Untuk menguasai dan mengelola proses penghilangan minyak dengan baik, perlu memahami prinsip ikatan antara lapisan pelindung dan substrat logam dengan benar. Hal ini seringkali diabaikan, sehingga menimbulkan kesulitan dalam praktiknya.
Materi terkait menunjukkan bahwa ikatan mekanis yang disebabkan oleh kekasaran mikro lapisan dan permukaan substrat hanya kuat jika terdapat ikatan gaya antarmolekul dan antarlogam antara lapisan dan substrat logam. Gaya antarmolekul dan antarlogam hanya dapat terwujud dalam jarak yang sangat kecil.
Ketika jarak antar molekul melebihi 5μm, gaya antarmolekul tidak lagi berfungsi. Oleh karena itu, lapisan tipis minyak dan lapisan oksida pada permukaan substrat juga dapat menghambat gaya ikatan antarmolekul atau logam.
Untuk mencapai ikatan yang disebutkan di atas, perlu untuk menghilangkan noda minyak, karat, dan kerak oksida dari produk secara menyeluruh. "Secara menyeluruh" yang kami maksud bukan berarti permukaan harus benar-benar bersih setelah perlakuan pra-pelapisan, tetapi hanya memiliki permukaan yang memenuhi syarat. Yang dimaksud dengan permukaan yang memenuhi syarat sebenarnya berarti bahwa lapisan yang berbahaya bagi proses elektroplating harus dihilangkan setelah perlakuan pra-pelapisan dan diganti dengan lapisan yang sesuai untuk menerima proses elektroplating.
Pada saat yang sama, melalui perlakuan pra-pelapisan, permukaan logam harus benar-benar rata. Setelah perlakuan mekanis seperti penggerindaan, pemolesan, penggosokan, penyemprotan pasir, dll., goresan, gerigi, dan cacat lainnya yang terlihat jelas pada permukaan dihilangkan, sehingga permukaan substrat memenuhi persyaratan perataan substrat dan penyelesaian bagian yang dilapisi sebelum penghilangan minyak dan penghilangan karat.
Poin ini harus jelas. Hanya jika poin ini jelas, barulah kita dapat memilih alur proses dan formula perlakuan pra-pelapisan dengan benar dan praktis di antara formula-formula serupa untuk perlakuan pra-pelapisan.
Bagaimana cara menerapkan proses penghilangan lemak dalam produksi?
Pembersihan dengan larutan alkali biasanya digunakan. Komposisi larutan pembersih dan kondisi proses dipilih sesuai dengan kondisi noda minyak dan jenis bahan logam.
Ketika terdapat banyak sekali lemak yang menempel pada permukaan, yaitu lapisan minyak sangat tebal, dengan rasa berminyak dan lengket, lemak tersebut tidak dapat dengan mudah dihilangkan hanya dengan pembersihan alkali. Oleh karena itu, perlu dilakukan metode lain terlebih dahulu, seperti menyikat dengan pelarut untuk pra-perawatan pembersihan lemak, dan kemudian melakukan pembersihan alkali. Larutan pembersih alkali bersifat sangat basa, dan akan menyebabkan korosi yang jelas ketika bereaksi dengan beberapa logam.
Oleh karena itu, ketika membersihkan bagian-bagian berlapis seperti aluminium dan seng, sebaiknya dilakukan dalam kondisi suhu rendah dan alkali rendah sebisa mungkin. Secara umum, membersihkan bagian baja dengan alkalinitas yang lebih tinggi dapat diterima, tetapi ketika membersihkan bagian logam non-ferrous, pH larutan pembersih harus disesuaikan dengan kisaran yang sesuai. Misalnya, aluminium, seng, dan paduannya harus memiliki pH yang dikontrol di bawah 11, dan waktu pembersihan untuk produk tersebut tidak boleh melebihi 3 menit.
Dari perspektif biaya, beberapa pihak menganjurkan penghilangan lemak pada suhu rendah, tetapi menurunkan suhu justru bertentangan dengan peningkatan efisiensi. Semakin tinggi suhu, semakin cepat reaksi fisik dan kimia antara lemak yang menempel pada permukaan dan zat pembersih, dan semakin mudah proses penghilangan lemak.
Praktik telah membuktikan bahwa viskositas noda minyak menurun seiring dengan kenaikan suhu, sehingga proses penghilangan lemak lebih mudah dilakukan, tetapi suhu rendah tidak memiliki efek ini. Oleh karena itu, penggunaan pengemulsi dan surfaktan dianggap lebih tepat. Mengenai apakah penghilangan lemak pada suhu tinggi itu baik dan suhu berapa yang tepat untuk dikontrol, pengalaman penulis menunjukkan bahwa suhu 70-80°C lebih baik. Hal ini juga dapat membantu menghilangkan tegangan sisa pada logam dasar yang disebabkan oleh pemesinan, yang sangat bermanfaat untuk meningkatkan daya rekat lapisan, terutama antara lapisan nikel multi-lapisan.
Komponen baja umum dapat menggunakan proses penghilangan lemak gabungan, seperti penghilangan lemak katodik terlebih dahulu selama 3-5 menit, kemudian penghilangan lemak anodik selama 1-2 menit, atau penghilangan lemak anodik terlebih dahulu selama 3-5 menit, kemudian penghilangan lemak katodik selama 1-2 menit. Hal ini dapat dicapai dengan dua proses penghilangan lemak atau menggunakan catu daya dengan perangkat komutasi.
Untuk baja berkekuatan tinggi, baja pegas, dan bagian tipis, untuk mencegah kerapuhan hidrogen, hanya dilakukan penghilangan lemak anodik selama beberapa menit. Namun, bagian logam non-ferrous seperti tembaga dan paduan tembaga tidak dapat menggunakan penghilangan lemak anodik, dan hanya penghilangan lemak katodik selama 1-2 menit yang diperbolehkan.
Dalam hal persiapan dan pemeliharaan larutan penghilang lemak, persiapan larutan penghilang lemak kimia dan elektrolitik relatif sederhana. Pertama, gunakan 2/3 volume tangki air untuk melarutkan bahan lain kecuali surfaktan, dan aduk secara bersamaan (untuk mencegah obat menggumpal). Karena bahan obat ini melepaskan panas saat dilarutkan, tidak perlu dipanaskan. Surfaktan harus dilarutkan secara terpisah dengan air panas sebelum ditambahkan. Jika tidak dapat dilarutkan sekaligus, cairan bening di bagian atas dapat dibuang dan kemudian air dapat ditambahkan untuk melarutkannya. Tambahkan hingga volume yang ditentukan dan aduk rata sebelum digunakan.
Perhatian harus diberikan pada pengelolaan cairan penghilang minyak:
① Lakukan pengujian dan pengisian ulang bahan secara berkala. Surfaktan harus diisi ulang sebanyak 1/3 hingga 1/2 dari jumlah semula setiap minggu atau dua minggu sekali sesuai dengan volume produksi.
② Pelat besi yang digunakan tidak boleh mengandung pengotor logam berat yang berlebihan untuk mencegahnya masuk ke dalam lapisan. Kepadatan arus harus dijaga pada 5-10 A/dm², dan pemilihannya harus memastikan evolusi gelembung yang cukup. Hal ini tidak hanya memastikan pelepasan tetesan minyak secara mekanis dari permukaan elektroda tetapi juga mengaduk larutan. Ketika noda minyak permukaan konstan, semakin besar kepadatan arus, semakin cepat kecepatan penghilangan lemak.
③ Noda minyak yang mengambang di dalam tangki harus segera dibersihkan.
④ Bersihkan endapan dan kotoran di dalam tangki secara teratur, dan segera ganti larutan dalam tangki.
⑤ Usahakan menggunakan surfaktan rendah busa dalam elektrolit; jika tidak, masuknya surfaktan tersebut ke dalam tangki pelapisan listrik akan memengaruhi kualitasnya.
Bagaimana cara menguasai dan mengelola proses pengasaman (pengawetan)?
Seperti proses penghilangan lemak, pengasaman (pickling) memainkan peran penting dalam perawatan pra-pelapisan. Kedua proses ini digunakan bersamaan dalam produksi pra-pelapisan, dan tujuan utamanya adalah untuk menghilangkan karat dan kerak oksida dari bagian logam yang akan dilapisi.
Biasanya, proses yang digunakan untuk menghilangkan oksida dalam jumlah besar disebut etsa kuat, dan proses yang digunakan untuk menghilangkan lapisan oksida tipis yang hampir tidak terlihat oleh mata telanjang disebut etsa lemah, yang selanjutnya dapat dibagi menjadi etsa kimia dan etsa elektrokimia. Etsa lemah digunakan sebagai proses perlakuan akhir setelah etsa kuat, yaitu sebelum benda kerja memasuki proses pelapisan listrik. Ini adalah proses pengaktifan permukaan logam dan mudah terabaikan dalam produksi, yang justru merupakan salah satu penyebab pengelupasan lapisan listrik.
Jika larutan etsa lemah merupakan salah satu komponen dari larutan pelapisan selanjutnya, atau jika penambahannya tidak akan memengaruhi larutan pelapisan, lebih baik langsung memasukkan bagian pelapisan yang telah diaktifkan ke dalam tangki pelapisan tanpa dibersihkan.
Sebagai contoh, dengan larutan aktivasi asam encer yang digunakan sebelum pelapisan nikel, untuk memastikan kelancaran proses etsa, penghilangan lemak harus dilakukan sebelum etsa; jika tidak, asam dan oksida logam tidak dapat bersentuhan dengan baik, dan reaksi pelarutan kimia akan sulit berlangsung.
Oleh karena itu, untuk menguasai teknik etsa asam dengan baik, perlu juga untuk mengklarifikasi prinsip-prinsip dasar ini secara teoritis.
Biasanya, untuk menghilangkan kerak oksida dari bagian besi dan baja, asam sulfat dan asam klorida terutama digunakan untuk etsa asam. Metodenya sederhana, tetapi dalam produksi aktual, sulit untuk mencapai tujuan yang diharapkan jika tidak diperhatikan.
Kriteria pemilihan kondisi proses etsa asam sulfat biasanya didasarkan pada pengalaman untuk mengidentifikasi dari tampilan benda kerja setelah pengawetan, yang pada akhirnya tidak dapat dikontrol secara kuantitatif. Praktik menunjukkan bahwa efek pengawetan asam sulfat dalam menghilangkan kerak oksida pada suhu 40°C jauh lebih besar daripada pada suhu 20°C, tetapi ketika suhu dinaikkan lebih lanjut, efek pengelupasan tidak meningkat secara proporsional.
Pada saat yang sama, dalam asam sulfat dengan konsentrasi kurang dari 20%, seiring peningkatan konsentrasi, kecepatan pengikisan asam meningkat, tetapi ketika konsentrasi melebihi 20%, kecepatan pengikisan asam justru menurun. Karena alasan ini, kami percaya bahwa kondisi proses standar dengan konsentrasi asam sulfat 10%-20% dan pengikisan di bawah 60°C lebih tepat. Perlu juga dicatat bahwa mengenai tingkat penuaan larutan asam sulfat, umumnya, ketika kandungan besi dalam larutan pengawet melebihi 80 g/L dan kandungan besi sulfat melebihi 2,5 g/L, larutan asam sulfat tidak dapat lagi digunakan.
Pada tahap ini, larutan harus didinginkan untuk mengkristal dan menghilangkan kelebihan besi sulfat, kemudian asam baru harus ditambahkan untuk memenuhi persyaratan proses.
Kriteria pemilihan kondisi proses etsa asam klorida: konsentrasi umumnya harus dikontrol pada 10%-20%, dan proses harus dilakukan pada suhu ruang. Dibandingkan dengan asam sulfat, pada kondisi konsentrasi dan suhu yang sama, kecepatan etsa asam klorida 1,5-2 kali lebih cepat daripada asam sulfat.
Penggunaan asam sulfat atau asam klorida untuk etsa asam bergantung pada situasi spesifik produksi sebenarnya. Misalnya, dalam etsa kuat logam besi, asam sulfat atau asam klorida sering digunakan, atau "asam campuran" dari keduanya dalam proporsi tertentu.
Namun, jenis asam yang digunakan untuk etsa kimia kuat bergantung pada komposisi dan struktur oksida pada permukaan bagian besi dan baja. Pada saat yang sama, perlu dipastikan kecepatan etsa yang cepat, biaya produksi yang rendah, dan deformasi dimensi serta kerapuhan hidrogen pada produk logam seminimal mungkin. Namun, harus dipahami bahwa penghilangan kerak oksida dalam asam klorida terutama bergantung pada pelarutan kimia asam klorida, dan efek pengelupasan mekanis hidrogen jauh lebih kecil daripada dalam asam sulfat. Oleh karena itu, konsumsi asam saat menggunakan asam klorida saja lebih tinggi daripada saat menggunakan asam sulfat saja.
Ketika karat dan kerak oksida pada permukaan bagian pelapisan mengandung sejumlah besar oksida besi bervalensi tinggi, etsa asam campuran dapat digunakan, yang tidak hanya memberikan efek penguraian hidrogen pada kerak oksida tetapi juga mempercepat pelarutan kimia oksida. Namun, jika permukaan logam hanya memiliki produk karat yang lepas (terutama Fe₂O₃), asam klorida saja dapat digunakan untuk etsa karena kecepatan etsanya yang cepat, pelarutan substrat yang lebih sedikit, dan kerapuhan hidrogen yang lebih rendah.
Namun, ketika permukaan logam memiliki lapisan oksida yang tebal, penggunaan asam klorida saja akan lebih boros, lebih mahal, dan memiliki efek pengelupasan lapisan oksida yang lebih buruk dibandingkan asam sulfat, sehingga asam sulfat lebih baik digunakan.
Pengukiran elektrolitik (asam elektrolitik, pengukiran elektrokimia), baik elektrolisis katodik, elektrolisis anodik, atau elektrolisis PR (elektrolisis pembalikan periodik, yang secara periodik mengubah kutub positif dan negatif benda kerja), dapat dilakukan dalam larutan asam sulfat 5%-20%.
Dibandingkan dengan etsa kimia, etsa elektrolitik dapat menghilangkan kerak oksida yang terikat kuat dengan lebih cepat, menyebabkan korosi yang lebih sedikit pada logam dasar, mudah dioperasikan dan dikelola, serta cocok untuk jalur pelapisan listrik otomatis. Elektrolisis PR banyak digunakan di Jepang untuk menghilangkan kerak oksida dari baja tahan karat.
Di Tiongkok, banyak yang menggunakan pengasaman elektrolitik katodik dan anodik yang dikombinasikan dengan penghilangan lemak elektrolitik untuk perlakuan pra-pelapisan. Asam elektrolitik anodik untuk logam besi cocok untuk memproses bagian logam dengan banyak kerak oksida dan karat, dan sebagian besar dapat dilakukan pada suhu ruangan. Meningkatkan suhu dapat meningkatkan kecepatan pengikisan asam, tetapi tidak sebanyak pengikisan asam kimia. Meningkatkan kepadatan arus dapat mempercepat kecepatan pengikisan asam, tetapi jika terlalu tinggi, logam dasar akan mengalami pasivasi.
Pada tahap ini, pelarutan kimia dan elektrokimia logam dasar pada dasarnya menghilang, hanya menyisakan efek pengelupasan oksigen pada lapisan oksida. Oleh karena itu, kecepatan etsa hanya sedikit meningkat, yang harus dikuasai dengan terampil. Biasanya, kerapatan arus 5-10 A/dm² sudah tepat. Untuk etsa asam anodik, o-xylene thiourea atau lem kayu tersulfonasi dapat digunakan sebagai inhibitor, dengan dosis 3-5 g/L; untuk etsa asam elektrolitik katodik logam besi, larutan asam sulfat dapat digunakan, atau campuran asam sekitar 5% asam sulfat dan 5% asam klorida, ditambah sejumlah natrium klorida yang sesuai. Karena tidak ada proses pelarutan kimia dan elektrokimia yang jelas pada substrat logam (besi), penambahan senyawa yang mengandung Cl⁻ secara tepat dapat membantu melonggarkan lapisan oksida pada permukaan bagian dan mempercepat kecepatan etsa. Pada saat yang sama, formaldehida atau urotropin dapat digunakan sebagai inhibitor.
Singkatnya, asam sulfat banyak digunakan untuk etsa asam pada baja, tembaga, dan kuningan. Selain itu, asam sulfat, bersama dengan asam kromat dan dikromat, digunakan sebagai agen untuk menghilangkan oksida dan jelaga dari aluminium.
Asam klorida digunakan bersama dengan asam fluorida atau asam nitrat, atau keduanya, untuk menghilangkan kerak oksida dari baja tahan karat. Keunggulan asam klorida adalah dapat secara efektif mengawetkan banyak logam pada suhu ruangan; salah satu kekurangannya adalah perlunya memperhatikan pencegahan polusi uap HCl dan kabut asam.
Selain itu, asam nitrat dan asam fosfat juga umum digunakan dalam perawatan pra-pelapisan manual. Asam nitrat merupakan komponen penting dari banyak zat etsa cerah. Asam ini dicampur dengan asam fluorida untuk menghilangkan kerak oksida hasil perlakuan panas dari aluminium, baja tahan karat, paduan berbasis nikel dan besi, titanium, zirkonium, dan beberapa paduan berbasis kobalt.
Asam fosfat digunakan untuk menghilangkan karat pada bagian baja dan juga dalam larutan tangki khusus untuk baja tahan karat, aluminium, kuningan, dan tembaga. Asam campuran fosfat-asam nitrat-asam asetat digunakan untuk pra-perlakuan anodisasi cerah pada bagian aluminium. Asam fluoroborat telah terbukti sebagai larutan pengawet yang paling efektif untuk paduan berbasis timbal atau bagian tembaga atau kuningan dengan solder timah.
Telah dilaporkan bahwa penghilangan kerak oksida logam dan oksida tersebut mengkonsumsi 5% dari produksi asam sulfat dunia, 25% asam klorida, sebagian besar asam fluorida, dan sejumlah besar asam nitrat dan asam fosfat.
Oleh karena itu, penguasaan yang tepat atas penggunaan asam-asam ini untuk etsa asam jelas merupakan isu penting dalam teknologi aplikasi perawatan pra-pelapisan. Namun, menggunakannya tidaklah sulit, yang sulit adalah menggunakannya dengan baik, menghematnya, dan mengurangi konsumsinya.
Waktu posting: 29 Januari 2026