Per padroneggiare e gestire al meglio il processo di rimozione dell'olio, è necessario comprendere correttamente il principio di adesione tra il rivestimento e il substrato metallico. Questo punto viene spesso trascurato, creando difficoltà nella pratica.
Materiali pertinenti sottolineano che il legame meccanico causato dalla microrugosità del rivestimento e della superficie del substrato è forte solo quando vi è un legame di forza intermolecolare e intermetallica tra il rivestimento e il substrato metallico. Le forze intermolecolari e intermetalliche possono manifestarsi solo entro una distanza molto piccola.
Quando la distanza tra le molecole supera i 5μm, la forza intermolecolare non funziona più. Pertanto, anche un sottile film d'olio e un film di ossido sulla superficie del substrato possono ostacolare la forza di legame intermolecolare o metallica.
Per ottenere l'adesione sopra menzionata, è necessario rimuovere accuratamente macchie d'olio, ruggine e ossidazioni dai prodotti. Il termine "accuratamente accurato" non significa che la superficie debba essere assolutamente pulita dopo il trattamento di pre-placcatura, ma solo che abbia una superficie qualificata. La cosiddetta superficie qualificata significa in realtà che le pellicole dannose per la galvanica devono essere rimosse dopo il trattamento di pre-placcatura e sostituite con pellicole idonee ad accogliere la galvanica.
Allo stesso tempo, attraverso il trattamento di pre-placcatura, la superficie metallica deve essere assolutamente piana. Dopo trattamenti meccanici come molatura, lucidatura, burattatura, sabbiatura, ecc., graffi, bave e altri difetti superficiali evidenti vengono rimossi, in modo che la superficie del substrato soddisfi i requisiti di livellamento e finitura del substrato dei pezzi placcati prima della rimozione di olio e ruggine.
Questo punto deve essere chiaro. Solo quando questo punto sarà chiaro potremo selezionare correttamente e praticamente il flusso e la formula del processo di trattamento pre-placcatura tra formule simili per il trattamento pre-placcatura.
Come applicare il processo di sgrassaggio in produzione?
Solitamente si adotta lo sgrassaggio alcalino. La composizione della soluzione sgrassante e le condizioni di processo vengono selezionate in base allo stato della macchia d'olio e al tipo di materiale metallico.
Quando la quantità di grasso aderente alla superficie è elevata, ovvero lo strato d'olio è molto spesso, untuoso e appiccicoso al tatto, non può essere rimosso facilmente con il solo sgrassaggio alcalino. È necessario utilizzare prima altri metodi, come la spazzolatura con solvente per il pretrattamento sgrassante, e poi eseguire lo sgrassaggio alcalino. La soluzione sgrassante alcalina è fortemente alcalina e, reagendo con alcuni metalli, può causare corrosione evidente.
Pertanto, quando si sgrassano componenti placcati come alluminio e zinco, è necessario effettuare l'operazione il più possibile a bassa temperatura e in condizioni di bassa alcalinità. È generalmente accettabile trattare componenti in acciaio con un'alcalinità più elevata, ma quando si trattano componenti in metalli non ferrosi, il pH della soluzione sgrassante deve essere regolato su un intervallo appropriato. Ad esempio, per alluminio, zinco e le loro leghe, il pH dovrebbe essere mantenuto al di sotto di 11 e il tempo di sgrassaggio per tali prodotti non dovrebbe superare i 3 minuti.
Dal punto di vista dei costi, alcuni propugnano lo sgrassaggio a bassa temperatura, ma ridurre la temperatura contraddice il miglioramento dell'efficienza. Maggiore è la temperatura, maggiore è la velocità di reazione fisica e chimica tra il grasso aderente alla superficie e il detergente, e più facile è lo sgrassaggio.
La pratica ha dimostrato che la viscosità delle macchie d'olio diminuisce all'aumentare della temperatura, quindi lo sgrassaggio è più facile da eseguire, ma le basse temperature non hanno questo effetto. Pertanto, si considera l'utilizzo di emulsionanti e tensioattivi. Per quanto riguarda l'efficacia dello sgrassaggio ad alta temperatura e la temperatura appropriata da controllare, l'esperienza dell'autore indica che 70-80 °C sono migliori. Questo può anche contribuire a eliminare le tensioni residue del metallo base causate dalla lavorazione, il che è molto utile per migliorare l'adesione del rivestimento, soprattutto tra nichel multistrato.
I componenti in acciaio generici possono essere sgrassati in modo combinato, ad esempio con un primo sgrassaggio catodico per 3-5 minuti, seguito da uno sgrassaggio anodico per 1-2 minuti, oppure con un primo sgrassaggio anodico per 3-5 minuti, seguito da uno sgrassaggio catodico per 1-2 minuti. Questo può essere ottenuto con due processi di sgrassaggio o utilizzando un alimentatore con dispositivo di commutazione.
Per acciaio ad alta resistenza, acciaio per molle e componenti sottili, al fine di prevenire l'infragilimento da idrogeno, viene eseguito solo lo sgrassaggio anodico per alcuni minuti. Tuttavia, i componenti in metalli non ferrosi come rame e leghe di rame non possono essere sottoposti a sgrassaggio anodico ed è consentito solo lo sgrassaggio catodico per 1-2 minuti.
Per quanto riguarda la preparazione e la manutenzione della soluzione sgrassante, la preparazione di soluzioni sgrassanti chimiche ed elettrolitiche è relativamente semplice. Innanzitutto, utilizzare 2/3 del volume d'acqua del serbatoio per sciogliere gli altri materiali, ad eccezione dei tensioattivi, e mescolare contemporaneamente (per evitare che il medicinale si agglutini). Poiché questi materiali medicinali rilasciano calore quando si dissolvono, non è necessario riscaldarli. I tensioattivi devono essere sciolti separatamente con acqua calda prima di essere aggiunti. Se non è possibile scioglierli in una sola volta, è possibile versare il liquido trasparente superiore e aggiungere acqua per la dissoluzione. Aggiungere fino al volume specificato e mescolare bene prima dell'uso.
Bisogna prestare attenzione alla gestione del fluido di rimozione dell'olio:
① Testare e reintegrare regolarmente i materiali. I tensioattivi devono essere reintegrati in una quantità compresa tra 1/3 e 1/2 della quantità originale, settimanalmente o quindicinalmente, a seconda del volume di produzione.
2. Le piastre di ferro utilizzate non devono contenere eccessive impurità di metalli pesanti per evitare che vengano introdotte nel rivestimento. La densità di corrente deve essere mantenuta a 5-10 A/dm² e la sua selezione deve garantire una sufficiente formazione di bolle. Ciò non solo garantisce il distacco meccanico delle goccioline d'olio dalla superficie dell'elettrodo, ma anche l'agitazione della soluzione. Quando la macchia d'olio superficiale è costante, maggiore è la densità di corrente, maggiore è la velocità di sgrassaggio.
3 Le macchie di olio galleggianti nel serbatoio devono essere rimosse tempestivamente.
④ Pulire regolarmente il serbatoio da fanghi e sporcizia e sostituire tempestivamente la soluzione.
⑤ Cercare di utilizzare tensioattivi a bassa schiuma nell'elettrolita; altrimenti, la loro introduzione nella vasca di galvanica ne comprometterà la qualità.
Come padroneggiare e gestire il processo di incisione acida (decapaggio)?
Come il processo di sgrassaggio, anche l'incisione acida (decapaggio) svolge un ruolo importante nel trattamento di pre-placcatura. Questi due processi vengono utilizzati congiuntamente nella produzione di pre-placcatura e il loro scopo principale è rimuovere ruggine e ossidazioni dai componenti metallici da placcare.
Solitamente, il processo utilizzato per rimuovere una grande quantità di ossidi è chiamato "forte attacco chimico", mentre il processo utilizzato per rimuovere sottili film di ossido appena visibili a occhio nudo è chiamato "debole attacco chimico", che può essere ulteriormente suddiviso in attacco chimico e attacco elettrochimico. L'attacco chimico debole viene utilizzato come processo di trattamento finale dopo l'attacco chimico forte, ovvero prima che il pezzo entri nel processo di galvanica. Si tratta di un processo di attivazione della superficie metallica ed è facilmente trascurato in produzione, il che è proprio uno dei motivi per cui si verifica il peeling galvanico.
Se la soluzione di incisione debole è uno dei componenti della successiva soluzione di placcatura, o se la sua introduzione non influirà sulla soluzione di placcatura, è meglio mettere direttamente le parti di placcatura attivate nella vasca di placcatura senza pulirle.
Ad esempio, con la soluzione di attivazione acida diluita utilizzata prima della nichelatura, per garantire il regolare svolgimento del processo di incisione, è necessario sgrassare prima dell'incisione; in caso contrario, l'acido e gli ossidi metallici non possono stabilire un buon contatto e la reazione di dissoluzione chimica avrà difficoltà a procedere.
Pertanto, per padroneggiare bene l'incisione acida, è necessario chiarire anche teoricamente questi principi di base.
Solitamente, per rimuovere le scaglie di ossido da componenti in ferro e acciaio, si utilizzano principalmente acido solforico e acido cloridrico per l'incisione acida. Il metodo è semplice, ma nella produzione effettiva è difficile raggiungere l'obiettivo previsto se non si presta attenzione.
I criteri di selezione per le condizioni del processo di attacco chimico con acido solforico si basano solitamente sull'esperienza, per identificare l'aspetto del pezzo dopo il decapaggio, che, dopotutto, non può essere controllato quantitativamente. La pratica ha dimostrato che l'effetto del decapaggio con acido solforico nella rimozione delle scaglie di ossido a 40 °C è molto maggiore che a 20 °C, ma aumentando ulteriormente la temperatura, l'effetto di peeling non aumenta proporzionalmente.
Allo stesso tempo, in acido solforico con una concentrazione inferiore al 20%, all'aumentare della concentrazione la velocità di attacco acido accelera, ma quando la concentrazione supera il 20%, la velocità di attacco acido diminuisce. Per questo motivo, riteniamo che le condizioni di processo standard con una concentrazione di acido solforico del 10%-20% e un attacco inferiore a 60 °C siano più appropriate. Va inoltre notato che, per quanto riguarda il grado di invecchiamento della soluzione di acido solforico, generalmente, quando il contenuto di ferro nella soluzione di decapaggio supera gli 80 g/L e il contenuto di solfato ferroso supera i 2,5 g/L, la soluzione di acido solforico non può più essere utilizzata.
A questo punto, la soluzione deve essere raffreddata per cristallizzare e rimuovere il solfato ferroso in eccesso, quindi deve essere aggiunto nuovo acido per soddisfare i requisiti del processo.
I criteri di selezione per le condizioni del processo di incisione acida dell'acido cloridrico sono: la concentrazione dovrebbe essere generalmente controllata al 10%-20% e il processo dovrebbe essere eseguito a temperatura ambiente. Rispetto all'acido solforico, a parità di concentrazione e temperatura, la velocità di incisione dell'acido cloridrico è 1,5-2 volte superiore a quella dell'acido solforico.
L'utilizzo di acido solforico o acido cloridrico per l'incisione acida dipende dalle specifiche condizioni di produzione. Ad esempio, nell'incisione aggressiva di metalli ferrosi, si utilizza spesso acido solforico o acido cloridrico, oppure una "miscela" dei due in una determinata proporzione.
Tuttavia, il tipo di acido utilizzato per l'attacco chimico forte dipende dalla composizione e dalla struttura degli ossidi sulla superficie dei componenti in ferro e acciaio. Allo stesso tempo, è necessario garantire una velocità di attacco elevata, bassi costi di produzione e la minima deformazione dimensionale e infragilimento da idrogeno possibile dei prodotti metallici. Tuttavia, è necessario comprendere che la rimozione delle incrostazioni di ossido nell'acido cloridrico si basa principalmente sulla dissoluzione chimica dell'acido cloridrico e che l'effetto di peeling meccanico dell'idrogeno è molto inferiore a quello dell'acido solforico. Pertanto, il consumo di acido quando si utilizza solo acido cloridrico è maggiore rispetto a quando si utilizza solo acido solforico.
Quando la ruggine e le incrostazioni di ossido sulla superficie dei componenti placcati contengono una grande quantità di ossidi di ferro altovalenti, è possibile utilizzare l'attacco chimico con acido misto, che non solo esercita l'effetto di lacerazione dell'idrogeno sulle incrostazioni di ossido, ma accelera anche la dissoluzione chimica degli ossidi. Tuttavia, se la superficie metallica presenta solo prodotti di ruggine sciolti (principalmente Fe₂O₃), è possibile utilizzare solo acido cloridrico per l'attacco chimico, grazie alla sua elevata velocità di attacco, alla minore dissoluzione del substrato e al minore infragilimento da idrogeno.
Ma quando la superficie del metallo presenta una densa incrostazione di ossido, usare solo acido cloridrico consuma di più, ha un costo più elevato e ha un effetto di distacco sulla incrostazione di ossido peggiore rispetto all'acido solforico, quindi l'acido solforico è migliore.
L'incisione elettrolitica (acido elettrolitico, incisione elettrochimica), che sia elettrolisi catodica, elettrolisi anodica o elettrolisi PR (elettrolisi periodica inversa, che cambia periodicamente i poli positivo e negativo del pezzo in lavorazione), può essere eseguita in una soluzione di acido solforico al 5%-20%.
Rispetto all'incisione chimica, l'incisione elettrolitica può rimuovere più rapidamente le incrostazioni di ossido saldamente legate, causa meno corrosione al metallo di base, è facile da usare e gestire ed è adatta alle linee di galvanica automatiche. L'elettrolisi PR è ampiamente utilizzata in Giappone per rimuovere le incrostazioni di ossido dall'acciaio inossidabile.
In Cina, molti utilizzano il decapaggio elettrolitico catodico e anodico combinato con lo sgrassaggio elettrolitico per il trattamento pre-placcatura. L'acido elettrolitico anodico per metalli ferrosi è adatto alla lavorazione di parti metalliche con un'elevata quantità di ossidi e ruggine e può essere eseguito principalmente a temperatura ambiente. L'aumento della temperatura può aumentare la velocità di incisione acida, ma non tanto quanto l'incisione chimica acida. L'aumento della densità di corrente può accelerare la velocità di incisione acida, ma se è troppo elevata, il metallo base verrà passivato.
A questo punto, la dissoluzione chimica ed elettrochimica del metallo base scompare sostanzialmente, lasciando solo l'effetto peeling dell'ossigeno sulle scaglie di ossido. Pertanto, la velocità di incisione aumenta di poco, il che deve essere gestito con abilità. Di solito, è appropriata una densità di corrente di 5-10 A/dm². Per l'incisione anodica, si possono utilizzare come inibitori l'o-xilene tiourea o la colla per legno solfonata, con un dosaggio di 3-5 g/L; per l'acido elettrolitico catodico dei metalli ferrosi, si può utilizzare una soluzione di acido solforico o una miscela di acido solforico al 5% e acido cloridrico al 5%, più una quantità appropriata di cloruro di sodio. Poiché non vi è alcun evidente processo di dissoluzione chimica ed elettrochimica del substrato metallico (ferro), l'aggiunta appropriata di composti contenenti Cl⁻ può contribuire a staccare le scaglie di ossido dalla superficie dei pezzi e ad accelerare la velocità di incisione. Allo stesso tempo, si possono utilizzare come inibitori la formaldeide o l'urotropina.
In breve, l'acido solforico è ampiamente utilizzato per l'incisione acida di acciaio, rame e ottone. Oltre a quanto sopra, l'acido solforico, insieme all'acido cromico e ai dicromati, viene utilizzato come agente per la rimozione di ossidi e fuliggine dall'alluminio.
Viene utilizzato insieme all'acido fluoridrico o all'acido nitrico, o entrambi, per rimuovere le incrostazioni di ossido dall'acciaio inossidabile. Il vantaggio dell'acido cloridrico è che può decapare efficacemente molti metalli a temperatura ambiente; uno dei suoi svantaggi è che bisogna prestare attenzione a prevenire l'inquinamento da vapori di HCl e nebbie acide.
Inoltre, l'acido nitrico e l'acido fosforico sono comunemente utilizzati anche nel trattamento manuale di pre-placcatura. L'acido nitrico è un componente importante di molti agenti di incisione lucida. Viene miscelato con acido fluoridrico per rimuovere le scaglie di ossido derivanti dal trattamento termico da alluminio, acciaio inossidabile, leghe a base di nichel e ferro, titanio, zirconio e alcune leghe a base di cobalto.
L'acido fosforico viene utilizzato per la rimozione della ruggine da componenti in acciaio e anche in soluzioni speciali per acciaio inossidabile, alluminio, ottone e rame. La miscela di acido fosforico, acido nitrico e acido acetico viene utilizzata per il pretrattamento dell'anodizzazione lucida di componenti in alluminio. L'acido fluoroborico si è dimostrato la soluzione di decapaggio più efficace per leghe a base di piombo o componenti in rame o ottone con saldatura a stagno.
È stato riferito che la rimozione di ossidi e incrostazioni di ossido metallico consuma il 5% della produzione mondiale di acido solforico, il 25% di acido cloridrico, la maggior parte di acido fluoridrico e una grande quantità di acido nitrico e acido fosforico.
Pertanto, padroneggiare correttamente l'uso di questi acidi per l'incisione acida è ovviamente un aspetto importante nella tecnologia applicativa del trattamento di pre-placcatura. Tuttavia, non è difficile utilizzarli, ma non è facile utilizzarli correttamente, risparmiarli e ridurne i consumi.
Data di pubblicazione: 29-01-2026