Para dominar e xestionar ben o proceso de eliminación de aceite, é necesario comprender correctamente o principio da unión entre o revestimento e o substrato metálico. Este punto adoita pasarse por alto, o que xera dificultades na práctica.
Os materiais relevantes sinalan que a unión mecánica causada pola microrugosidade do revestimento e a superficie do substrato só é forte cando hai unión de forzas intermoleculares e intermetálicas entre o revestimento e o substrato metálico. As forzas intermoleculares e intermetálicas só poden manifestarse a unha distancia moi pequena.
Cando a distancia entre as moléculas supera os 5μm, a forza intermolecular xa non funciona. Polo tanto, unha fina película de aceite e unha película de óxido na superficie do substrato tamén poden dificultar a forza de unión intermolecular ou metálica.
Para conseguir a unión mencionada anteriormente, é necesario eliminar as manchas de aceite, a ferruxe e as incrustacións de óxido dos produtos de forma moi completa. O termo "bastante completa" ao que nos referimos non significa que a superficie deba estar absolutamente limpa despois do tratamento previo ao galvanizado, senón só que teña unha superficie cualificada. A chamada superficie cualificada significa en realidade que as películas prexudiciais para a galvanización deben eliminarse despois do tratamento previo ao galvanizado e substituírse por películas axeitadas para a galvanización.
Ao mesmo tempo, mediante o tratamento previo ao chapado, a superficie metálica debe ser absolutamente plana. Despois de tratamentos mecánicos como esmerilado, pulido, tamizado, chorro de area, etc., elimínanse os arañazos, rebabas e outros defectos evidentes na superficie, de xeito que a superficie do substrato cumpra os requisitos de nivelación do substrato e acabado das pezas chapadas antes da eliminación do aceite e a eliminación da ferruxe.
Este punto debe quedar claro. Só cando estea claro poderemos seleccionar de forma correcta e práctica o fluxo do proceso de tratamento previo ao galvanizado e a fórmula entre fórmulas similares para o tratamento previo ao galvanizado.
Como aplicar o proceso de desengordurado na produción?
Normalmente úsase o desengraxante alcalino. A composición da solución desengraxante e as condicións do proceso selecciónanse segundo o estado da mancha de aceite e o tipo de material metálico.
Cando hai unha gran cantidade de graxa adherida á superficie, é dicir, a capa de aceite é moi grosa, cunha sensación graxenta e pegañenta, non se pode eliminar facilmente só mediante desengraxamento alcalino. É necesario usar primeiro outros métodos, como cepillar con solvente para o pretratamento do desengraxamento e, a continuación, realizar un desengraxamento alcalino. A solución desengraxante alcalina é fortemente alcalina e causará unha corrosión evidente ao reaccionar con algúns metais.
Polo tanto, ao desengraxar pezas chapadas como o aluminio e o zinc, débese levar a cabo en condicións de baixa temperatura e baixo contido alcalino na medida do posible. Xeralmente é aceptable tratar pezas de aceiro con maior alcalinidade, pero ao tratar pezas de metais non ferrosos, o pH da solución desengraxante debe axustarse a un rango axeitado. Por exemplo, o aluminio, o zinc e as súas aliaxes deben ter o pH controlado por debaixo de 11, e o tempo de desengraxamento para estes produtos non debe exceder os 3 minutos.
Desde a perspectiva do custo, algúns avogan polo desengordurado a baixa temperatura, pero reducir a temperatura contradí a mellora da eficiencia. Canto maior sexa a temperatura, máis rápida será a velocidade de reacción física e química entre a graxa adherida á superficie e o axente de limpeza, e máis doado será o desengordurado.
A práctica demostrou que a viscosidade das manchas de aceite diminúe a medida que aumenta a temperatura, polo que o desengraxamento é máis doado de levar a cabo, pero a baixa temperatura non ten este efecto. Polo tanto, considérase o uso de emulsionantes e surfactantes. En canto a se o desengraxamento a alta temperatura é bo e que temperatura é axeitada para controlar, a experiencia do autor é que 70-80 °C é mellor. Isto tamén pode axudar a eliminar a tensión residual do metal base causada polo mecanizado, o que é moi beneficioso para mellorar a adhesión do revestimento, especialmente entre níqueles multicapa.
As pezas de aceiro xerais poden adoptar un desengraxado combinado, como primeiro desengraxado catódico durante 3-5 minutos, despois desengraxado anódico durante 1-2 minutos, ou primeiro desengraxado anódico durante 3-5 minutos e despois desengraxado catódico durante 1-2 minutos. Isto pódese conseguir mediante dous procesos de desengraxado ou usando unha fonte de alimentación cun dispositivo de conmutación.
Para aceiro de alta resistencia, aceiro para resortes e pezas delgadas, para evitar a fragilización por hidróxeno, só se realiza un desengraxado anódico durante uns minutos. Non obstante, as pezas de metais non ferrosos, como o cobre e as aliaxes de cobre, non se poden aplicar desengraxados anódicos e só se permite o desengraxado catódico durante 1 ou 2 minutos.
En canto á preparación e mantemento da solución desengordurante, a preparación de solucións desengordurantes químicas e desengordurantes electrolíticas é relativamente sinxela. Primeiro, use 2/3 do volume de auga do tanque para disolver outros materiais, agás os surfactantes, e remóvase ao mesmo tempo (para evitar que o medicamento se apelmace). Dado que estes materiais medicinais liberan calor ao disolverse, non é necesario quentalos. Os surfactantes deben disolverse por separado con auga quente antes de engadilos. Se non se poden disolver á vez, pódese verter o líquido transparente superior e despois pódese engadir auga para a disolución. Engádase ata o volume especificado e remóvase ben antes de usar.
Débese prestar atención á xestión do fluído de eliminación de aceite:
① Probar e repoñe-los materiais regularmente. Os surfactantes deben repoñerse entre 1/3 e 1/2 da cantidade orixinal semanalmente ou cada dúas semanas, segundo o volume de produción.
② As placas de ferro empregadas non deben conter un exceso de impurezas de metais pesados para evitar que se introduzan no revestimento. A densidade de corrente debe manterse entre 5 e 10 A/dm² e a súa selección debe garantir unha evolución suficiente das burbullas. Isto non só garante o desprendemento mecánico das pingas de aceite da superficie do eléctrodo, senón que tamén axita a solución. Cando a mancha de aceite superficial é constante, canto maior sexa a densidade de corrente, maior será a velocidade de desengraxamento.
③ As manchas de aceite flotantes no tanque deben eliminarse canto antes.
④ Limpe regularmente os lodos e a sucidade do tanque e substitúa a solución do tanque canto antes.
⑤ Tenta usar surfactantes de baixa escuma no electrolito; se non, a súa introdución no tanque de galvanoplastia afectará á calidade.
Como dominar e xestionar o proceso de gravado con ácido (decapado)?
Do mesmo xeito que o proceso de desengraxamento, o gravado con ácido (decapado) xoga un papel importante no tratamento previo ao chapado. Estes dous procesos utilízanse conxuntamente na produción previa ao chapado e o seu propósito principal é eliminar a ferruxe e as incrustacións de óxido das pezas metálicas.
Normalmente, o proceso empregado para eliminar unha gran cantidade de óxidos chámase gravado forte, e o proceso empregado para eliminar películas finas de óxido que son apenas visibles a simple vista chámase gravado débil, que se pode dividir aínda máis en gravado químico e gravado electroquímico. O gravado débil úsase como proceso de tratamento final despois dun gravado forte, é dicir, antes de que a peza entre no proceso de galvanoplastia. É un proceso de activación da superficie metálica e pódese pasar por alto facilmente na produción, o que é precisamente unha das razóns para o descamación da galvanoplastia.
Se a solución de gravado débil é un dos compoñentes da seguinte solución de galvanoplastia, ou se a súa introdución non afecta á solución de galvanoplastia, é mellor colocar directamente as pezas de galvanoplastia activadas no tanque de galvanoplastia sen limpalas.
Por exemplo, coa solución diluída de activación con ácido empregada antes do niquelado, para garantir o bo progreso do proceso de gravado, débese desengraxar antes do gravado; se non, o ácido e os óxidos metálicos non poderán facer un bo contacto e será difícil que se produza a reacción de disolución química.
Polo tanto, para dominar ben o gravado ácido, tamén é necesario aclarar estes principios básicos teoricamente.
Normalmente, para eliminar as incrustacións de óxido das pezas de ferro e aceiro, úsanse principalmente ácido sulfúrico e ácido clorhídrico para o gravado con ácido. O método é sinxelo, pero na produción real é difícil conseguir o propósito desexado se non se lle presta atención.
Os criterios de selección para as condicións do proceso de gravado do ácido sulfúrico adoitan basearse na experiencia para identificar a partir da aparencia da peza despois do decapado, que, despois de todo, non se pode controlar cuantitativamente. A práctica demostrou que o efecto do decapado con ácido sulfúrico na eliminación de incrustacións de óxido a 40 °C é moito maior que a 20 °C, pero cando a temperatura aumenta aínda máis, o efecto de pelado non aumenta proporcionalmente.
Ao mesmo tempo, no ácido sulfúrico cunha concentración inferior ao 20 %, a medida que a concentración aumenta, a velocidade de gravado con ácido acelérase, pero cando a concentración supera o 20 %, a velocidade de gravado con ácido diminúe. Por este motivo, cremos que as condicións estándar do proceso de concentración de ácido sulfúrico do 10 % ao 20 % e gravado por debaixo dos 60 °C son máis axeitadas. Tamén cómpre sinalar que, en canto ao grao de envellecemento da solución de ácido sulfúrico, xeralmente, cando o contido de ferro na solución de decapado supera os 80 g/L e o contido de sulfato ferroso supera os 2,5 g/L, a solución de ácido sulfúrico xa non se pode usar.
Neste momento, a solución debe arrefriarse para cristalizar e eliminar o exceso de sulfato ferroso e, a continuación, debe engadirse novo ácido para cumprir cos requisitos do proceso.
Os criterios de selección para as condicións do proceso de gravado ácido do ácido clorhídrico: a concentración xeralmente debe controlarse entre o 10 % e o 20 % e o proceso debe levarse a cabo a temperatura ambiente. En comparación co ácido sulfúrico, nas mesmas condicións de concentración e temperatura, a velocidade de gravado do ácido clorhídrico é de 1,5 a 2 veces máis rápida que a do ácido sulfúrico.
O uso de ácido sulfúrico ou ácido clorhídrico para o gravado con ácido depende da situación específica da produción real. Por exemplo, no gravado forte de metais ferrosos, adoita empregarse ácido sulfúrico ou ácido clorhídrico, ou un "ácido mesturado" dos dous nunha determinada proporción.
Non obstante, o tipo de ácido empregado para o gravado químico forte depende da composición e estrutura dos óxidos na superficie das pezas de ferro e aceiro. Ao mesmo tempo, é necesario garantir unha velocidade de gravado rápida, un baixo custo de produción e a menor deformación dimensional e fragilización por hidróxeno posible dos produtos metálicos. Non obstante, débese entender que a eliminación das incrustacións de óxido no ácido clorhídrico baséase principalmente na disolución química do ácido clorhídrico, e o efecto de pelado mecánico do hidróxeno é moito menor que o do ácido sulfúrico. Polo tanto, o consumo de ácido cando se usa só ácido clorhídrico é maior que cando se usa só ácido sulfúrico.
Cando as incrustacións de ferruxe e óxido na superficie das pezas de chapado conteñen unha gran cantidade de óxidos de ferro de alta valencia, pódese empregar o gravado con ácido mixto, que non só exerce o efecto de desgarro do hidróxeno nas incrustacións de óxido, senón que tamén acelera a disolución química dos óxidos. Non obstante, se a superficie metálica só ten produtos de ferruxe soltos (principalmente Fe₂O₃), pódese empregar só ácido clorhídrico para o gravado debido á súa rápida velocidade de gravado, á menor disolución do substrato e á menor fragilización por hidróxeno.
Pero cando a superficie metálica ten unha densa capa de óxido, o uso de ácido clorhídrico só consome máis, ten un custo maior e un peor efecto de pelado na capa de óxido que o ácido sulfúrico, polo que o ácido sulfúrico é mellor.
O gravado electrolítico (ácido electrolítico, gravado electroquímico), xa sexa electrólise catódica, electrólise anódica ou electrólise PR (electrólise inversa periódica, que cambia periodicamente os polos positivo e negativo da peza), pódese levar a cabo nunha solución de ácido sulfúrico ao 5%-20%.
En comparación co gravado químico, o gravado electrolítico pode eliminar máis rapidamente as incrustacións de óxido firmemente unidas, causa menos corrosión no metal base, é doado de operar e xestionar e é axeitado para liñas automáticas de galvanoplastia. A electrólise PR úsase amplamente no Xapón para eliminar as incrustacións de óxido do aceiro inoxidable.
Na China, moitos empregan o decapado electrolítico catódico e anódico combinado con desengraxamento electrolítico para o tratamento previo ao chapado. O ácido electrolítico anódico para metais ferrosos é axeitado para o procesamento de pezas metálicas cunha gran cantidade de incrustacións de óxido e ferruxe, e pódese levar a cabo principalmente a temperatura ambiente. Aumentar a temperatura pode aumentar a velocidade de gravado con ácido, pero non tanto como o gravado químico con ácido. Aumentar a densidade de corrente pode acelerar a velocidade de gravado con ácido, pero se é demasiado alta, o metal base pasivarase.
Neste momento, a disolución química e electroquímica do metal base desaparece basicamente, deixando só o efecto de pelado do osíxeno nas escamas de óxido. Polo tanto, a velocidade de gravado aumenta pouco, o que debe dominarse con habilidade. Normalmente, unha densidade de corrente de 5-10 A/dm² é axeitada. Para o gravado con ácido anódico, pódese usar como inhibidores o-xilenotiourea ou cola de madeira sulfonada, cunha dosificación de 3-5 g/L; para o ácido electrolítico catódico de metais ferrosos, pódese usar unha solución de ácido sulfúrico ou un ácido mixto de aproximadamente 5 % de ácido sulfúrico e 5 % de ácido clorhídrico, máis unha cantidade axeitada de cloruro de sodio. Debido a que non hai un proceso obvio de disolución química e electroquímica do substrato metálico (ferro), engadir adecuadamente compostos que conteñan Cl⁻ pode axudar a afrouxar as escamas de óxido na superficie das pezas e acelerar a velocidade de gravado. Ao mesmo tempo, pódese usar como inhibidores formaldehido ou urotropina.
En resumo, o ácido sulfúrico úsase amplamente para o gravado con ácido de aceiro, cobre e latón. Ademais do anterior, o ácido sulfúrico, xunto co ácido crómico e os dicromatos, utilízase como axente para eliminar óxidos e impurezas do aluminio.
Úsase xunto con ácido fluorhídrico ou ácido nítrico ou ambos para eliminar as incrustacións de óxido do aceiro inoxidable. A vantaxe do ácido clorhídrico é que pode decapar eficazmente moitos metais á temperatura ambiente; unha das súas desvantaxes é que se debe prestar atención a evitar a contaminación por vapor de HCl e néboa ácida.
Ademais, o ácido nítrico e o ácido fosfórico tamén se empregan habitualmente no tratamento manual previo ao galvanoplastia. O ácido nítrico é un compoñente importante de moitos axentes de gravado brillante. Mestúrase con ácido fluorhídrico para eliminar as incrustacións de óxido do tratamento térmico do aluminio, aceiro inoxidable, aliaxes de níquel e ferro, titanio, circonio e algunhas aliaxes de cobalto.
O ácido fosfórico úsase para a eliminación da ferruxe de pezas de aceiro e tamén en solucións especiais en tanques para aceiro inoxidable, aluminio, latón e cobre. O ácido mesturado de ácido fosfórico, ácido nítrico e ácido acético úsase para o pretratamento da anodización brillante de pezas de aluminio. O ácido fluorobórico demostrou ser a solución de decapado máis eficaz para aliaxes a base de chumbo ou pezas de cobre ou latón con soldadura de estaño.
Informouse de que a eliminación de incrustacións e óxidos metálicos consome o 5 % da produción mundial de ácido sulfúrico, o 25 % do ácido clorhídrico, a maior parte do ácido fluorhídrico e unha gran cantidade de ácido nítrico e ácido fosfórico.
Polo tanto, dominar correctamente o uso destes ácidos para o gravado con ácido é obviamente unha cuestión importante na tecnoloxía de aplicación do tratamento previo ao galvanoplastia. Non obstante, non é difícil usalos, pero non é doado usalos ben, aforralos e reducir o consumo.
Data de publicación: 29 de xaneiro de 2026