (желязо), подходящото добавяне на съединения, съдържащи Cl⁻, може да помогне за разхлабване на оксидните люспи по повърхността на частите и да ускори скоростта на ецване. В същото време, като инхибитори могат да се използват формалдехид или уротропин.
Накратко, сярната киселина се използва широко за киселинно ецване на стомана, мед и месинг. В допълнение към горепосоченото, сярната киселина, заедно с хромовата киселина и дихроматите, се използва като средство за отстраняване на оксиди и замърсявания от алуминий.
Използва се заедно с флуороводородна киселина или азотна киселина, или и двете, за отстраняване на оксидни наслаги от неръждаема стомана. Предимството на солната киселина е, че тя може ефективно да декапира много метали при стайна температура; един от недостатъците ѝ е, че трябва да се обърне внимание на предотвратяването на замърсяване с пари от HCl и киселинна мъгла.
Освен това, азотната киселина и фосфорната киселина също се използват често при ръчна предварителна обработка. Азотната киселина е важен компонент на много агенти за ярко ецване. Тя се смесва с флуороводородна киселина за отстраняване на оксидни наслагвания от термична обработка от алуминий, неръждаема стомана, сплави на основата на никел и желязо, титан, цирконий и някои сплави на основата на кобалт.
Фосфорната киселина се използва за отстраняване на ръжда от стоманени части, както и в специални резервоарни разтвори за неръждаема стомана, алуминий, месинг и мед. Смесената киселина от фосфорна киселина, азотна киселина и оцетна киселина се използва за предварителна обработка на блестящо анодиране на алуминиеви части. Флуороборната киселина се е доказала като най-ефективния разтвор за ецване на оловни сплави или медни или месингови части с калаен припой.
Съобщава се, че отстраняването на метални оксидни наслаги и оксиди изразходва 5% от световното производство на сярна киселина, 25% от солната киселина, по-голямата част от флуороводородната киселина и голямо количество азотна киселина и фосфорна киселина.
Следователно, правилното овладяване на използването на тези киселини за киселинно ецване е очевидно важен въпрос в технологията на приложение на предварителна обработка. Не е трудно обаче да се използват, но не е лесно да се използват добре, да се спестяват и да се намали разходът.
Време на публикуване: 29 януари 2026 г.