Мұнайды кетіру процесін жақсы меңгеру және басқару үшін жабын мен металл негіз арасындағы байланыс принципін дұрыс түсіну қажет. Бұл мәселе көбінесе назардан тыс қалады, бұл іс жүзінде қиындықтар туғызады.
Тиісті материалдар жабын мен негіз бетінің микрокедір-бұдырлығынан туындайтын механикалық байланыс жабын мен металл негіз арасында молекулааралық және металларалық күш байланысы болған кезде ғана күшті болатынын көрсетеді. Молекулааралық және металларалық күштер тек өте аз қашықтықта ғана көрінуі мүмкін.
Молекулалар арасындағы қашықтық 5-тен асқандаμм, молекулааралық күш енді жұмыс істемейді. Сондықтан, субстрат бетіндегі жұқа май қабығы мен оксид қабығы молекулааралық немесе металл байланыс күшіне кедергі келтіруі мүмкін.
Жоғарыда аталған байланыстыруды қамтамасыз ету үшін өнімдерден май дақтарын, тот пен оксид қабыршақтарын мұқият кетіру қажет. Біз айтып отырған «өте мұқият» деген сөз алдын ала қаптау өңдеуінен кейін беттің мүлдем таза болуын емес, тек оның білікті беті болуын білдіреді. Білікті бет деп аталатын сөз шын мәнінде гальваникалық қаптауға зиянды қабықшаларды алдын ала қаптау өңдеуінен кейін алып тастау және гальваникалық қаптауды қабылдауға жарамды қабықшалармен ауыстыру керек дегенді білдіреді.
Сонымен қатар, алдын ала қаптау арқылы металл беті мүлдем тегіс болуы керек. Тегістеу, жылтырату, тегістеу, құммен өңдеу және т.б. сияқты механикалық өңдеулерден кейін бетіндегі айқын сызаттар, сызаттар және басқа да ақаулар жойылады, сондықтан негіз беті май мен тотты кетіруден бұрын негізді тегістеу және қапталған бөлшектерді әрлеу талаптарына сай келеді.
Бұл мәселе анық болуы керек. Тек осы мәселе анық болған кезде ғана біз алдын ала қаптау өңдеу процесінің ағыны мен формуласын алдын ала қаптау өңдеуіне арналған ұқсас формулалардың арасынан дұрыс және іс жүзінде таңдай аламыз.
Өндірісте майсыздандыру процесін қалай қолдануға болады?
Әдетте сілтілі майсыздандыру қолданылады. Майсыздандыру ерітіндісінің құрамы мен өңдеу шарттары май дақтарының күйіне және металл материалының түріне байланысты таңдалады.
Бетіне көп мөлшерде май жабысқан кезде, яғни май қабаты өте қалың, майлы және жабысқақ сезім тудыратын болса, оны тек сілтілі майсыздандыру арқылы оңай кетіру мүмкін емес. Алдымен майсыздандыру үшін еріткішпен щеткамен тазалау, содан кейін сілтілі майсыздандыру сияқты басқа әдістерді қолдану қажет. Сілтілі майсыздандыру ерітіндісі қатты сілтілі және кейбір металдармен әрекеттескенде айқын коррозияға әкеледі.
Сондықтан, алюминий және мырыш сияқты жалатылған бөлшектерді майсыздандыру кезінде оны мүмкіндігінше төмен температуралы және төмен сілтілік жағдайларда жүргізу керек. Әдетте, болат бөлшектерді жоғары сілтілікпен өңдеуге болады, бірақ түсті емес металл бөлшектерін өңдеу кезінде майсыздандыру ерітіндісінің рН мәні тиісті диапазонға дейін реттелуі керек. Мысалы, алюминий, мырыш және олардың қорытпаларының рН мәні 11-ден төмен болуы керек, ал мұндай өнімдерді майсыздандыру уақыты 3 минуттан аспауы керек.
Баға тұрғысынан кейбіреулер төмен температурада майсыздандыруды жақтайды, бірақ температураны төмендету тиімділікті арттыруға қайшы келеді. Температура неғұрлым жоғары болса, бетіне жабысатын май мен тазартқыш зат арасындағы физикалық және химиялық реакция жылдамдығы соғұрлым жоғары болады және майсыздандыру оңайырақ болады.
Тәжірибе көрсеткендей, май дақтарының тұтқырлығы температура көтерілген сайын төмендейді, сондықтан майсыздандыру оңайырақ, бірақ төмен температура мұндай әсер етпейді. Сондықтан эмульгаторлар мен беттік белсенді заттарды қолдану қарастырылады. Жоғары температурада майсыздандыру жақсы ма және қандай температураны бақылауға болатынына келетін болсақ, автордың тәжірибесі 70-80°C жақсырақ екенін көрсетеді. Бұл сонымен қатар механикалық өңдеуден туындаған негізгі металдың қалдық кернеуін жоюға көмектеседі, бұл жабынның адгезиясын жақсарту үшін өте пайдалы, әсіресе көп қабатты никельдер арасындағы.
Жалпы болат бөлшектері аралас майсыздандыруды қолдана алады, мысалы, алдымен 3-5 минут катодты майсыздандыру, содан кейін 1-2 минут анодты майсыздандыру немесе 3-5 минут алдымен анодты майсыздандыру, содан кейін 1-2 минут катодты майсыздандыру. Бұған екі майсыздандыру процесі немесе коммутациялық құрылғысы бар қуат көзін пайдалану арқылы қол жеткізуге болады.
Жоғары беріктіктегі болат, серіппелі болат және жұқа бөлшектер үшін сутектің сынғыштығын болдырмау үшін бірнеше минут бойы тек анодтық майсыздандыру жүргізіледі. Дегенмен, мыс және мыс қорытпалары сияқты түсті емес металл бөлшектері анодтық майсыздандыруды қолдана алмайды және тек 1-2 минут бойы катодтық майсыздандыруға рұқсат етіледі.
Майсыздандыру ерітіндісін дайындау және күтіп ұстау тұрғысынан химиялық майсыздандыру және электролиттік майсыздандыру ерітінділерін дайындау салыстырмалы түрде қарапайым. Біріншіден, беттік белсенді заттардан басқа материалдарды еріту үшін резервуар көлемінің 2/3 бөлігін сумен пайдаланыңыз және бір уақытта араластырыңыз (дәрі-дәрмектің жабысып қалуына жол бермеу үшін). Бұл дәрілік материалдар еріген кезде жылу бөлетіндіктен, оларды қыздырудың қажеті жоқ. Беттік белсенді заттарды қоспас бұрын ыстық сумен бөлек еріту керек. Егер оларды бір уақытта еріту мүмкін болмаса, жоғарғы мөлдір сұйықтықты құйып, содан кейін еріту үшін су қосуға болады. Қолданар алдында көрсетілген көлемге дейін қосып, жақсылап араластырыңыз.
Майды кетіретін сұйықтықты басқаруға назар аудару керек:
① Материалдарды үнемі тексеріп, толықтырып отырыңыз. Беттік белсенді заттар өндіріс көлеміне сәйкес апта сайын немесе екі апта сайын бастапқы мөлшердің 1/3-тен 1/2-ге дейін толықтырылып отыруы керек.
2 Қолданылатын темір пластиналарда ауыр металл қоспаларының шамадан тыс көпіршіктердің жабынға енуіне жол бермеу үшін болмауы керек. Ток тығыздығы 5-10 А/дм² деңгейінде сақталуы керек, ал оны таңдау көпіршіктердің жеткілікті түрде бөлінуін қамтамасыз етуі керек. Бұл электрод бетінен май тамшыларының механикалық түрде бөлінуін ғана емес, сонымен қатар ерітіндіні араластырады. Беткі май дақтары тұрақты болған кезде, ток тығыздығы неғұрлым жоғары болса, майсыздандыру жылдамдығы соғұрлым жоғары болады.
③ Бактағы қалқып жүрген май дақтарын уақтылы кетіру керек.
④ Бактағы шлам мен кірді үнемі тазалап, бак ерітіндісін уақтылы ауыстырыңыз.
⑤ Электролитте көбіктілігі аз беттік белсенді заттарды қолдануға тырысыңыз; әйтпесе, оларды гальваникалық цистернаға енгізу сапаға әсер етеді.
Қышқылмен өңдеу (тұздау) процесін қалай меңгеруге және басқаруға болады?
Майсыздандыру процесі сияқты, қышқылмен өңдеу (тұздау) алдын ала қаптау өңдеуінде маңызды рөл атқарады. Бұл екі процесс алдын ала қаптау өндірісінде бірге қолданылады және олардың негізгі мақсаты - металл қаптау бөлшектерінен тот пен оксид қабыршақтарын кетіру.
Әдетте, көп мөлшерде оксидтерді кетіру үшін қолданылатын процесс күшті ою деп аталады, ал көзге әрең көрінетін жұқа оксид қабықшаларын кетіру үшін қолданылатын процесс әлсіз ою деп аталады, оны химиялық ою және электрохимиялық ою деп бөлуге болады. Әлсіз ою күшті оюдан кейін, яғни дайындама электрохимиялық өңдеу процесіне кірмес бұрын соңғы өңдеу процесі ретінде қолданылады. Бұл металл бетін белсендіру процесі және өндірісте оңай елеусіз қалады, бұл электрохимиялық қабыршақтанудың себептерінің бірі.
Егер әлсіз өңдеу ерітіндісі келесі қаптау ерітіндісінің құрамдас бөліктерінің бірі болса немесе оны енгізу қаптау ерітіндісіне әсер етпесе, белсендірілген қаптау бөлшектерін тазаламай, қаптау ыдысына тікелей салған дұрыс.
Мысалы, никельмен қаптау алдында сұйылтылған қышқылды белсендіру ерітіндісін қолданған кезде, өңдеу процесінің бірқалыпты жүруін қамтамасыз ету үшін өңдеу алдында майсыздандыру қажет; әйтпесе, қышқыл мен металл оксидтері жақсы жанаса алмайды және химиялық еру реакциясын жалғастыру қиын болады.
Сондықтан, қышқылмен өңдеуді жақсы меңгеру үшін осы негізгі қағидаларды теориялық тұрғыдан нақтылау қажет.
Әдетте, темір мен болат бөлшектерінен оксид қабығын кетіру үшін күкірт қышқылы мен тұз қышқылы негізінен қышқылмен өңдеу үшін қолданылады. Әдіс қарапайым, бірақ нақты өндірісте назар аударылмаса, күтілетін мақсатқа жету қиын.
Күкірт қышқылын өңдеу процесінің шарттарын таңдау критерийлері әдетте маринадтаудан кейінгі дайындаманың сыртқы түрі бойынша анықтау үшін тәжірибеге негізделген, оны сандық бақылау мүмкін емес. Тәжірибе көрсеткендей, күкірт қышқылын маринадтаудың 40°C температурада оксид қабыршақтарын кетірудегі әсері 20°C температураға қарағанда әлдеқайда жоғары, бірақ температура одан әрі жоғарылаған кезде қабыршақтау әсері пропорционалды түрде артпайды.
Сонымен қатар, концентрациясы 20%-дан төмен күкірт қышқылында концентрация артқан сайын қышқылмен өңдеу жылдамдығы артады, бірақ концентрациясы 20%-дан асқан кезде қышқылмен өңдеу жылдамдығы төмендейді. Осы себепті, біз күкірт қышқылының концентрациясы 10%-20% және өңдеу 60°C-тан төмен стандартты процесс жағдайлары қолайлы деп санаймыз. Сондай-ақ, күкірт қышқылы ерітіндісінің қартаю дәрежесіне қатысты, әдетте, тұздау ерітіндісіндегі темір мөлшері 80 г/л-ден және темір сульфатының мөлшері 2,5 г/л-ден асқан кезде, күкірт қышқылы ерітіндісін енді пайдалануға болмайтынын атап өткен жөн.
Осы уақытта ерітіндіні кристалдану және артық темір сульфатын кетіру үшін салқындату керек, содан кейін процестің талаптарына сай жаңа қышқыл қосу керек.
Тұз қышқылының қышқылмен өңдеу процесінің шарттарын таңдау критерийлері: концентрация әдетте 10%-20% деңгейінде бақылануы керек, ал процесс бөлме температурасында жүргізілуі керек. Күкірт қышқылымен салыстырғанда, концентрация мен температураның бірдей жағдайында тұз қышқылының өңдеу жылдамдығы күкірт қышқылына қарағанда 1,5-2 есе жылдам.
Қышқылмен өңдеу үшін күкірт қышқылын немесе тұз қышқылын қолдану нақты өндіріс жағдайына байланысты. Мысалы, қара металдарды қатты өңдеуде көбінесе күкірт қышқылы немесе тұз қышқылы немесе екеуінің белгілі бір пропорцияда «аралас қышқылы» қолданылады.
Дегенмен, химиялық күшті ою үшін қолданылатын қышқыл түрі темір мен болат бөлшектерінің бетіндегі оксидтердің құрамы мен құрылымына байланысты. Сонымен қатар, металл өнімдерінің жылдам ою жылдамдығын, төмен өндіріс құнын және өлшемдік деформация мен сутегінің морттығын мүмкіндігінше аз қамтамасыз ету қажет. Дегенмен, тұз қышқылындағы оксид қабыршақтарын кетіру негізінен тұз қышқылының химиялық еруіне байланысты екенін және сутегінің механикалық қабыршақтау әсері күкірт қышқылына қарағанда әлдеқайда аз екенін түсіну керек. Сондықтан, тұз қышқылын тек қолданған кезде қышқыл шығыны тек күкірт қышқылын қолданған кездегіге қарағанда жоғары.
Қаптау бөлшектерінің бетіндегі тот пен оксид қабыршақтарында жоғары валентті темір оксидтерінің көп мөлшері болған кезде, аралас қышқылмен өңдеуді қолдануға болады, бұл сутегінің оксид қабыршақтарына жырту әсерін ғана емес, сонымен қатар оксидтердің химиялық еруін тездетеді. Дегенмен, егер металл бетінде тек бос тот өнімдері (негізінен Fe₂O₃) болса, өңдеу жылдамдығының жоғары болуына, негіздің аз еруіне және сутегінің аз мортталуына байланысты өңдеу үшін тек тұз қышқылын ғана пайдалануға болады.
Бірақ металл бетінде тығыз оксид қабыршағы болған кезде, тек тұз қышқылын қолдану күкірт қышқылына қарағанда көбірек энергия тұтынады, қымбатырақ болады және оксид қабыршағына нашар қабыршақтану әсерін тигізеді, сондықтан күкірт қышқылы жақсырақ.
Электролиттік ою (электролиттік қышқыл, электрохимиялық ою), катодтық электролиз, анодтық электролиз немесе PR электролизі (дайындаманың оң және теріс полюстерін мезгіл-мезгіл өзгертетін мерзімді кері электролиз) 5%-20% күкірт қышқылы ерітіндісінде жүргізілуі мүмкін.
Химиялық өңдеумен салыстырғанда, электролиттік өңдеу берік байланысқан оксид қабыршақтарын тезірек кетіреді, негізгі металдың коррозиясын азайтады, пайдалану және басқару оңай және автоматты гальваникалық қаптау желілеріне жарамды. PR электролизі Жапонияда тот баспайтын болаттан оксид қабыршақтарын кетіру үшін кеңінен қолданылады.
Қытайда көпшілігі алдын ала қаптау өңдеуі үшін катодтық және анодтық электролиттік тұздауды электролиттік майсыздандырумен біріктіріп пайдаланады. Қара металдарға арналған анодтық электролиттік қышқыл көп мөлшерде оксид қабыршақтары мен тот басқан металл бөлшектерін өңдеуге жарамды және оны көбінесе бөлме температурасында жүргізуге болады. Температураны көтеру қышқылмен өңдеу жылдамдығын арттыруы мүмкін, бірақ химиялық қышқылмен өңдеу сияқты емес. Ток тығыздығын арттыру қышқылмен өңдеу жылдамдығын арттыруы мүмкін, бірақ егер ол тым жоғары болса, негізгі металл пассивті болады.
Бұл кезде негізгі металдың химиялық және электрохимиялық еруі негізінен жоғалады, тек оттегінің оксид қабыршақтарына қабыршақтану әсері қалады. Сондықтан, ою жылдамдығы аз артады, оны шебер меңгеру керек. Әдетте, 5-10 А/дм² ток тығыздығы қолайлы. Анодты қышқылмен ою үшін 3-5 г/л дозада о-ксилол тиомочевина немесе сульфондалған ағаш өңдеу желімін ингибиторлар ретінде пайдалануға болады; қара металдардың катодты электролиттік қышқылы үшін күкірт қышқылының ерітіндісін немесе шамамен 5% күкірт қышқылы мен 5% тұз қышқылының аралас қышқылын, сондай-ақ тиісті мөлшерде натрий хлоридін пайдалануға болады. Металл субстратының (темірдің) айқын химиялық және электрохимиялық еру процесі болмағандықтан, Cl⁻ бар қосылыстарды тиісті түрде қосу бөлшектердің бетіндегі оксид қабыршақтарын босатуға және ою жылдамдығын арттыруға көмектеседі. Сонымен қатар, ингибиторлар ретінде формальдегид немесе уротропинді пайдалануға болады.
Қысқасы, күкірт қышқылы болатты, мыс пен жезді қышқылмен өңдеу үшін кеңінен қолданылады. Жоғарыда айтылғандардан басқа, күкірт қышқылы хром қышқылымен және дихроматтармен бірге алюминийден оксидтер мен дақтарды кетіру үшін агент ретінде қолданылады.
Ол тот баспайтын болаттан оксид қабыршақтарын кетіру үшін фторсутек қышқылымен немесе азот қышқылымен немесе екеуімен бірге қолданылады. Тұз қышқылының артықшылығы - ол бөлме температурасында көптеген металдарды тиімді түрде тұндыра алады; оның кемшіліктерінің бірі - HCl буы мен қышқыл тұманының ластануының алдын алуға назар аудару қажет.
Сонымен қатар, азот қышқылы мен фосфор қышқылы қолмен алдын ала қаптау өңдеуінде де кеңінен қолданылады. Азот қышқылы көптеген ашық түсті өңдеу агенттерінің маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Ол алюминийден, тот баспайтын болаттан, никель негізіндегі және темір негізіндегі қорытпалардан, титаннан, цирконийден және кейбір кобальт негізіндегі қорытпалардан термиялық өңдеу кезіндегі оксид қабыршақтарын кетіру үшін фторсутек қышқылымен араластырылады.
Фосфор қышқылы болат бөлшектерін тоттан тазарту үшін, сондай-ақ тот баспайтын болат, алюминий, жез және мыс үшін арнайы резервуар ерітінділерінде қолданылады. Фосфор қышқылы-азот қышқылы-сірке қышқылы аралас қышқылы алюминий бөлшектерін ашық анодтауды алдын ала өңдеу үшін қолданылады. Фторбор қышқылы қорғасын негізіндегі қорытпалар немесе қалайы дәнекері бар мыс немесе жез бөлшектері үшін ең тиімді тұздау ерітіндісі болып табылады.
Металл оксидінің қабыршақтары мен оксидтерін кетіру әлемдегі күкірт қышқылы өндірісінің 5%-ын, тұз қышқылының 25%-ын, фторлы сутек қышқылының көп бөлігін және азот қышқылы мен фосфор қышқылының көп мөлшерін тұтынатыны туралы хабарланған.
Сондықтан, бұл қышқылдарды қышқылмен өңдеу үшін дұрыс пайдалануды меңгеру, әрине, алдын ала қаптау өңдеуін қолдану технологиясында маңызды мәселе болып табылады. Дегенмен, оларды пайдалану қиын емес, бірақ оларды жақсы пайдалану, үнемдеу және тұтынуды азайту оңай емес.
Жарияланған уақыты: 2026 жылғы 29 қаңтар