Õli eemaldamise protsessi edukaks valdamiseks ja haldamiseks on vaja õigesti mõista katte ja metallpinna vahelise nakkuvuse põhimõtet. Seda punkti kiputakse sageli tähelepanuta jätma, mis tekitab praktikas raskusi.
Asjakohased materjalid toovad välja, et katte ja aluspinna mikrokareduse põhjustatud mehaaniline side on tugev ainult siis, kui katte ja metallaluspinna vahel on molekulidevaheline ja metallidevaheline jõuside. Molekulidevahelised ja metallidevahelised jõud saavad avalduda vaid väga väikese vahemaa tagant.
Kui molekulide vaheline kaugus ületab 5μm, siis molekulidevaheline jõud enam ei toimi. Seetõttu võivad õhuke õlifilm ja oksiidifilm aluspinnal takistada ka molekulidevahelist või metallilist sidemete jõudu.
Eelmainitud nakkuvuse saavutamiseks on vaja toodetelt õliplekid, rooste ja oksiidikihid üsna põhjalikult eemaldada. „Üsna põhjalik“ ei tähenda, et pind peab pärast galvaniseerimiseelset töötlemist olema täiesti puhas, vaid ainult seda, et sellel on kvalifitseeritud pind. Nn kvalifitseeritud pind tähendab tegelikult seda, et galvaniseerimisele kahjulikud kiled tuleb pärast galvaniseerimiseelset töötlemist eemaldada ja asendada galvaniseerimiseks sobivate kiledega.
Samal ajal peab metallpind olema enne galvaniseerimist täiesti tasane. Pärast mehaanilist töötlemist, nagu lihvimine, poleerimine, trummeldamine, liivapritsimine jne, eemaldatakse pinnalt nähtavad kriimustused, servad ja muud defektid, et aluspind vastaks pinnatud osade tasandamise ja viimistluse nõuetele enne õli eemaldamist ja rooste eemaldamist.
See punkt peab olema selge. Alles siis, kui see punkt on selge, saame sarnaste eeltöötluse valemite hulgast õigesti ja praktiliselt valida eeltöötlusprotsessi voo ja valemi.
Kuidas rasvaärastusprotsessi tootmises rakendada?
Tavaliselt kasutatakse leeliselist rasvaärastusmeetodit. Rasvaärastuslahuse koostis ja protsessi tingimused valitakse vastavalt õlipleki olekule ja metallimaterjali tüübile.
Kui pinnale on kleepunud palju rasva, st õlikiht on väga paks ja rasvane ning kleepuv, ei ole seda lihtne ainult aluselise rasvaärastusmeetodiga eemaldada. Esmalt tuleb rasvaärastuslahuse eeltöötluseks kasutada muid meetodeid, näiteks lahustiga harjamist, ja seejärel teostada aluseline rasvaärastuslahus. Aluseline rasvaärastuslahus on tugevalt aluseline ja reageerides mõnede metallidega tekitab see ilmset korrosiooni.
Seetõttu tuleks alumiiniumi ja tsingi plaatide rasvaärastusprotsessi võimalikult palju läbi viia madalal temperatuuril ja madala leeliselisusega tingimustes. Üldiselt on vastuvõetav töödelda terasdetaile kõrgema leeliselisusega, kuid värviliste metallide osade töötlemisel tuleks rasvaärastuslahuse pH-d reguleerida sobivasse vahemikku. Näiteks alumiiniumi, tsingi ja nende sulamite pH peaks olema alla 11 ja selliste toodete rasvaärastusaeg ei tohiks ületada 3 minutit.
Kulude seisukohast pooldavad mõned madalal temperatuuril rasvaärastustust, kuid temperatuuri alandamine on vastuolus efektiivsuse parandamisega. Mida kõrgem on temperatuur, seda kiirem on pinnale kleepuva rasva ja puhastusvahendi vaheline füüsikaline ja keemiline reaktsioon ning seda lihtsam on rasvaärastus.
Praktika on tõestanud, et õliplekkide viskoossus väheneb temperatuuri tõustes, seega on rasvaärastus lihtsam läbi viia, kuid madalal temperatuuril sellist mõju ei ole. Seetõttu kaalutakse emulgaatorite ja pindaktiivsete ainete kasutamist. Mis puutub sellesse, kas kõrgel temperatuuril rasvaärastus on hea ja millist temperatuuri on sobiv kontrollida, siis autori kogemus näitab, et 70–80 °C on parem. See aitab kõrvaldada ka töötlemisel tekkivat baasmetalli jääkpinget, mis on väga kasulik katte nakkuvuse parandamiseks, eriti mitmekihiliste nikkelmetallide vahel.
Üldiste terasdetailide puhul saab kasutada kombineeritud rasvaärastusmeetodit, näiteks esmalt katoodne rasvaärastus 3–5 minutit ja seejärel anoodne rasvaärastus 1–2 minutit või esmalt anoodne rasvaärastus 3–5 minutit ja seejärel katoodne rasvaärastus 1–2 minutit. Seda saab saavutada kahe rasvaärastusprotsessi või kommutatsiooniseadmega toiteallika abil.
Kõrgtugeva terase, vedruterase ja õhukeste osade puhul teostatakse vesinikhapruse vältimiseks ainult anoodne rasvaärastus mitu minutit. Värviliste metallide, näiteks vase ja vasesulamite puhul ei saa aga anoodset rasvaärastustust kasutada ning lubatud on ainult katoodne rasvaärastus 1-2 minutit.
Rasvaeemalduslahuse valmistamise ja hooldamise osas on keemilise ja elektrolüütilise rasvaeemalduslahuse valmistamine suhteliselt lihtne. Esiteks lahustatakse pindaktiivsed ained (välja arvatud 2/3 paagi mahust) muudes materjalides ja segatakse samal ajal (et vältida ravimi paakumist). Kuna need ravimid eraldavad lahustumisel soojust, ei ole vaja neid kuumutada. Pindaktiivsed ained tuleks enne lisamist eraldi kuuma veega lahustada. Kui neid ei õnnestu korraga lahustada, võib ülemise selge vedeliku välja valada ja seejärel lahustamiseks vett lisada. Lisage ettenähtud mahuni ja segage enne kasutamist hoolikalt.
Tähelepanu tuleks pöörata õli eemaldamise vedeliku haldamisele:
① Kontrollige ja täiendage materjale regulaarselt. Pindaktiivseid aineid tuleks lisada 1/3 kuni 1/2 algsest kogusest iganädalaselt või iga kahe nädala tagant, olenevalt tootmismahust.
② Kasutatavad malmplaadid ei tohiks sisaldada liigselt raskmetallide lisandeid, et vältida nende sattumist kattesse. Voolutihedust tuleks hoida vahemikus 5–10 A/dm² ning selle valik peaks tagama piisava mullide tekkimise. See mitte ainult ei taga õlipiiskade mehaanilist eraldumist elektroodi pinnalt, vaid ka segab lahust. Kui pinna õliplekk on konstantne, siis mida suurem on voolutihedus, seda kiirem on rasvaeemalduse kiirus.
③ Paagis olevad ujuvad õliplekid tuleks õigeaegselt eemaldada.
④ Puhastage paagis regulaarselt setteid ja mustust ning vahetage paagi lahus viivitamatult välja.
5. Elektrolüüdis proovige kasutada madala vahutavusega pindaktiivseid aineid, vastasel juhul mõjutab nende sattumine galvaniseerimispaaki kvaliteeti.
Kuidas omandada ja hallata happega söövitamise (marineerimise) protsessi?
Nagu rasvaärastusprotsess, mängib ka happega söövitamine (peitsimine) olulist rolli eeltöötluses. Neid kahte protsessi kasutatakse eeltöötluses koos ja nende peamine eesmärk on rooste ja oksiidikihi eemaldamine metallkattega osadelt.
Tavaliselt nimetatakse suure hulga oksiidide eemaldamise protsessi tugevaks söövitamiseks ja palja silmaga vaevu nähtavate õhukeste oksiidkilede eemaldamise protsessi nõrgaks söövitamiseks. Seda saab omakorda jagada keemiliseks söövitamiseks ja elektrokeemiliseks söövitamiseks. Nõrka söövitamist kasutatakse tugeva söövitamise järgse viimase töötlusprotsessina, st enne tooriku sisenemist galvaanimisprotsessi. See on metallpinna aktiveerimise protsess, mida tootmises kergesti ei märgata, mis on just nimelt üks galvaanilise koorimise põhjuseid.
Kui nõrk söövituslahus on järgmise katmislahuse üks komponent või kui selle lisamine ei mõjuta katmislahust, on parem aktiveeritud katmisdetailid otse katmispaaki panna ilma puhastamata.
Näiteks nikeldamise eel kasutatud lahjendatud happe aktiveerimislahuse puhul tuleb söövitusprotsessi sujuva kulgemise tagamiseks enne söövitamist rasvaärastus teha; vastasel juhul ei saa hape ja metalloksiidid hästi kokku puutuda ning keemilise lahustumisreaktsiooni on raske jätkata.
Seega on happega söövitamise hea omandamiseks vaja neid põhiprintsiipe ka teoreetiliselt selgitada.
Tavaliselt kasutatakse rauast ja terasest detailidelt oksiidikihi eemaldamiseks happega söövitamiseks peamiselt väävelhapet ja vesinikkloriidhapet. Meetod on lihtne, kuid tegelikus tootmises on oodatava eesmärgi saavutamine keeruline, kui sellele tähelepanu ei pöörata.
Väävelhappe söövitusprotsessi tingimuste valikukriteeriumid põhinevad tavaliselt kogemustel, et tuvastada tooriku välimus pärast peitsimist, mida ei saa ju kvantitatiivselt kontrollida. Praktika on näidanud, et väävelhappe peitsimise mõju oksiidikihtide eemaldamisel temperatuuril 40 °C on palju suurem kui temperatuuril 20 °C, kuid temperatuuri edasisel tõstmisel koorimisefekt proportsionaalselt ei suurene.
Samal ajal, kui väävelhappe kontsentratsioon on alla 20%, siis kontsentratsiooni suurenedes happega söövitamise kiirus kiireneb, kuid kui kontsentratsioon ületab 20%, siis see hoopis väheneb. Sel põhjusel usume, et standardsed protsessitingimused, mis hõlmavad 10–20% väävelhappe kontsentratsiooni ja söövitamist temperatuuril alla 60 °C, on sobivamad. Samuti tuleb märkida, et väävelhappe lahuse vananemisastme osas ei saa väävelhappe lahust enam kasutada, kui rauasisaldus peitsimislahuses ületab 80 g/l ja raud(II)sulfaadi sisaldus ületab 2,5 g/l.
Sel ajal tuleks lahus jahutada, et kristalliseeruda ja eemaldada liigne raud(II)sulfaat, ning seejärel tuleks protsessi nõuete täitmiseks lisada uus hape.
Soolhappe happega söövitamise protsessi tingimuste valikukriteeriumid: kontsentratsiooni tuleks üldiselt kontrollida 10–20% juures ja protsess tuleks läbi viia toatemperatuuril. Võrreldes väävelhappega on soolhappe söövituskiirus samades kontsentratsiooni- ja temperatuuritingimustes 1,5–2 korda suurem kui väävelhappel.
See, kas happega söövitamiseks kasutada väävelhapet või vesinikkloriidhapet, sõltub tegeliku tootmise konkreetsest olukorrast. Näiteks raudmetallide tugeval söövitamisel kasutatakse sageli väävelhapet või vesinikkloriidhapet või nende kahe teatud vahekorras „segahapet“.
Keemiliseks tugevaks söövitamiseks kasutatava happe tüüp sõltub aga raua- ja terasdetailide pinnal olevate oksiidide koostisest ja struktuurist. Samal ajal on vaja tagada kiire söövituskiirus, madalad tootmiskulud ning võimalikult väike metalltoodete mõõtmete deformatsioon ja vesinikhaprus. Siiski tuleb mõista, et oksiidikihtide eemaldamine vesinikkloriidhappes tugineb peamiselt vesinikkloriidhappe keemilisele lahustumisele ning vesiniku mehaaniline koorimisefekt on palju väiksem kui väävelhappes. Seetõttu on happekulu ainult vesinikkloriidhappe kasutamisel suurem kui ainult väävelhappe kasutamisel.
Kui plaadistusdetailide pinnal olevad rooste- ja oksiidikihid sisaldavad suures koguses kõrgevalentseid raudoksiide, saab kasutada segatud happega söövitamist, mis mitte ainult ei avalda oksiidikihile vesiniku rebimismõju, vaid kiirendab ka oksiidide keemilist lahustumist. Kui aga metallpinnal on ainult lahtised roosteproduktid (peamiselt Fe₂O₃), saab söövitamiseks kasutada ainult vesinikkloriidhapet, kuna see söövitab kiiresti, lahustub vähem aluspinda ja põhjustab vähem vesinikuhaprust.
Aga kui metallpinnal on tihe oksiidikiht, siis ainult vesinikkloriidhappe kasutamine kulutab rohkem, on kulukam ja oksiidikihi koorimisefekt on halvem kui väävelhappel, seega on väävelhape parem.
Elektrolüütilist söövitust (elektrolüüthape, elektrokeemiline söövitus), olgu selleks siis katoodne elektrolüüs, anoodne elektrolüüs või PR-elektrolüüs (perioodiline pöördelektrolüüs, mis perioodiliselt muudab tooriku positiivseid ja negatiivseid pooluseid), saab läbi viia 5–20% väävelhappe lahuses.
Võrreldes keemilise söövitamisega saab elektrolüütilise söövitusega kiiremini eemaldada kindlalt kinnitunud oksiidikihid, see põhjustab vähem korrosiooni baasmetallile, on hõlpsasti kasutatav ja hallatav ning sobib automaatsetele galvaniseerimisliinidele. PR-elektrolüüsi kasutatakse Jaapanis laialdaselt oksiidikihide eemaldamiseks roostevabast terasest.
Hiinas kasutatakse eelkatmistöötluseks katoodset ja anoodset elektrolüütilist peitsimist koos elektrolüütilise rasvaärastusega. Raudmetallide anoodne elektrolüütiline hape sobib suure hulga oksiidikihtide ja roostega metalldetailide töötlemiseks ning seda saab enamasti teha toatemperatuuril. Temperatuuri tõstmine võib happega söövitamise kiirust suurendada, kuid mitte nii palju kui keemiline happega söövitamine. Voolutiheduse suurendamine võib happega söövitamise kiirust kiirendada, kuid kui see on liiga kõrge, passiveerub baasmetall.
Sel ajal kaob põhimetalli keemiline ja elektrokeemiline lahustumine põhimõtteliselt ära, jättes alles vaid hapniku koorumismõju oksiidikihtidele. Seetõttu suureneb söövituskiirus vähe ja seda tuleb osavalt hallata. Tavaliselt sobib voolutihedus 5–10 A/dm². Anoodhappega söövitamiseks võib inhibiitoritena kasutada o-ksüleentiouureat või sulfoonitud puiduliimi annusega 3–5 g/l; raudmetallide katoodhappega söövitamiseks võib kasutada väävelhappe lahust või umbes 5% väävelhappe ja 5% vesinikkloriidhappe segu, millele on lisatud sobiv kogus naatriumkloriidi. Kuna metalli aluspinna (raua) keemilist ja elektrokeemilist lahustumisprotsessi ei toimu, võib Cl⁻ sisaldavate ühendite sobiv lisamine aidata oksiidikihte detailide pinnal lahti lasta ja söövituskiirust kiirendada. Samal ajal saab inhibiitoritena kasutada formaldehüüdi või urotropiini.
Lühidalt, väävelhapet kasutatakse laialdaselt terase, vase ja messingi happega söövitamiseks. Lisaks ülaltoodule kasutatakse väävelhapet koos kroomhappe ja dikromaatidega alumiiniumist oksiidide ja tolmu eemaldamise ainena.
Seda kasutatakse koos vesinikfluoriidhappe või lämmastikhappega või mõlemaga roostevabast terasest oksiidikihi eemaldamiseks. Vesinikkloriidhappe eeliseks on see, et see suudab toatemperatuuril tõhusalt peitsida paljusid metalle; üks selle puudustest on see, et tuleb pöörata tähelepanu HCl auru ja happeudu saastumise vältimisele.
Lisaks kasutatakse käsitsi eelkatmisel tavaliselt ka lämmastikhapet ja fosforhapet. Lämmastikhape on paljude läikivate söövitusainete oluline komponent. Seda segatakse vesinikfluoriidhappega, et eemaldada kuumtöötlusoksiidikihid alumiiniumilt, roostevabast terasest, nikli- ja rauapõhistelt sulamitelt, titaanilt, tsirkooniumilt ja mõnedelt koobaltipõhistelt sulamitelt.
Fosforhapet kasutatakse terasdetailide rooste eemaldamiseks ning ka spetsiaalsetes paaklahustes roostevaba terase, alumiiniumi, messingi ja vase jaoks. Fosforhappe-lämmastikhappe-äädikhappe segu kasutatakse alumiiniumdetailide läikiva anodeerimise eeltöötluseks. Fluoroboorhape on osutunud kõige tõhusamaks peitsimislahuseks pliipõhiste sulamite või tinajoodisega vask- või messingdetailide puhul.
On teatatud, et metalloksiidi skaalade ja oksiidide eemaldamiseks kulub 5% maailma väävelhappe tootmisest, 25% vesinikkloriidhappest, suurem osa vesinikfluoriidhappest ning suur hulk lämmastikhapet ja fosforhapet.
Seega on nende hapete õige kasutamine happega söövitamisel ilmselgelt oluline küsimus eel-plakaaditöötluse rakendustehnoloogias. Neid pole küll keeruline kasutada, kuid neid on raske hästi kasutada, säästa ja tarbimist vähendada.
Postituse aeg: 29. jaanuar 2026