Za dobro savladavanje i upravljanje procesom uklanjanja ulja, potrebno je pravilno shvatiti princip vezivanja između premaza i metalne podloge. Ova se točka često zanemaruje, što u praksi uzrokuje poteškoće.
Relevantni materijali ističu da je mehanička veza uzrokovana mikrohrapavošću premaza i površine podloge jaka samo kada postoji intermolekularna i intermetalna sila između premaza i metalne podloge. Intermolekularne i intermetalne sile mogu se manifestirati samo unutar vrlo male udaljenosti.
Kada udaljenost između molekula prelazi 5μm, intermolekularna sila više ne djeluje. Stoga, tanki uljni film i oksidni film na površini supstrata također mogu ometati intermolekularnu ili metalnu silu vezivanja.
Kako bi se postiglo gore spomenuto lijepljenje, potrebno je s proizvoda prilično temeljito ukloniti mrlje od ulja, hrđu i oksidne naslage. „Prilično temeljito“ na koje se referiramo ne znači da površina mora biti apsolutno čista nakon prethodne obrade, već samo da ima kvalificiranu površinu. Takozvana kvalificirana površina zapravo znači da se filmovi koji su štetni za galvanizaciju moraju ukloniti nakon prethodne obrade i zamijeniti filmovima koji su prikladni za prihvaćanje galvanizacije.
Istovremeno, kroz prethodnu obradu galvanizacije, metalna površina mora biti apsolutno ravna. Nakon mehaničkih obrada poput brušenja, poliranja, bubnjanja, pjeskarenja itd., uklanjaju se vidljive ogrebotine, neravnine i drugi nedostaci na površini, tako da površina podloge ispunjava zahtjeve za izravnavanje podloge i završnu obradu galvaniziranih dijelova prije uklanjanja ulja i hrđe.
Ova točka mora biti jasna. Tek kada je ova točka jasna, možemo ispravno i praktično odabrati tijek procesa predprevlačenja i formulu među sličnim formulama za predprevlačenja.
Kako primijeniti postupak odmašćivanja u proizvodnji?
Obično se primjenjuje alkalno odmašćivanje. Sastav otopine za odmašćivanje i uvjeti procesa odabiru se prema stanju uljne mrlje i vrsti metalnog materijala.
Kada se na površini nalazi velika količina masnoće, odnosno kada je sloj ulja vrlo debeo, s masnim i ljepljivim osjećajem, ne može se lako ukloniti samo alkalnim odmašćivanjem. Potrebno je prvo upotrijebiti druge metode poput četkanja s otapalom za prethodnu obradu odmašćivanja, a zatim provesti alkalno odmašćivanje. Alkalna otopina za odmašćivanje je jako alkalna i uzrokovat će očitu koroziju pri reakciji s nekim metalima.
Stoga, prilikom odmašćivanja platiranih dijelova poput aluminija i cinka, to treba provoditi što je više moguće na niskim temperaturama i s niskim udjelom lužina. Općenito je prihvatljivo tretirati čelične dijelove s višom alkalnošću, ali prilikom tretiranja dijelova od obojenih metala, pH otopine za odmašćivanje treba prilagoditi odgovarajućem rasponu. Na primjer, aluminij, cink i njihove legure trebaju imati pH kontroliran ispod 11, a vrijeme odmašćivanja za takve proizvode ne smije biti dulje od 3 minute.
S gledišta troškova, neki zagovaraju odmašćivanje na niskim temperaturama, ali smanjenje temperature proturječi poboljšanju učinkovitosti. Što je temperatura viša, to je brža fizikalna i kemijska reakcija između masnoće koja prianja na površinu i sredstva za čišćenje, te je odmašćivanje lakše.
Praksa je dokazala da se viskoznost uljnih mrlja smanjuje s porastom temperature, pa je odmašćivanje lakše provesti, ali niska temperatura nema taj učinak. Stoga se razmatra korištenje emulgatora i surfaktanata. Što se tiče toga je li odmašćivanje na visokim temperaturama dobro i koja je temperatura prikladna za kontrolu, autorovo iskustvo je da je 70-80°C bolje. To također može pomoći u uklanjanju zaostalog naprezanja osnovnog metala uzrokovanog strojnom obradom, što je vrlo korisno za poboljšanje prianjanja premaza, posebno između višeslojnih nikla.
Opći čelični dijelovi mogu usvojiti kombinirano odmašćivanje, kao što je prvo katodno odmašćivanje 3-5 minuta, zatim anodno odmašćivanje 1-2 minute ili prvo anodno odmašćivanje 3-5 minuta, a zatim katodno odmašćivanje 1-2 minute. To se može postići s dva postupka odmašćivanja ili korištenjem napajanja s komutacijskim uređajem.
Za visokočvrsti čelik, opružni čelik i tanke dijelove, kako bi se spriječila vodikova krhkost, provodi se samo anodno odmašćivanje u trajanju od nekoliko minuta. Međutim, dijelovi od obojenih metala poput bakra i bakrenih legura ne mogu se koristiti anodno odmašćivanje, već je dopušteno samo katodno odmašćivanje u trajanju od 1-2 minute.
Što se tiče pripreme i održavanja otopine za odmašćivanje, priprema kemijskih i elektrolitičkih otopina za odmašćivanje relativno je jednostavna. Prvo, upotrijebite 2/3 volumena spremnika vode za otapanje drugih materijala osim surfaktanata i istovremeno miješajte (kako biste spriječili zgrudnjavanje lijeka). Budući da ovi medicinski materijali oslobađaju toplinu prilikom otapanja, nema potrebe za zagrijavanjem. Surfaktanti se trebaju odvojeno otopiti vrućom vodom prije dodavanja. Ako se ne mogu otopiti odjednom, gornja bistra tekućina može se izliti, a zatim dodati voda za otapanje. Dodajte do navedenog volumena i dobro promiješajte prije upotrebe.
Treba obratiti pozornost na upravljanje tekućinom za uklanjanje ulja:
① Redovito testirajte i nadopunjavajte materijale. Površinski aktivne tvari treba nadopunjavati tjedno ili dvotjedno, ovisno o obujmu proizvodnje, u količini od 1/3 do 1/2 izvorne količine.
② Željezne ploče koje se koriste ne smiju sadržavati prekomjerne nečistoće teških metala kako bi se spriječilo njihovo unošenje u premaz. Gustoća struje treba se održavati na 5-10 A/dm², a njen odabir treba osigurati dovoljno stvaranje mjehurića. To ne samo da osigurava mehaničko odvajanje kapljica ulja s površine elektrode, već i miješa otopinu. Kada je mrlja od površinskog ulja konstantna, što je veća gustoća struje, to je veća brzina odmašćivanja.
③ Mrlje od plutajućeg ulja u spremniku treba pravovremeno ukloniti.
④ Redovito čistite mulj i prljavštinu u spremniku i odmah zamijenite otopinu u spremniku.
⑤ Pokušajte koristiti površinski aktivne tvari s niskim stvaranjem pjene u elektrolitu; u suprotnom će njihov unos u spremnik za galvanizaciju utjecati na kvalitetu.
Kako savladati i upravljati procesom kiselog jetkanja (kiseljenja)?
Poput procesa odmašćivanja, kiselo jetkanje (kiseljenje) igra važnu ulogu u predprevlačenju. Ova dva procesa se koriste zajedno u predprevlačenju, a njihova glavna svrha je uklanjanje hrđe i oksidnih ljuskica s metalnih dijelova s prevlakom.
Obično se postupak koji se koristi za uklanjanje velike količine oksida naziva jakim jetkanjem, a postupak koji se koristi za uklanjanje tankih oksidnih filmova koji su jedva vidljivi golim okom naziva se slabim jetkanjem, koje se dalje može podijeliti na kemijsko jetkanje i elektrokemijsko jetkanje. Slabo jetkanje koristi se kao završni postupak obrade nakon jakog jetkanja, tj. prije nego što obradak uđe u proces galvanizacije. To je proces aktiviranja metalne površine i lako se previdi u proizvodnji, što je upravo jedan od razloga ljuštenja galvanizacije.
Ako je slaba otopina za jetkanje jedna od komponenti sljedeće otopine za prevlačenje ili ako njezino uvođenje neće utjecati na otopinu za prevlačenje, bolje je aktivirane dijelove za prevlačenje izravno staviti u spremnik za prevlačenje bez čišćenja.
Na primjer, kod korištenja razrijeđene otopine za aktivaciju kiseline prije niklanja, kako bi se osigurao nesmetan tijek procesa jetkanja, odmašćivanje se mora provesti prije jetkanja; u suprotnom, kiselina i metalni oksidi ne mogu uspostaviti dobar kontakt, a kemijska reakcija otapanja bit će teško napredna.
Stoga je, kako bi se dobro savladalo nagrizanje kiselinom, potrebno i teoretski razjasniti ove osnovne principe.
Obično se za uklanjanje oksidne skale s dijelova od željeza i čelika uglavnom koriste sumporna kiselina i klorovodična kiselina za kiselo jetkanje. Metoda je jednostavna, ali u stvarnoj proizvodnji teško je postići očekivani cilj ako se ne obrati pažnja.
Kriteriji odabira uvjeta procesa jetkanja sumpornom kiselinom obično se temelje na iskustvu koje se može utvrditi iz izgleda obratka nakon kiseljenja, što se, uostalom, ne može kvantitativno kontrolirati. Praksa je pokazala da je učinak kiseljenja sumpornom kiselinom u uklanjanju oksidnih ljuskica na 40°C mnogo veći nego na 20°C, ali kada se temperatura dodatno poveća, učinak ljuštenja se ne povećava proporcionalno.
Istovremeno, u sumpornoj kiselini s koncentracijom nižom od 20%, kako se koncentracija povećava, brzina jetkanja kiselinom se ubrzava, ali kada koncentracija prijeđe 20%, brzina jetkanja kiselinom se smanjuje. Iz tog razloga smatramo da su standardni uvjeti procesa s koncentracijom sumporne kiseline od 10%-20% i jetkanjem ispod 60°C prikladniji. Također treba napomenuti da se, s obzirom na stupanj starenja otopine sumporne kiseline, općenito, kada sadržaj željeza u otopini za kiseljenje prelazi 80 g/L, a sadržaj željeznog sulfata prelazi 2,5 g/L, otopina sumporne kiseline više ne može koristiti.
U tom trenutku, otopinu treba ohladiti kako bi se kristalizirala i uklonio višak željeznog sulfata, a zatim treba dodati novu kiselinu kako bi se zadovoljili zahtjevi procesa.
Kriteriji odabira uvjeta procesa jetkanja klorovodične kiseline: koncentracija se općenito treba kontrolirati na 10%-20%, a proces treba provoditi na sobnoj temperaturi. U usporedbi sa sumpornom kiselinom, pod istim uvjetima koncentracije i temperature, brzina jetkanja klorovodične kiseline je 1,5-2 puta veća od brzine jetkanja sumporne kiseline.
Treba li se za jetkanje kiselinom koristiti sumporna ili klorovodična kiselina ovisi o specifičnoj situaciji stvarne proizvodnje. Na primjer, kod jakog jetkanja željeznih metala često se koristi sumporna ili klorovodična kiselina ili „mješovita kiselina“ te dvije kiseline u određenom omjeru.
Međutim, vrsta kiseline koja se koristi za kemijsko jako jetkanje ovisi o sastavu i strukturi oksida na površini željeznih i čeličnih dijelova. Istovremeno, potrebno je osigurati veliku brzinu jetkanja, niske troškove proizvodnje i što manju dimenzijsku deformaciju i vodikovu krhkost metalnih proizvoda. Međutim, mora se shvatiti da uklanjanje oksidnih ljuskica u klorovodičnoj kiselini uglavnom ovisi o kemijskom otapanju klorovodične kiseline, a mehanički učinak ljuštenja vodika je mnogo manji nego u sumpornoj kiselini. Stoga je potrošnja kiseline pri korištenju same klorovodične kiseline veća nego pri korištenju same sumporne kiseline.
Kada hrđa i oksidne ljuske na površini prevučenih dijelova sadrže veliku količinu visokovalentnih željeznih oksida, može se koristiti miješano kiselo jetkanje, koje ne samo da ima učinak kidanja vodika na oksidne ljuske, već i ubrzava kemijsko otapanje oksida. Međutim, ako metalna površina ima samo rastresite produkte hrđe (uglavnom Fe₂O₃), za jetkanje se može koristiti samo klorovodična kiselina zbog svoje velike brzine jetkanja, manjeg otapanja podloge i manje vodikove krhkosti.
Ali kada metalna površina ima gusti oksidni sloj, korištenje same klorovodične kiseline troši više, ima veće troškove i ima lošiji učinak ljuštenja oksidnog sloja nego sumporna kiselina, pa je sumporna kiselina bolja.
Elektrolitičko jetkanje (elektrolitička kiselina, elektrokemijsko jetkanje), bilo da se radi o katodnoj elektrolizi, anodnoj elektrolizi ili PR elektrolizi (periodična reverzna elektroliza, koja periodično mijenja pozitivne i negativne polove obratka), može se provesti u otopini sumporne kiseline od 5%-20%.
U usporedbi s kemijskim jetkanjem, elektrolitičko jetkanje može brže ukloniti čvrsto vezane oksidne ljuske, uzrokovati manje korozije osnovnog metala, jednostavno je za rukovanje i upravljanje te je prikladno za automatske linije za galvanizaciju. PR elektroliza se široko koristi u Japanu za uklanjanje oksidnih ljuski s nehrđajućeg čelika.
U Kini mnogi koriste katodno i anodno elektrolitičko kiseljenje u kombinaciji s elektrolitičkim odmašćivanjem za predprevlaku. Anodna elektrolitička kiselina za željezne metale prikladna je za obradu metalnih dijelova s velikom količinom oksidnih naslaga i hrđe, a uglavnom se može provoditi na sobnoj temperaturi. Povećanje temperature može povećati brzinu jetkanja kiselinom, ali ne toliko kao kemijsko jetkanje kiselinom. Povećanje gustoće struje može ubrzati brzinu jetkanja kiselinom, ali ako je previsoka, osnovni metal će se pasivirati.
U ovom trenutku, kemijsko i elektrokemijsko otapanje osnovnog metala u osnovi nestaje, ostavljajući samo učinak ljuštenja kisika na oksidnim ljuskama. Stoga se brzina jetkanja malo povećava, što se mora vješto savladati. Obično je prikladna gustoća struje od 5-10 A/dm². Za jetkanje anodnom kiselinom, o-ksilen tiourea ili sulfonirano ljepilo za obradu drveta mogu se koristiti kao inhibitori, s dozom od 3-5 g/L; za katodnu elektrolitičku kiselinu željeznih metala može se koristiti otopina sumporne kiseline ili mješovita kiselina od oko 5% sumporne kiseline i 5% klorovodične kiseline, plus odgovarajuća količina natrijevog klorida. Budući da ne postoji očiti kemijski i elektrokemijski proces otapanja metalne podloge (željeza), odgovarajuće dodavanje spojeva koji sadrže Cl⁻ može pomoći u labavljenju oksidnih ljuski na površini dijelova i ubrzati brzinu jetkanja. Istodobno, formaldehid ili urotropin mogu se koristiti kao inhibitori.
Ukratko, sumporna kiselina se široko koristi za kiselo jetkanje čelika, bakra i mesinga. Osim navedenog, sumporna kiselina, zajedno s kromnom kiselinom i dikromatima, koristi se kao sredstvo za uklanjanje oksida i čađi s aluminija.
Koristi se zajedno s fluorovodičnom kiselinom ili dušičnom kiselinom ili objema za uklanjanje oksidnih naslaga s nehrđajućeg čelika. Prednost klorovodične kiseline je u tome što može učinkovito kiseliti mnoge metale na sobnoj temperaturi; jedan od nedostataka je što se mora obratiti pažnja na sprječavanje onečišćenja parama HCl-a i kiselinskom maglom.
Osim toga, dušična kiselina i fosforna kiselina se također često koriste u ručnoj obradi prije prevlačenja. Dušična kiselina je važna komponenta mnogih sredstava za sjajno jetkanje. Miješa se s fluorovodičnom kiselinom za uklanjanje oksidnih naslaga toplinske obrade s aluminija, nehrđajućeg čelika, legura na bazi nikla i željeza, titana, cirkonija i nekih legura na bazi kobalta.
Fosforna kiselina se koristi za uklanjanje hrđe iz čeličnih dijelova, a također i u posebnim otopinama u spremnicima za nehrđajući čelik, aluminij, mesing i bakar. Mješavina fosforne kiseline, dušične kiseline i octene kiseline koristi se za prethodnu obradu sjajne anodizacije aluminijskih dijelova. Fluorobonska kiselina pokazala se najučinkovitijom otopinom za kiseljenje legura na bazi olova ili bakrenih ili mesinganih dijelova s kositrenim lemom.
Izviješteno je da uklanjanje naslaga i oksida metalnih oksida troši 5% svjetske proizvodnje sumporne kiseline, 25% klorovodične kiseline, većinu fluorovodične kiseline te veliku količinu dušične i fosforne kiseline.
Stoga je pravilno savladavanje upotrebe ovih kiselina za kiselo jetkanje očito važno pitanje u tehnologiji primjene prije obrade prevlakom. Međutim, nije ih teško koristiti, ali nije lako dobro ih koristiti, uštedjeti i smanjiti potrošnju.
Vrijeme objave: 29. siječnja 2026.