Per dominar i gestionar bé el procés d'eliminació d'oli, cal comprendre correctament el principi de la unió entre el recobriment i el substrat metàl·lic. Aquest punt sovint es passa per alt, cosa que comporta dificultats a la pràctica.
Els materials rellevants assenyalen que la unió mecànica causada per la microrugositat del recobriment i la superfície del substrat només és forta quan hi ha una unió de forces intermoleculars i intermetàl·liques entre el recobriment i el substrat metàl·lic. Les forces intermoleculars i intermetàl·liques només es poden manifestar a una distància molt petita.
Quan la distància entre les molècules supera els 5μm, la força intermolecular ja no funciona. Per tant, una fina pel·lícula d'oli i una pel·lícula d'òxid a la superfície del substrat també poden dificultar la força d'unió intermolecular o metàl·lica.
Per aconseguir l'unió esmentada anteriorment, cal eliminar les taques d'oli, l'òxid i la capa d'òxid dels productes a fons. El terme "bastant a fons" al qual ens referim no vol dir que la superfície hagi d'estar absolutament neta després del tractament previ al recobriment, sinó només que tingui una superfície qualificada. L'anomenada superfície qualificada en realitat significa que les pel·lícules perjudicials per a la galvanoplàstia s'han d'eliminar després del tractament previ al recobriment i substituir-les per pel·lícules adequades per a la galvanoplàstia.
Alhora, mitjançant el tractament previ al recobriment, cal que la superfície metàl·lica sigui absolutament plana. Després de tractaments mecànics com ara esmolat, polit, tamborat, sorrejat, etc., s'eliminen les ratllades, rebaves i altres defectes evidents de la superfície, de manera que la superfície del substrat compleixi els requisits d'anivellament del substrat i acabat de les peces recobertes abans de l'eliminació de l'oli i l'eliminació de l'òxid.
Aquest punt ha de quedar clar. Només quan aquest punt estigui clar podrem seleccionar correctament i pràcticament el flux i la fórmula del procés de tractament previ al recobriment entre fórmules similars per al tractament previ al recobriment.
Com s'aplica el procés de desgreixatge en la producció?
Normalment s'utilitza el desgreixatge alcalí. La composició de la solució desgreixant i les condicions del procés es seleccionen segons l'estat de la taca d'oli i el tipus de material metàl·lic.
Quan hi ha una gran quantitat de greix adherit a la superfície, és a dir, la capa d'oli és molt gruixuda, amb una sensació greixosa i enganxosa, no es pot eliminar fàcilment només amb un desgreixatge alcalí. Cal utilitzar primer altres mètodes com ara raspallar amb dissolvent per al pretractament del desgreixatge i després realitzar un desgreixatge alcalí. La solució de desgreixatge alcalina és fortament alcalina i causarà una corrosió evident en reaccionar amb alguns metalls.
Per tant, quan es desengreixen peces xapades com l'alumini i el zinc, s'ha de dur a terme en condicions de baixa temperatura i baix contingut d'alcalins tant com sigui possible. Generalment és acceptable tractar peces d'acer amb una alcalinitat més alta, però quan es tracten peces de metalls no ferrosos, el pH de la solució desengreixant s'ha d'ajustar a un rang adequat. Per exemple, l'alumini, el zinc i els seus aliatges han de tenir el pH controlat per sota d'11, i el temps de desengreixatge per a aquests productes no ha de superar els 3 minuts.
Des de la perspectiva del cost, alguns defensen el desgreixatge a baixa temperatura, però reduir la temperatura contradiu la millora de l'eficiència. Com més alta sigui la temperatura, més ràpida serà la velocitat de reacció física i química entre el greix adherit a la superfície i l'agent de neteja, i més fàcil serà el desgreixatge.
La pràctica ha demostrat que la viscositat de les taques d'oli disminueix a mesura que augmenta la temperatura, de manera que el desgreixatge és més fàcil de dur a terme, però la baixa temperatura no té aquest efecte. Per tant, es considera utilitzar emulsionants i tensioactius. Pel que fa a si el desgreixatge a alta temperatura és bo i quina temperatura és adequada per controlar, l'experiència de l'autor és que 70-80 °C és millor. Això també pot ajudar a eliminar la tensió residual del metall base causada pel mecanitzat, cosa que és molt beneficiosa per millorar l'adhesió del recobriment, especialment entre níquels multicapa.
Les peces d'acer generals poden adoptar un desgreixatge combinat, com ara un primer desgreixatge catòdic durant 3-5 minuts, després un desgreixatge anòdic durant 1-2 minuts, o un primer desgreixatge anòdic durant 3-5 minuts i després un desgreixatge catòdic durant 1-2 minuts. Això es pot aconseguir mitjançant dos processos de desgreixatge o utilitzant una font d'alimentació amb un dispositiu de commutació.
Per a acer d'alta resistència, acer de ressort i peces primes, per tal d'evitar la fragilització per hidrogen, només es realitza un desgreixatge anòdic durant uns minuts. Tanmateix, les peces de metalls no ferrosos com el coure i els aliatges de coure no poden utilitzar desgreixatge anòdic, i només es permet un desgreixatge catòdic durant 1-2 minuts.
Pel que fa a la preparació i el manteniment de la solució desgreixant, la preparació de solucions desgreixants químiques i desgreixants electrolítics és relativament senzilla. Primer, utilitzeu 2/3 del volum d'aigua del dipòsit per dissoldre altres materials, excepte els tensioactius, i remeneu alhora (per evitar que el medicament s'aglomeri). Com que aquests materials medicinals alliberen calor quan es dissolen, no cal escalfar-los. Els tensioactius s'han de dissoldre per separat amb aigua calenta abans d'afegir-los. Si no es poden dissoldre alhora, es pot abocar el líquid transparent superior i després es pot afegir aigua per a la dissolució. Afegiu-ho fins al volum especificat i remeneu-ho bé abans d'utilitzar-ho.
Cal parar atenció a la gestió del fluid d'eliminació d'oli:
① Proveu i reposeu els materials regularment. Els tensioactius s'han de reposar entre 1/3 i 1/2 de la quantitat original setmanalment o cada dues setmanes, segons el volum de producció.
② Les plaques de ferro utilitzades no han de contenir impureses excessives de metalls pesants per evitar que s'introdueixin al recobriment. La densitat de corrent s'ha de mantenir a 5-10 A/dm², i la seva selecció ha de garantir una evolució suficient de bombolles. Això no només garanteix el despreniment mecànic de les gotes d'oli de la superfície de l'elèctrode, sinó que també agita la solució. Quan la taca d'oli superficial és constant, com més gran sigui la densitat de corrent, més ràpida serà la velocitat de desgreixatge.
③ Les taques d'oli flotants al dipòsit s'han d'eliminar de manera oportuna.
④ Netegeu regularment els fangs i la brutícia del dipòsit i substituïu la solució del dipòsit immediatament.
⑤ Intenteu utilitzar tensioactius de baixa escuma a l'electròlit; en cas contrari, la seva introducció al tanc de galvanoplàstia afectarà la qualitat.
Com dominar i gestionar el procés de gravat àcid (decapatge)?
Igual que el procés de desgreixatge, el gravat àcid (decapatge) juga un paper important en el tractament previ al recobriment. Aquests dos processos s'utilitzen conjuntament en la producció prèvia al recobriment, i el seu objectiu principal és eliminar les restes d'òxid i rovell de les peces de recobriment metàl·lic.
Normalment, el procés utilitzat per eliminar una gran quantitat d'òxids s'anomena gravat fort, i el procés utilitzat per eliminar pel·lícules primes d'òxid que són gairebé invisibles a simple vista s'anomena gravat feble, que es pot dividir encara més en gravat químic i gravat electroquímic. El gravat feble s'utilitza com a procés de tractament final després d'un gravat fort, és a dir, abans que la peça entri al procés de galvanoplàstia. És un procés d'activació de la superfície metàl·lica i es passa fàcilment per alt en la producció, que és precisament una de les raons del pelat de la galvanoplàstia.
Si la solució de gravat feble és un dels components de la següent solució de recobriment, o si la seva introducció no afectarà la solució de recobriment, és millor posar directament les parts de recobriment activades al tanc de recobriment sense netejar-les.
Per exemple, amb la solució d'activació d'àcid diluït utilitzada abans del niquelat, per garantir el bon progrés del procés de gravat, s'ha de desgreixar abans del gravat; en cas contrari, l'àcid i els òxids metàl·lics no podran fer bon contacte i serà difícil que la reacció de dissolució química es dugui a terme.
Per tant, per dominar bé el gravat àcid, també cal aclarir teòricament aquests principis bàsics.
Normalment, per eliminar la capa d'òxid de les peces de ferro i acer, l'àcid sulfúric i l'àcid clorhídric s'utilitzen principalment per al gravat àcid. El mètode és senzill, però en la producció real, és difícil aconseguir l'objectiu esperat si no s'hi presta atenció.
Els criteris de selecció per a les condicions del procés de gravat de l'àcid sulfúric solen basar-se en l'experiència per identificar-los a partir de l'aspecte de la peça després del decapatge, que, al cap i a la fi, no es pot controlar quantitativament. La pràctica ha demostrat que l'efecte del decapatge amb àcid sulfúric en l'eliminació de les incrustacions d'òxid a 40 °C és molt més gran que a 20 °C, però quan la temperatura augmenta encara més, l'efecte de pelat no augmenta proporcionalment.
Al mateix temps, en àcid sulfúric amb una concentració inferior al 20%, a mesura que augmenta la concentració, la velocitat de gravat àcid s'accelera, però quan la concentració supera el 20%, la velocitat de gravat àcid disminueix. Per aquest motiu, creiem que les condicions de procés estàndard de concentració d'àcid sulfúric del 10%-20% i gravat per sota dels 60 °C són més adequades. També cal tenir en compte que, pel que fa al grau d'envelliment de la solució d'àcid sulfúric, generalment, quan el contingut de ferro a la solució de decapatge supera els 80 g/L i el contingut de sulfat ferrós supera els 2,5 g/L, la solució d'àcid sulfúric ja no es pot utilitzar.
En aquest moment, la solució s'ha de refredar per cristal·litzar i eliminar l'excés de sulfat ferrós, i després s'ha d'afegir nou àcid per complir els requisits del procés.
Els criteris de selecció per a les condicions del procés de gravat àcid de l'àcid clorhídric: la concentració generalment s'ha de controlar al 10%-20% i el procés s'ha de dur a terme a temperatura ambient. En comparació amb l'àcid sulfúric, en les mateixes condicions de concentració i temperatura, la velocitat de gravat de l'àcid clorhídric és 1,5-2 vegades més ràpida que la de l'àcid sulfúric.
Si s'ha d'utilitzar àcid sulfúric o àcid clorhídric per al gravat àcid depèn de la situació específica de la producció real. Per exemple, en el gravat fort de metalls ferrosos, sovint s'utilitza àcid sulfúric o àcid clorhídric, o un "àcid mixt" dels dos en una determinada proporció.
Tanmateix, el tipus d'àcid utilitzat per al gravat químic fort depèn de la composició i l'estructura dels òxids a la superfície de les peces de ferro i acer. Al mateix temps, cal garantir una velocitat de gravat ràpida, un baix cost de producció i la menor deformació dimensional i fragilització per hidrogen dels productes metàl·lics possible. Tanmateix, cal entendre que l'eliminació d'incrustacions d'òxid en l'àcid clorhídric es basa principalment en la dissolució química de l'àcid clorhídric, i l'efecte de pelat mecànic de l'hidrogen és molt menor que el de l'àcid sulfúric. Per tant, el consum d'àcid quan s'utilitza només àcid clorhídric és més alt que quan s'utilitza només àcid sulfúric.
Quan les restes d'òxid i rovell a la superfície de les peces de xapa contenen una gran quantitat d'òxids de ferro d'alta valència, es pot utilitzar el gravat amb àcid mixt, que no només exerceix l'efecte esquinçador de l'hidrogen sobre les restes d'òxid, sinó que també accelera la dissolució química dels òxids. Tanmateix, si la superfície metàl·lica només té productes d'òxid solts (principalment Fe₂O₃), es pot utilitzar àcid clorhídric sol per al gravat a causa de la seva ràpida velocitat de gravat, la menor dissolució del substrat i la menor fragilització per hidrogen.
Però quan la superfície metàl·lica té una capa d'òxid densa, l'ús d'àcid clorhídric sol consumeix més, té un cost més elevat i té un pitjor efecte de pelat sobre la capa d'òxid que l'àcid sulfúric, per la qual cosa l'àcid sulfúric és millor.
El gravat electrolític (àcid electrolític, gravat electroquímic), ja sigui electròlisi catòdica, electròlisi anòdica o electròlisi PR (electròlisi inversa periòdica, que canvia periòdicament els pols positius i negatius de la peça), es pot dur a terme en una solució d'àcid sulfúric del 5% al 20%.
En comparació amb el gravat químic, el gravat electrolític pot eliminar més ràpidament les incrustacions d'òxid fermament unides, causa menys corrosió al metall base, és fàcil d'operar i gestionar, i és adequat per a línies automàtiques de galvanoplàstia. L'electròlisi PR s'utilitza àmpliament al Japó per eliminar les incrustacions d'òxid de l'acer inoxidable.
A la Xina, molts utilitzen el decapatge electrolític catòdic i anòdic combinat amb desgreixatge electrolític per al tractament previ al revestiment. L'àcid electrolític anòdic per a metalls ferrosos és adequat per processar peces metàl·liques amb una gran quantitat d'escales d'òxid i rovell, i es pot dur a terme principalment a temperatura ambient. Augmentar la temperatura pot augmentar la velocitat de gravat àcid, però no tant com el gravat àcid químic. Augmentar la densitat de corrent pot accelerar la velocitat de gravat àcid, però si és massa alta, el metall base es passivarà.
En aquest moment, la dissolució química i electroquímica del metall base bàsicament desapareix, deixant només l'efecte de pelat de l'oxigen sobre les escates d'òxid. Per tant, la velocitat de gravat augmenta poc, cosa que s'ha de dominar amb habilitat. Normalment, una densitat de corrent de 5-10 A/dm² és adequada. Per al gravat amb àcid anòdic, es pot utilitzar o-xilè tiourea o cola de fusteria sulfonada com a inhibidors, amb una dosi de 3-5 g/L; per a l'àcid electrolític catòdic de metalls ferrosos, es pot utilitzar una solució d'àcid sulfúric o un àcid mixt d'aproximadament un 5% d'àcid sulfúric i un 5% d'àcid clorhídric, més una quantitat adequada de clorur de sodi. Com que no hi ha un procés evident de dissolució química i electroquímica del substrat metàl·lic (ferro), afegir adequadament compostos que continguin Cl⁻ pot ajudar a afluixar les escates d'òxid a la superfície de les peces i accelerar la velocitat de gravat. Al mateix temps, es poden utilitzar formaldehid o urotropina com a inhibidors.
En resum, l'àcid sulfúric s'utilitza àmpliament per al gravat àcid d'acer, coure i llautó. A més de l'anterior, l'àcid sulfúric, juntament amb l'àcid cròmic i els dicromats, s'utilitza com a agent per eliminar òxids i brutícia de l'alumini.
S'utilitza juntament amb l'àcid fluorhídric o l'àcid nítric o tots dos per eliminar les incrustacions d'òxid de l'acer inoxidable. L'avantatge de l'àcid clorhídric és que pot decapar eficaçment molts metalls a temperatura ambient; un dels seus desavantatges és que cal prestar atenció a la prevenció de la contaminació per vapor d'HCl i boira àcida.
A més, l'àcid nítric i l'àcid fosfòric també s'utilitzen habitualment en el tractament manual previ al recobriment. L'àcid nítric és un component important de molts agents de gravat brillant. Es barreja amb àcid fluorhídric per eliminar les incrustacions d'òxid del tractament tèrmic d'alumini, acer inoxidable, aliatges a base de níquel i ferro, titani, zirconi i alguns aliatges a base de cobalt.
L'àcid fosfòric s'utilitza per a l'eliminació de l'òxid de peces d'acer i també en solucions especials en tancs per a acer inoxidable, alumini, llautó i coure. L'àcid mixt d'àcid fosfòric, àcid nítric i àcid acètic s'utilitza per al pretractament de l'anoditzat brillant de peces d'alumini. L'àcid fluorobòric ha demostrat ser la solució de decapatge més eficaç per a aliatges a base de plom o peces de coure o llautó amb soldadura d'estany.
S'ha informat que l'eliminació d'esquames i òxids metàl·lics consumeix el 5% de la producció mundial d'àcid sulfúric, el 25% de l'àcid clorhídric, la major part de l'àcid fluorhídric i una gran quantitat d'àcid nítric i àcid fosfòric.
Per tant, dominar correctament l'ús d'aquests àcids per al gravat àcid és, òbviament, una qüestió important en la tecnologia d'aplicació del tractament previ al recobriment. Tanmateix, no és difícil utilitzar-los, però no és fàcil utilitzar-los bé, estalviar-los i reduir el consum.
Data de publicació: 29 de gener de 2026