Lai labi apgūtu un vadītu eļļas noņemšanas procesu, ir pareizi jāizprot pārklājuma un metāla substrāta saķeres princips. Šis punkts bieži tiek ignorēts, tādējādi radot grūtības praksē.
Attiecīgajos materiālos norādīts, ka mehāniskā saite, ko izraisa pārklājuma un substrāta virsmas mikroraupjums, ir spēcīga tikai tad, ja starp pārklājumu un metāla substrātu pastāv starpmolekulāra un starpmetāliska spēka saite. Starpmolekulārie un starpmetāliskie spēki var izpausties tikai ļoti nelielā attālumā.
Kad attālums starp molekulām pārsniedz 5μm, starpmolekulārais spēks vairs nedarbojas. Tāpēc plāna eļļas plēve un oksīda plēve uz substrāta virsmas var arī kavēt starpmolekulāro vai metālisko saites spēku.
Lai panāktu iepriekšminēto saķeri, no izstrādājumiem ir diezgan rūpīgi jānoņem eļļas traipi, rūsa un oksīda nosēdumi. Ar "diezgan rūpīgi" mēs runājam, ka virsmai pēc pirmsapstrādes jābūt absolūti tīrai, bet gan tikai to, ka tai ir kvalificēta virsma. Tā sauktā kvalificētā virsma faktiski nozīmē, ka pēc pirmsapstrādes galvanizācijai kaitīgās plēves ir jānoņem un jāaizstāj ar plēvēm, kas ir piemērotas galvanizācijai.
Vienlaikus, veicot iepriekšēju galvanizācijas apstrādi, metāla virsmai jābūt absolūti līdzenai. Pēc mehāniskas apstrādes, piemēram, slīpēšanas, pulēšanas, rullēšanas, smilšu strūklas apstrādes utt., tiek noņemtas acīmredzamas skrambas, raupjumi un citi defekti uz virsmas, lai pamatnes virsma atbilstu galvanizēto detaļu pamatnes izlīdzināšanas un apdares prasībām pirms eļļas noņemšanas un rūsas noņemšanas.
Šim punktam ir jābūt skaidram. Tikai tad, kad šis punkts ir skaidrs, mēs varam pareizi un praktiski izvēlēties pirmsgalvanizācijas apstrādes procesa plūsmu un formulu no līdzīgām pirmsgalvanizācijas apstrādes formulām.
Kā attaukošanas procesu pielietot ražošanā?
Parasti tiek izmantota sārmaina attaukošana. Attaukošanas šķīduma sastāvs un procesa apstākļi tiek izvēlēti atkarībā no eļļas traipa stāvokļa un metāla materiāla veida.
Ja uz virsmas ir pielipis liels tauku daudzums, t. i., eļļas slānis ir ļoti biezs, ar taukainu un lipīgu sajūtu, to nevar viegli noņemt tikai ar sārmainu attaukošanu. Vispirms jāizmanto citas metodes, piemēram, šķīdinātāja birstēšana attaukošanas pirmapstrādei, un pēc tam jāveic sārmaina attaukošana. Sārmainais attaukošanas šķīdums ir stipri sārmains un, reaģējot ar dažiem metāliem, var izraisīt acīmredzamu koroziju.
Tāpēc, attaukot galvanizētas detaļas, piemēram, alumīniju un cinku, tas jāveic pēc iespējas zemā temperatūrā un ar zemu sārmu saturu. Parasti ir pieņemami apstrādāt tērauda detaļas ar augstāku sārmu saturu, bet, apstrādājot krāsaino metālu detaļas, attaukošanas šķīduma pH jāpielāgo atbilstošā diapazonā. Piemēram, alumīnijam, cinkam un to sakausējumiem pH jākontrolē zem 11, un šādu produktu attaukošanas laiks nedrīkst pārsniegt 3 minūtes.
No izmaksu viedokļa daži iesaka attaukošanu zemā temperatūrā, taču temperatūras samazināšana ir pretrunā ar efektivitātes uzlabošanu. Jo augstāka temperatūra, jo ātrāka ir fizikālā un ķīmiskā reakcija starp uz virsmas pielipušajiem taukiem un tīrīšanas līdzekli, un jo vieglāka ir attaukošana.
Prakse ir pierādījusi, ka eļļas traipu viskozitāte samazinās, paaugstinoties temperatūrai, tāpēc attaukošanu ir vieglāk veikt, bet zemā temperatūrā šāda ietekme nav. Tāpēc tiek apsvērta emulgatoru un virsmaktīvo vielu izmantošana. Runājot par to, vai attaukošana augstā temperatūrā ir laba un kāda temperatūra ir piemērota kontrolei, autora pieredze liecina, ka 70–80 °C ir labāka. Tas var arī palīdzēt novērst pamatmetāla atlikušo spriegumu, ko rada apstrāde, kas ir ļoti noderīgi, lai uzlabotu pārklājuma saķeri, īpaši starp daudzslāņu niķeļa metāliem.
Vispārējām tērauda detaļām var izmantot kombinētu attaukošanu, piemēram, vispirms katodisko attaukošanu 3–5 minūtes, pēc tam anodisko attaukošanu 1–2 minūtes vai vispirms anodisko attaukošanu 3–5 minūtes, pēc tam katodisko attaukošanu 1–2 minūtes. To var panākt, izmantojot divus attaukošanas procesus vai barošanas avotu ar komutācijas ierīci.
Augstas stiprības tēraudam, atsperu tēraudam un plānām detaļām, lai novērstu ūdeņraža trauslumu, dažas minūtes tiek veikta tikai anodiskā attaukošana. Tomēr krāsaino metālu detaļām, piemēram, vara un vara sakausējumiem, anodisko attaukošanu nevar veikt, un ir atļauta tikai katodiskā attaukošana 1–2 minūtes.
Runājot par attaukošanas šķīduma sagatavošanu un uzturēšanu, ķīmiskās attaukošanas un elektrolītiskās attaukošanas šķīdumu pagatavošana ir samērā vienkārša. Vispirms izmantojiet 2/3 no tvertnes tilpuma ūdens, lai izšķīdinātu citus materiālus, izņemot virsmaktīvās vielas, un vienlaikus maisiet (lai novērstu zāļu salipšanu). Tā kā šīs zāļu vielas izšķīstot izdala siltumu, tās nav nepieciešams sildīt. Pirms pievienošanas virsmaktīvās vielas jāizšķīdina atsevišķi karstā ūdenī. Ja tās nevar izšķīdināt vienā reizē, augšējo dzidro šķidrumu var izliet un pēc tam pievienot ūdeni izšķīdināšanai. Pievienojiet norādīto tilpumu un pirms lietošanas labi samaisiet.
Jāpievērš uzmanība eļļas noņemšanas šķidruma pārvaldībai:
① Regulāri pārbaudiet un papildiniet materiālu krājumus. Virsmaktīvās vielas jāpapildina 1/3 līdz 1/2 no sākotnējā daudzuma katru nedēļu vai reizi divās nedēļās atkarībā no ražošanas apjoma.
② Izmantotajām dzelzs plāksnēm nevajadzētu saturēt pārmērīgu smago metālu piemaisījumu daudzumu, lai novērstu to iekļūšanu pārklājumā. Strāvas blīvums jāuztur 5–10 A/dm² robežās, un tā izvēlei jānodrošina pietiekama burbuļu veidošanās. Tas ne tikai nodrošina eļļas pilienu mehānisku atdalīšanos no elektroda virsmas, bet arī maisa šķīdumu. Ja virsmas eļļas traips ir nemainīgs, jo lielāks strāvas blīvums, jo lielāks attaukošanas ātrums.
③ Peldoši eļļas traipi tvertnē ir savlaicīgi jānoņem.
④ Regulāri iztīriet tvertnē esošās nosēdumus un netīrumus un nekavējoties nomainiet tvertnes šķīdumu.
5. Elektrolītā centieties izmantot virsmaktīvās vielas ar zemu putu veidošanos; pretējā gadījumā to ievadīšana galvanizācijas tvertnē ietekmēs kvalitāti.
Kā apgūt un vadīt skābes kodināšanas (marinēšanas) procesu?
Tāpat kā attaukošanas process, arī kodināšana ar skābi ir svarīga pirmsapstrādes procesā. Šie divi procesi pirmsapstrādes ražošanā tiek izmantoti kopā, un to galvenais mērķis ir noņemt rūsu un oksīda nogulsnes no metāla apšuvuma detaļām.
Parasti procesu, ko izmanto liela daudzuma oksīdu noņemšanai, sauc par spēcīgu kodināšanu, un procesu, ko izmanto, lai noņemtu plānas oksīda plēves, kas ar neapbruņotu aci ir tik tikko redzamas, sauc par vāju kodināšanu, ko var tālāk iedalīt ķīmiskajā kodināšanā un elektroķīmiskajā kodināšanā. Vāja kodināšana tiek izmantota kā pēdējais apstrādes process pēc spēcīgas kodināšanas, t.i., pirms sagatave nonāk galvanizācijas procesā. Tas ir metāla virsmas aktivācijas process, un ražošanā to viegli aizmirst, kas ir tieši viens no galvaniskās lobīšanās iemesliem.
Ja vājš kodināšanas šķīdums ir viena no nākamā pārklāšanas šķīduma sastāvdaļām vai ja tā ievadīšana neietekmēs pārklāšanas šķīdumu, aktivētās pārklāšanas detaļas labāk ievietot tieši pārklāšanas tvertnē bez tīrīšanas.
Piemēram, pirms niķelēšanas izmantojot atšķaidītu skābes aktivācijas šķīdumu, lai nodrošinātu kodināšanas procesa vienmērīgu norisi, pirms kodināšanas jāveic attaukošana; pretējā gadījumā skābe un metāla oksīdi nevarēs labi saskarties, un ķīmiskās šķīdināšanas reakcija būs sarežģīta.
Tāpēc, lai labi apgūtu kodināšanu ar skābi, ir nepieciešams arī teorētiski precizēt šos pamatprincipus.
Parasti, lai noņemtu oksīda nogulsnes no dzelzs un tērauda detaļām, kodināšanai ar skābi galvenokārt izmanto sērskābi un sālsskābi. Metode ir vienkārša, taču reālajā ražošanā ir grūti sasniegt paredzēto mērķi, ja tai nepievērš uzmanību.
Sērskābes kodināšanas procesa apstākļu izvēles kritēriji parasti balstās uz pieredzi, lai noteiktu sagataves izskatu pēc kodināšanas, ko galu galā nevar kontrolēt kvantitatīvi. Prakse ir parādījusi, ka sērskābes kodināšanas ietekme uz oksīda plāvu noņemšanu 40°C temperatūrā ir daudz lielāka nekā 20°C temperatūrā, bet, palielinot temperatūru, lobīšanās efekts proporcionāli nepalielinās.
Tajā pašā laikā sērskābē, kuras koncentrācija ir zemāka par 20 %, palielinoties koncentrācijai, kodināšanas ar skābi ātrums paātrinās, bet, ja koncentrācija pārsniedz 20 %, kodināšanas ar skābi ātrums samazinās. Šī iemesla dēļ mēs uzskatām, ka standarta procesa apstākļi ar 10–20 % sērskābes koncentrāciju un kodināšanu zem 60 °C ir piemērotāki. Jāatzīmē arī, ka attiecībā uz sērskābes šķīduma novecošanās pakāpi parasti sērskābes šķīdumu vairs nevar izmantot, ja dzelzs saturs kodināšanas šķīdumā pārsniedz 80 g/l un dzelzs sulfāta saturs pārsniedz 2,5 g/l.
Šajā laikā šķīdums jāatdzesē, lai kristalizētos un noņemtu lieko dzelzs sulfātu, un pēc tam jāpievieno jauna skābe, lai atbilstu procesa prasībām.
Sālsskābes kodināšanas procesa apstākļu izvēles kritēriji: koncentrācija parasti jākontrolē 10–20% robežās, un process jāveic istabas temperatūrā. Salīdzinot ar sērskābi, tādos pašos koncentrācijas un temperatūras apstākļos sālsskābes kodināšanas ātrums ir 1,5–2 reizes lielāks nekā sērskābei.
Tas, vai kodināšanai ar skābi izmantot sērskābi vai sālsskābi, ir atkarīgs no konkrētās ražošanas situācijas. Piemēram, melno metālu spēcīgai kodināšanai bieži izmanto sērskābi vai sālsskābi, vai arī abu "jaukto skābi" noteiktā proporcijā.
Tomēr ķīmiski spēcīgai kodināšanai izmantotās skābes veids ir atkarīgs no dzelzs un tērauda detaļu virsmas oksīdu sastāva un struktūras. Vienlaikus ir jānodrošina ātrs kodināšanas ātrums, zemas ražošanas izmaksas un pēc iespējas mazāka metāla izstrādājumu dimensiju deformācija un ūdeņraža trauslums. Tomēr jāsaprot, ka oksīda plēvju noņemšana sālsskābē galvenokārt balstās uz sālsskābes ķīmisku šķīdināšanu, un ūdeņraža mehāniskās lobīšanās efekts ir daudz mazāks nekā sērskābē. Tāpēc skābes patēriņš, izmantojot tikai sālsskābi, ir lielāks nekā, izmantojot tikai sērskābi.
Ja rūsas un oksīda nogulsnes uz apšuvuma detaļu virsmas satur lielu daudzumu augstas vērtības dzelzs oksīdu, var izmantot jauktas skābes kodināšanu, kas ne tikai iedarbojas uz oksīda nogulsnēm ar ūdeņradi kā plīsuma efektu, bet arī paātrina oksīdu ķīmisko izšķīšanu. Tomēr, ja metāla virsmā ir tikai irdeni rūsas produkti (galvenokārt Fe₂O₃), kodināšanai var izmantot tikai sālsskābi, jo tā ātri kodina, mazāk izšķīst substrāts un mazāk izraisa ūdeņraža trauslumu.
Bet, ja metāla virsmai ir blīvs oksīda slānis, sālsskābes lietošana vien patērē vairāk, ir dārgāka un tai ir sliktāka oksīda slāņa lobīšanās ietekme nekā sērskābei, tāpēc sērskābe ir labāka.
Elektrolītisko kodināšanu (elektrolītisko skābi, elektroķīmisko kodināšanu), neatkarīgi no tā, vai tā ir katodiskā elektrolīze, anodiskā elektrolīze vai PR elektrolīze (periodiska apgrieztā elektrolīze, kas periodiski maina sagataves pozitīvos un negatīvos polus), var veikt 5–20 % sērskābes šķīdumā.
Salīdzinot ar ķīmisko kodināšanu, elektrolītiskā kodināšana var ātrāk noņemt stingri saistītas oksīda plāksnītes, izraisīt mazāku pamatmetāla koroziju, ir viegli lietojama un pārvaldāma, un tā ir piemērota automātiskām galvanizācijas līnijām. PR elektrolīze Japānā plaši tiek izmantota, lai noņemtu oksīda plāksnītes no nerūsējošā tērauda.
Ķīnā pirmsgalvanizācijas apstrādei daudzi izmanto katodisko un anodisko elektrolītisko kodināšanu apvienojumā ar elektrolītisko attaukošanu. Anodiskā elektrolītiskā skābe melnajiem metāliem ir piemērota metāla detaļu apstrādei ar lielu oksīda pārslu un rūsas daudzumu, un to galvenokārt var veikt istabas temperatūrā. Temperatūras paaugstināšana var palielināt skābes kodināšanas ātrumu, bet ne tik daudz kā ķīmiskā skābes kodināšana. Strāvas blīvuma palielināšana var paātrināt skābes kodināšanas ātrumu, bet, ja tā ir pārāk augsta, pamatmetāls tiks pasivēts.
Šajā laikā pamatmetāla ķīmiskā un elektroķīmiskā šķīšana būtībā izzūd, atstājot tikai skābekļa lobīšanās efektu uz oksīda plāksnēm. Tāpēc kodināšanas ātrums nedaudz palielinās, kas ir jāapgūst prasmīgi. Parasti ir piemērots strāvas blīvums 5–10 A/dm². Anodskābes kodināšanai kā inhibitorus var izmantot o-ksilola tiourīnvielu vai sulfonētu kokapstrādes līmi ar devu 3–5 g/l; melno metālu katodiskajai elektrolītiskajai skābei var izmantot sērskābes šķīdumu vai apmēram 5 % sērskābes un 5 % sālsskābes maisījumu, kā arī atbilstošu nātrija hlorīda daudzumu. Tā kā nav acīmredzama metāla substrāta (dzelzs) ķīmiskās un elektroķīmiskās šķīdināšanas procesa, atbilstoša Cl⁻ saturošu savienojumu pievienošana var palīdzēt atbrīvot oksīda plāksnītes uz detaļu virsmas un paātrināt kodināšanas ātrumu. Tajā pašā laikā kā inhibitorus var izmantot formaldehīdu vai urotropīnu.
Īsāk sakot, sērskābi plaši izmanto tērauda, vara un misiņa kodināšanai ar skābi. Papildus iepriekšminētajam, sērskābi kopā ar hromskābi un dihromātiem izmanto kā līdzekli oksīdu un dūņu noņemšanai no alumīnija.
To lieto kopā ar fluorūdeņražskābi vai slāpekļskābi vai abām, lai noņemtu oksīda nogulsnes no nerūsējošā tērauda. Sālsskābes priekšrocība ir tā, ka tā var efektīvi kodināt daudzus metālus istabas temperatūrā; viens no tās trūkumiem ir tas, ka jāpievērš uzmanība HCl tvaiku un skābes miglas piesārņojuma novēršanai.
Turklāt manuālajā pirmsgalvanizācijas apstrādē bieži izmanto arī slāpekļskābi un fosforskābi. Slāpekļskābe ir svarīga daudzu spilgtas kodināšanas līdzekļu sastāvdaļa. To sajauc ar fluorūdeņražskābi, lai noņemtu termiskās apstrādes oksīda nogulsnes no alumīnija, nerūsējošā tērauda, niķeļa un dzelzs sakausējumiem, titāna, cirkonija un dažiem kobalta sakausējumiem.
Fosforskābi izmanto tērauda detaļu rūsas noņemšanai, kā arī īpašos tvertņu šķīdumos nerūsējošajam tēraudam, alumīnijam, misiņam un varam. Fosforskābes, slāpekļskābes un etiķskābes maisījumu izmanto alumīnija detaļu spīdīgas anodēšanas pirmapstrādei. Fluorborskābe ir pierādījusi sevi kā visefektīvāko kodināšanas šķīdumu svina sakausējumiem vai vara vai misiņa detaļām ar alvas lodmetālu.
Ir ziņots, ka metālu oksīdu nosēdumu un oksīdu noņemšanai tiek patērēti 5% no pasaulē saražotās sērskābes, 25% sālsskābes, lielākā daļa fluorūdeņražskābes un liels daudzums slāpekļskābes un fosforskābes.
Tāpēc pareiza šo skābju lietošanas apgūšana skābes kodināšanai acīmredzami ir svarīgs jautājums pirmsgalvanizācijas apstrādes pielietošanas tehnoloģijā. Tomēr tās nav grūti lietot, taču nav viegli tās labi lietot, taupīt un samazināt patēriņu.
Publicēšanas laiks: 2026. gada 29. janvāris