Norint gerai įvaldyti ir valdyti alyvos šalinimo procesą, būtina teisingai suprasti dangos ir metalinio pagrindo sukibimo principą. Šis aspektas dažnai yra nepastebimas, todėl praktikoje kyla sunkumų.
Atitinkamose medžiagose nurodoma, kad mechaninis sukibimas, kurį sukelia dangos ir pagrindo paviršiaus mikrošiurkštumas, yra stiprus tik tada, kai tarp dangos ir metalinio pagrindo yra tarpmolekulinis ir tarpmetalinis jėgų sukibimas. Tarpmolekulinės ir tarpmetalinės jėgos gali pasireikšti tik labai mažu atstumu.
Kai atstumas tarp molekulių viršija 5μm, tarpmolekulinė jėga nebeveikia. Todėl plona alyvos plėvelė ir oksido plėvelė ant pagrindo paviršiaus taip pat gali trukdyti tarpmolekulinei arba metalinei sukibimo jėgai.
Norint pasiekti minėtą sukibimą, būtina gana kruopščiai pašalinti nuo gaminių alyvos dėmes, rūdis ir oksido apnašas. Žodis „gana kruopštus“ nereiškia, kad paviršius po pirminio dengimo turi būti absoliučiai švarus, o tik kad jis būtų kvalifikuotas. Vadinamasis kvalifikuotas paviršius iš tikrųjų reiškia, kad po pirminio dengimo apdorojimo galvanizavimui kenksmingos plėvelės turi būti pašalintos ir pakeistos galvanizavimui tinkamomis plėvelėmis.
Tuo pačiu metu, prieš padengimą apdorojant metalinį paviršių, jis turi būti visiškai lygus. Po mechaninio apdorojimo, pvz., šlifavimo, poliravimo, apdirbimo, smėliasrovės ir kt., pašalinami akivaizdūs įbrėžimai, šerpetojimas ir kiti paviršiaus defektai, kad pagrindo paviršius atitiktų padengtų dalių pagrindo išlyginimo ir apdailos reikalavimus prieš alyvos ir rūdžių šalinimą.
Šis punktas turi būti aiškus. Tik tada, kai jis bus aiškus, galėsime teisingai ir praktiškai pasirinkti išankstinio dengimo apdorojimo proceso eigą ir formulę iš panašių išankstinio dengimo apdorojimo formulių.
Kaip taikyti riebalų šalinimo procesą gamyboje?
Paprastai naudojamas šarminis riebalų šalinimas. Riebalų šalinimo tirpalo sudėtis ir proceso sąlygos parenkamos atsižvelgiant į alyvos dėmės būseną ir metalo medžiagos tipą.
Kai ant paviršiaus prilipęs didelis riebalų kiekis, t. y. alyvos sluoksnis yra labai storas, riebus ir lipnus, jo negalima lengvai pašalinti tik šarminiu riebalų šalinimu. Pirmiausia reikia naudoti kitus metodus, pvz., šepetį su tirpikliu, riebalų šalinimui, o tada atlikti šarminį riebalų šalinimą. Šarminis riebalų šalinimo tirpalas yra stipriai šarminis ir reaguodamas su kai kuriais metalais sukels akivaizdžią koroziją.
Todėl, nuriebalinant dengtas detales, tokias kaip aliuminis ir cinkas, tai turėtų būti atliekama kuo žemesnėje temperatūroje ir mažai šarminėje aplinkoje. Paprastai priimtina apdoroti plienines detales didesniu šarmingumu, tačiau apdorojant spalvotųjų metalų detales, riebalų šalinimo tirpalo pH turėtų būti sureguliuotas iki tinkamo diapazono. Pavyzdžiui, aliuminio, cinko ir jų lydinių pH turėtų būti kontroliuojamas žemiau 11, o tokių gaminių riebalų šalinimo laikas neturėtų viršyti 3 minučių.
Kalbant apie sąnaudas, kai kurie pasisako už riebalų šalinimą žemoje temperatūroje, tačiau temperatūros sumažinimas prieštarauja efektyvumo gerinimui. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo greitesnė fizinė ir cheminė reakcija tarp ant paviršiaus prilipusių riebalų ir valymo priemonės, todėl riebalų šalinimas vyksta lengviau.
Praktika įrodė, kad aliejinių dėmių klampumas mažėja kylant temperatūrai, todėl riebalų šalinimą atlikti lengviau, tačiau žema temperatūra tokio poveikio neturi. Todėl svarstoma naudoti emulsiklius ir paviršinio aktyvumo medžiagas. Kalbant apie tai, ar riebalų šalinimas aukštoje temperatūroje yra geras pasirinkimas ir kokią temperatūrą tikslinga kontroliuoti, autoriaus patirtis rodo, kad 70–80 °C yra geriau. Tai taip pat gali padėti pašalinti pagrindinio metalo liekamuosius įtempius, atsiradusius dėl apdirbimo, o tai labai naudinga siekiant pagerinti dangos sukibimą, ypač tarp daugiasluoksnių nikelio elementų.
Bendrosios paskirties plieninėms detalėms galima taikyti kombinuotą riebalų šalinimą, pavyzdžiui, pirmiausia katodinį riebalų šalinimą 3–5 minutes, po to anodinį riebalų šalinimą 1–2 minutes arba pirmiausia anodinį riebalų šalinimą 3–5 minutes, o po to katodinį riebalų šalinimą 1–2 minutes. Tai galima pasiekti dviem riebalų šalinimo procesais arba naudojant maitinimo šaltinį su komutavimo įtaisu.
Didelio stiprumo plienui, spyruokliniam plienui ir plonoms detalėms, siekiant išvengti vandenilio trapumo, kelias minutes atliekamas tik anodinis riebalų šalinimas. Tačiau spalvotųjų metalų detalėms, tokioms kaip varis ir vario lydiniai, anodinis riebalų šalinimas negalimas, leidžiamas tik katodinis riebalų šalinimas 1–2 minutes.
Kalbant apie riebalų šalinimo tirpalo paruošimą ir priežiūrą, cheminio ir elektrolizinio riebalų šalinimo tirpalų paruošimas yra gana paprastas. Pirmiausia, 2/3 bako tūrio vandens ištirpinkite kitas medžiagas, išskyrus paviršinio aktyvumo medžiagas, ir tuo pačiu metu išmaišykite (kad vaistas nesuliptų). Kadangi šios vaistinės medžiagos ištirpusios išskiria šilumą, jų nereikia kaitinti. Paviršinio aktyvumo medžiagas prieš įpilant reikia ištirpinti atskirai karštame vandenyje. Jei jų nepavyksta ištirpinti iš karto, viršutinį skaidrų skystį galima išpilti ir įpilti vandens, kad ištirptų. Įpilkite nurodytą tūrį ir prieš naudojimą gerai išmaišykite.
Reikėtų atkreipti dėmesį į alyvos šalinimo skysčio valdymą:
① Reguliariai tikrinkite ir papildykite medžiagas. Paviršinio aktyvumo medžiagų kiekis turėtų būti papildytas 1/3–1/2 pradinio kiekio kas savaitę arba kas dvi savaites, atsižvelgiant į gamybos apimtį.
② Naudojamose geležies plokštėse neturėtų būti per daug sunkiųjų metalų priemaišų, kad jos nepatektų į dangą. Srovės tankis turėtų būti palaikomas 5–10 A/dm², o jo parinkimas turėtų užtikrinti pakankamą burbuliukų išsiskyrimą. Tai ne tik užtikrina mechaninį alyvos lašelių atskyrimą nuo elektrodo paviršiaus, bet ir sumaišo tirpalą. Kai paviršiaus alyvos dėmė yra pastovi, kuo didesnis srovės tankis, tuo greitesnis riebalų šalinimo greitis.
③ Talpykloje plaukiojančias alyvos dėmes reikia laiku pašalinti.
④ Reguliariai valykite nuosėdas ir nešvarumus bake ir nedelsdami pakeiskite bako tirpalą.
5. Elektrolite stenkitės naudoti mažai putojančias paviršinio aktyvumo medžiagas, kitaip jų patekimas į galvanizavimo baką paveiks kokybę.
Kaip įvaldyti ir valdyti rūgštinio ėsdinimo (marinavimo) procesą?
Kaip ir riebalų šalinimo procesas, rūgštinis ėsdinimas (marinavimas) atlieka svarbų vaidmenį prieš dengimą atliekamame apdorojime. Šie du procesai naudojami kartu prieš dengimą atliekamame gamyboje, o jų pagrindinis tikslas – pašalinti rūdis ir oksido apnašas nuo metalinių dengimo dalių.
Paprastai procesas, naudojamas dideliam oksidų kiekiui pašalinti, vadinamas stipriu ėsdinimu, o procesas, naudojamas plonoms, vos plika akimi matomoms oksido plėvelėms pašalinti, vadinamas silpnu ėsdinimu. Šį procesą galima suskirstyti į cheminį ėsdinimą ir elektrocheminį ėsdinimą. Silpnas ėsdinimas naudojamas kaip galutinis apdorojimo procesas po stipraus ėsdinimo, t. y. prieš pradedant ruošinio galvanizavimo procesą. Tai metalo paviršiaus aktyvinimo procesas, kuris gamyboje lengvai nepastebimas, todėl tai yra viena iš galvanizavimo lupimo priežasčių.
Jei silpnas ėsdinimo tirpalas yra vienas iš kito dengimo tirpalo komponentų arba jei jo įvedimas neturės įtakos dengimo tirpalui, geriau aktyvuotas dengimo dalis tiesiogiai įdėti į dengimo baką be valymo.
Pavyzdžiui, prieš nikelio dengimą naudojant praskiestą rūgšties aktyvinimo tirpalą, siekiant užtikrinti sklandų ėsdinimo proceso eigą, prieš ėsdinimą reikia atlikti riebalų šalinimą; kitaip rūgštis ir metalo oksidai negalės gerai kontaktuoti, o cheminės tirpimo reakcija bus sunki.
Todėl norint gerai įvaldyti rūgštinį ėsdinimą, būtina teoriškai išaiškinti ir šiuos pagrindinius principus.
Paprastai oksido apnašoms nuo geležies ir plieno detalių pašalinti daugiausia naudojama sieros rūgštis ir druskos rūgštis. Šis metodas yra paprastas, tačiau realioje gamyboje sunku pasiekti norimą rezultatą, jei į jį nekreipiama dėmesio.
Sieros rūgšties ėsdinimo proceso sąlygų atrankos kriterijai paprastai grindžiami patirtimi, siekiant nustatyti ruošinio išvaizdą po ėsdinimo, kurios, juk, kiekybiškai kontroliuoti negalima. Praktika parodė, kad sieros rūgšties ėsdinimo poveikis oksido apnašų šalinimui 40 °C temperatūroje yra daug didesnis nei 20 °C temperatūroje, tačiau dar labiau padidinus temperatūrą, lupimo efektas neproporcingai padidėja.
Tuo pačiu metu, sieros rūgštyje, kurios koncentracija mažesnė nei 20 %, didėjant koncentracijai, ėsdinimo rūgštimi greitis didėja, tačiau kai koncentracija viršija 20 %, ėsdinimo rūgštimi greitis mažėja. Dėl šios priežasties manome, kad standartinės proceso sąlygos – 10–20 % sieros rūgšties koncentracija ir ėsdinimas žemesnėje nei 60 °C temperatūroje – yra tinkamesnės. Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad, atsižvelgiant į sieros rūgšties tirpalo senėjimo laipsnį, paprastai, kai geležies kiekis ėsdinimo tirpale viršija 80 g/l, o geležies sulfato kiekis – 2,5 g/l, sieros rūgšties tirpalo nebegalima naudoti.
Šiuo metu tirpalas turi būti atvėsintas, kad kristalizuotųsi ir pašalintų geležies sulfato perteklių, o tada, kad būtų patenkinti proceso reikalavimai, reikia įpilti naujos rūgšties.
Druskos rūgšties ėsdinimo proceso sąlygų atrankos kriterijai: koncentracija paprastai turėtų būti kontroliuojama 10–20 %, o procesas turėtų būti atliekamas kambario temperatūroje. Palyginti su sieros rūgštimi, esant toms pačioms koncentracijos ir temperatūros sąlygoms, druskos rūgšties ėsdinimo greitis yra 1,5–2 kartus didesnis nei sieros rūgšties.
Ar ėsdinant rūgštimi naudoti sieros rūgštį, ar druskos rūgštį, priklauso nuo konkrečios gamybos situacijos. Pavyzdžiui, stipriai ėsdinant juoduosius metalus dažnai naudojama sieros rūgštis arba druskos rūgštis, arba tam tikru santykiu sumaišyta abiejų rūgščių mišinys.
Tačiau cheminiam stipriam ėsdinimui naudojamos rūgšties tipas priklauso nuo geležies ir plieno detalių paviršiuje esančių oksidų sudėties ir struktūros. Tuo pačiu metu būtina užtikrinti didelį ėsdinimo greitį, mažas gamybos sąnaudas ir kuo mažesnę metalo gaminių matmenų deformaciją bei vandenilio trapumą. Tačiau reikia suprasti, kad oksidų apnašų šalinimas druskos rūgštyje daugiausia priklauso nuo cheminio druskos rūgšties ištirpinimo, o vandenilio mechaninis lupimo efektas yra daug mažesnis nei sieros rūgštyje. Todėl rūgšties sunaudojimas naudojant vien druskos rūgštį yra didesnis nei naudojant vien sieros rūgštį.
Kai dengimo detalių paviršiaus rūdžių ir oksidų apnašose yra daug didelės vertės geležies oksidų, galima naudoti mišrų rūgšties ėsdinimą, kuris ne tik sukelia vandenilio plėšomąjį poveikį oksidų apnašoms, bet ir pagreitina oksidų cheminį tirpimą. Tačiau jei metalo paviršiuje yra tik birių rūdžių produktų (daugiausia Fe₂O₃), ėsdinimui galima naudoti vien druskos rūgštį dėl didelio ėsdinimo greičio, mažesnio pagrindo tirpimo ir mažesnio vandenilio trapumo.
Tačiau kai metalo paviršius turi tankią oksido apnašą, naudojant vien druskos rūgštį sunaudojama daugiau, jos kaina yra didesnė, o oksido apnašų lupimo efektas yra blogesnis nei sieros rūgšties, todėl sieros rūgštis yra geresnė.
Elektrocheminis ėsdinimas (elektrolizės rūgštis, elektrocheminis ėsdinimas), nesvarbu, ar tai katodinė elektrolizė, anodinė elektrolizė, ar PR elektrolizė (periodinė atvirkštinė elektrolizė, kurios metu periodiškai keičiami ruošinio teigiami ir neigiami poliai), gali būti atliekamas 5–20 % sieros rūgšties tirpale.
Palyginti su cheminiu ėsdinimu, elektrocheminis ėsdinimas gali greičiau pašalinti tvirtai surištas oksido apnašas, mažiau korozijos sukelti pagrindiniam metalui, yra lengvai valdomas ir tinka automatinėms galvanizavimo linijoms. PR elektrolizė plačiai naudojama Japonijoje oksido apnašoms pašalinti iš nerūdijančio plieno.
Kinijoje prieš dengimą dažnai naudojamas katodinis ir anodinis elektrolizinis ėsdinimas kartu su elektroliziniu riebalų šalinimu. Juodųjų metalų anodinė elektrolizinė rūgštis tinka apdirbti metalines detales, kuriose yra daug oksido apnašų ir rūdžių, ir dažniausiai gali būti atliekama kambario temperatūroje. Padidinus temperatūrą, galima padidinti ėsdinimo rūgštimi greitį, bet ne tiek, kiek cheminis ėsdinimas rūgštimi. Padidinus srovės tankį, galima pagreitinti ėsdinimo rūgštimi greitį, bet jei jis per didelis, netaurusis metalas bus pasyvuotas.
Šiuo metu cheminis ir elektrocheminis bazinio metalo tirpimas iš esmės išnyksta, lieka tik deguonies lupimo poveikis oksido apnašoms. Todėl ėsdinimo greitis šiek tiek padidėja, o tai reikia įvaldyti meistriškai. Paprastai tinkamas srovės tankis yra 5–10 A/dm². Anodinės rūgšties ėsdinimui kaip inhibitoriai gali būti naudojami o-ksileno tiourėja arba sulfoninti medienos klijai, kurių dozė yra 3–5 g/l; juodųjų metalų katodinei elektrolitinei rūgščiai gali būti naudojamas sieros rūgšties tirpalas arba maždaug 5 % sieros rūgšties ir 5 % druskos rūgšties mišinys su atitinkamu natrio chlorido kiekiu. Kadangi nėra akivaizdaus metalo substrato (geležies) cheminio ir elektrocheminio tirpimo proceso, tinkamai pridėjus junginių, kurių sudėtyje yra Cl⁻, galima atlaisvinti oksido apnašas detalių paviršiuje ir pagreitinti ėsdinimo greitį. Tuo pačiu metu kaip inhibitoriai gali būti naudojami formaldehidas arba urotropinas.
Trumpai tariant, sieros rūgštis plačiai naudojama plieno, vario ir žalvario ėsdinimui rūgštimi. Be to, sieros rūgštis kartu su chromo rūgštimi ir dichromatais naudojama kaip medžiaga oksidams ir dumbliams iš aliuminio šalinti.
Ji naudojama kartu su vandenilio fluorido rūgštimi arba azoto rūgštimi arba abiem, siekiant pašalinti oksido apnašas iš nerūdijančio plieno. Druskos rūgšties privalumas yra tas, kad ji gali efektyviai ėsdinti daugelį metalų kambario temperatūroje; vienas iš jos trūkumų yra tas, kad reikia atkreipti dėmesį į HCl garų ir rūgšties rūko taršos prevenciją.
Be to, rankinio dengimo išankstinio apdorojimo metu dažnai naudojamos azoto ir fosforo rūgštys. Azoto rūgštis yra svarbus daugelio ėsdinimo medžiagų komponentas. Ji maišoma su vandenilio fluorido rūgštimi, kad būtų pašalintos terminio apdorojimo oksido apnašos iš aliuminio, nerūdijančio plieno, nikelio ir geležies lydinių, titano, cirkonio ir kai kurių kobalto lydinių.
Fosforo rūgštis naudojama plieninių detalių rūdžių šalinimui, taip pat specialiuose tirpaluose nerūdijančiam plienui, aliuminiui, žalvariui ir variui. Fosforo rūgšties, azoto rūgšties ir acto rūgšties mišinys naudojamas aliuminio detalių blizgaus anodavimo išankstiniam apdorojimui. Fluoroboro rūgštis pasirodė esanti veiksmingiausias ėsdinimo tirpalas švino pagrindo lydiniams arba vario ar žalvario detalėms su alavo litavimu.
Pranešama, kad metalo oksido apnašoms ir oksidams šalinti sunaudojama 5 % pasaulinės sieros rūgšties gamybos, 25 % druskos rūgšties, didžioji dalis vandenilio fluorido rūgšties ir didelis kiekis azoto bei fosforo rūgščių.
Todėl teisingas šių rūgščių naudojimo rūgštiniam ėsdinimui įvaldymas yra akivaizdžiai svarbus klausimas taikant išankstinio dengimo apdorojimo technologiją. Tačiau jas naudoti nėra sunku, tačiau nėra lengva gerai jas naudoti, taupyti ir sumažinti sunaudojimą.
Įrašo laikas: 2026 m. sausio 29 d.