For å mestre og håndtere oljefjerningsprosessen på en god måte, er det nødvendig å forstå prinsippet om binding mellom belegget og metallsubstratet. Dette punktet blir ofte oversett, noe som fører til vanskeligheter i praksis.
Relevante materialer peker på at den mekaniske bindingen forårsaket av mikroruheten i belegget og substratoverflaten bare er sterk når det er intermolekylær og intermetallisk kraftbinding mellom belegget og metallsubstratet. Intermolekylære og intermetalliske krefter kan bare manifestere seg innenfor en svært liten avstand.
Når avstanden mellom molekylene overstiger 5μm, den intermolekylære kraften virker ikke lenger. Derfor kan en tynn oljefilm og oksidfilm på substratoverflaten også hindre den intermolekylære eller metalliske bindingskraften.
For å oppnå den ovennevnte bindingen er det nødvendig å fjerne oljeflekker, rust og oksidbelegg fra produktene ganske grundig. Den «ganske grundige» vi refererer til betyr ikke at overflaten må være helt ren etter forbehandling, men bare at den har en kvalifisert overflate. Den såkalte kvalifiserte overflaten betyr faktisk at filmene som er skadelige for galvanisering må fjernes etter forbehandling og erstattes med filmer som er egnet for galvanisering.
Samtidig kreves det at metalloverflaten er helt flat gjennom forbehandlingen av plating. Etter mekaniske behandlinger som sliping, polering, tromling, sandblåsing osv. fjernes synlige riper, grader og andre defekter på overflaten, slik at substratoverflaten oppfyller kravene til substratutjevning og finish av de platerte delene før fjerning av olje og rust.
Dette punktet må være klart. Først når dette punktet er klart, kan vi riktig og praktisk velge prosessflyt og formel for forbehandling av plating blant lignende formler for forbehandling av plating.
Hvordan anvende avfettingsprosessen i produksjonen?
Vanligvis brukes alkalisk avfetting. Sammensetningen av avfettingsløsningen og prosessbetingelsene velges i henhold til oljefargens tilstand og typen metallmateriale.
Når det er mye fett som fester seg til overflaten, det vil si at oljelaget er veldig tykt og føles fettete og klissete, kan det ikke fjernes lett bare ved alkalisk avfetting. Det er nødvendig å først bruke andre metoder, som for eksempel pensling med løsemiddel for forbehandling av avfetting, og deretter utføre alkalisk avfetting. Den alkaliske avfettingsløsningen er sterkt alkalisk, og den vil forårsake tydelig korrosjon når den reagerer med noen metaller.
Derfor bør avfetting av belagte deler som aluminium og sink utføres under så lave temperaturer og lavalkaliske forhold som mulig. Det er generelt akseptabelt å behandle ståldeler med høyere alkalinitet, men ved behandling av ikke-jernholdige metalldeler bør pH-verdien i avfettingsløsningen justeres til et passende område. For eksempel bør aluminium, sink og legeringer av disse ha pH-verdien kontrollert under 11, og avfettingstiden for slike produkter bør ikke overstige 3 minutter.
Fra et kostnadsperspektiv anbefaler noen avfetting ved lav temperatur, men å redusere temperaturen motsier å forbedre effektiviteten. Jo høyere temperatur, desto raskere blir den fysiske og kjemiske reaksjonshastigheten mellom fettet som fester seg til overflaten og rengjøringsmiddelet, og desto enklere blir avfettingen.
Praksis har vist at viskositeten til oljeflekker avtar når temperaturen stiger, så avfetting er lettere å utføre, men lav temperatur har ikke denne effekten. Derfor vurderes det å bruke emulgatorer og overflateaktive stoffer. Når det gjelder hvorvidt høytemperaturavfetting er bra og hvilken temperatur som er passende å kontrollere, er forfatterens erfaring at 70–80 °C er bedre. Dette kan også bidra til å eliminere restspenninger i basismetallet forårsaket av maskinering, noe som er svært gunstig for å forbedre beleggets heft, spesielt mellom flerlagsnikkel.
Vanlige ståldeler kan benytte kombinert avfetting, for eksempel først katodisk avfetting i 3–5 minutter, deretter anodisk avfetting i 1–2 minutter, eller først anodisk avfetting i 3–5 minutter, deretter katodisk avfetting i 1–2 minutter. Dette kan oppnås ved to avfettingsprosesser eller ved bruk av en strømforsyning med en kommuteringsenhet.
For høyfast stål, fjærstål og tynne deler, for å forhindre hydrogenforsprøhet, utføres kun anodisk avfetting i flere minutter. Ikke-jernholdige metalldeler som kobber og kobberlegeringer kan imidlertid ikke bruke anodisk avfetting, og kun katodisk avfetting i 1–2 minutter er tillatt.
Når det gjelder tilberedning og vedlikehold av avfettingsløsningen, er tilberedning av kjemiske avfettings- og elektrolytiske avfettingsløsninger relativt enkelt. Bruk først 2/3 av tankvolumet med vann til å løse opp andre materialer enn overflateaktive stoffer, og rør samtidig (for å forhindre at medisinen klumper seg). Siden disse medisinmaterialene frigjør varme når de løses opp, er det ikke nødvendig å varme dem opp. Overflateaktive stoffer bør løses opp separat med varmt vann før de tilsettes. Hvis de ikke kan løses opp samtidig, kan den øvre klare væsken helles ut og deretter kan vann tilsettes for oppløsning. Tilsett til angitt volum og rør godt før bruk.
Det bør rettes oppmerksomhet mot håndtering av oljefjerningsvæske:
① Test og etterfyll materialene regelmessig. Surfaktanter bør etterfylles med 1/3 til 1/2 av den opprinnelige mengden ukentlig eller annenhver uke, avhengig av produksjonsvolumet.
② Jernplatene som brukes bør ikke inneholde for mye tungmetallurenheter for å forhindre at de føres inn i belegget. Strømtettheten bør opprettholdes på 5–10 A/dm², og valget av jern bør sikre tilstrekkelig utvikling av bobler. Dette sikrer ikke bare mekanisk løsning av oljedråper fra elektrodeoverflaten, men rører også løsningen. Når oljefargen på overflaten er konstant, jo større strømtettheten er, desto raskere er avfettingshastigheten.
③ Flytende oljeflekker i tanken bør fjernes i tide.
④ Rengjør regelmessig for slam og smuss i tanken, og bytt ut tankløsningen omgående.
⑤ Prøv å bruke lavskummende overflateaktive stoffer i elektrolytten, ellers vil tilførsel av dem i galvaniseringstanken påvirke kvaliteten.
Hvordan mestre og håndtere syreetsingsprosessen (beising)?
I likhet med avfettingsprosessen spiller syreetsing (beising) en viktig rolle i forbehandlingen før plating. Disse to prosessene brukes sammen i forbehandling av plating, og hovedformålet deres er å fjerne rust og oksidflak fra metallbelagte deler.
Vanligvis kalles prosessen som brukes for å fjerne en stor mengde oksider sterk etsing, og prosessen som brukes for å fjerne tynne oksidfilmer som knapt er synlige for det blotte øye kalles svak etsing, som kan deles videre inn i kjemisk etsing og elektrokjemisk etsing. Svak etsing brukes som den siste behandlingsprosessen etter sterk etsing, dvs. før arbeidsstykket går inn i galvaniseringsprosessen. Det er en prosess for å aktivere metalloverflaten og blir lett oversett i produksjonen, noe som nettopp er en av grunnene til galvaniseringsavskalling.
Hvis den svake etseløsningen er en av komponentene i den neste platingløsningen, eller hvis tilsetningen av den ikke vil påvirke platingløsningen, er det bedre å legge de aktiverte platingdelene direkte i platingtanken uten rengjøring.
For eksempel, med den fortynnede syreaktiveringsløsningen som brukes før nikkelbelegg, må avfetting utføres før etsning for å sikre en jevn forløp av etseprosessen. Ellers kan ikke syren og metalloksidene få god kontakt, og den kjemiske oppløsningsreaksjonen vil være vanskelig å fortsette.
For å mestre syreetsing godt, er det derfor også nødvendig å avklare disse grunnleggende prinsippene teoretisk.
Vanligvis brukes svovelsyre og saltsyre hovedsakelig til syreetsing for å fjerne oksidbelegg fra jern- og ståldeler. Metoden er enkel, men i faktisk produksjon er det vanskelig å oppnå det ønskede formålet hvis man ikke tar hensyn til det.
Utvalgskriteriene for etseprosessen for svovelsyre er vanligvis basert på erfaring for å identifisere ut fra arbeidsstykkets utseende etter beising, som tross alt ikke kan kontrolleres kvantitativt. Praksis har vist at effekten av svovelsyrebeising i fjerning av oksidskall ved 40 °C er mye større enn ved 20 °C, men når temperaturen økes ytterligere, øker ikke avskallingseffekten proporsjonalt.
Samtidig, i svovelsyre med en konsentrasjon lavere enn 20 %, akselererer syreetsingshastigheten når konsentrasjonen øker, men når konsentrasjonen overstiger 20 %, synker syreetsingshastigheten i stedet. Av denne grunn mener vi at standard prosessbetingelser med 10–20 % svovelsyrekonsentrasjon og etsing under 60 °C er mer passende. Det bør også bemerkes at når det gjelder aldringsgraden til svovelsyreløsningen, kan svovelsyreløsningen vanligvis ikke lenger brukes når jerninnholdet i beiseløsningen overstiger 80 g/L og jernsulfatinnholdet overstiger 2,5 g/L.
På dette tidspunktet bør løsningen avkjøles for å krystallisere og fjerne overflødig jernsulfat, og deretter bør ny syre tilsettes for å oppfylle prosesskravene.
Utvalgskriteriene for syreetsingsprosessen for saltsyre: konsentrasjonen bør generelt kontrolleres til 10 %–20 %, og prosessen bør utføres ved romtemperatur. Sammenlignet med svovelsyre, under samme konsentrasjons- og temperaturforhold, er etsehastigheten til saltsyre 1,5–2 ganger raskere enn for svovelsyre.
Om man skal bruke svovelsyre eller saltsyre til syreetsing avhenger av den spesifikke situasjonen for den faktiske produksjonen. For eksempel, ved sterk etsing av jernholdige metaller, brukes ofte svovelsyre eller saltsyre, eller en «blandet syre» av de to i en viss mengde.
Syretypen som brukes til kjemisk sterk etsing avhenger imidlertid av sammensetningen og strukturen til oksidene på overflaten av jern- og ståldelene. Samtidig er det nødvendig å sikre en rask etsehastighet, lave produksjonskostnader og så lite dimensjonsdeformasjon og hydrogensprøhet av metallprodukter som mulig. Det må imidlertid forstås at fjerning av oksidavleiringer i saltsyre hovedsakelig er avhengig av kjemisk oppløsning av saltsyre, og den mekaniske avskallingseffekten av hydrogen er mye mindre enn i svovelsyre. Derfor er syreforbruket ved bruk av saltsyre alene høyere enn ved bruk av svovelsyre alene.
Når rust og oksidavleiringer på overflaten av plateringsdelene inneholder en stor mengde høyverdige jernoksider, kan blandet syreetsning brukes, som ikke bare utøver hydrogens riveeffekt på oksidavleiringene, men også akselererer den kjemiske oppløsningen av oksidene. Men hvis metalloverflaten bare har løse rustprodukter (hovedsakelig Fe₂O₃), kan saltsyre alene brukes til etsing på grunn av den raske etsehastigheten, den lavere oppløsningen av substratet og den lavere hydrogenforsprøheten.
Men når metalloverflaten har en tett oksidskala, forbruker bruk av saltsyre alene mer, har en høyere kostnad og har en dårligere avskallingseffekt på oksidskalaen enn svovelsyre, så svovelsyre er bedre.
Elektrolytisk etsing (elektrolytisk syre, elektrokjemisk etsing), enten det er katodisk elektrolyse, anodisk elektrolyse eller PR-elektrolyse (periodisk reverserende elektrolyse, som periodisk endrer arbeidsstykkets positive og negative poler), kan utføres i en 5 %–20 % svovelsyreløsning.
Sammenlignet med kjemisk etsing kan elektrolytisk etsing fjerne fastbundne oksidskall raskere, forårsake mindre korrosjon på basismetallet, er enkel å betjene og administrere, og er egnet for automatiske galvaniseringslinjer. PR-elektrolyse er mye brukt i Japan for å fjerne oksidskall fra rustfritt stål.
I Kina bruker mange katodisk og anodisk elektrolytisk beising kombinert med elektrolytisk avfetting for forbehandling før plating. Anodisk elektrolytisk syre for jernholdige metaller er egnet for behandling av metalldeler med store mengder oksidskall og rust, og det kan stort sett utføres ved romtemperatur. Å øke temperaturen kan øke syreetsningshastigheten, men ikke så mye som kjemisk syreetsning. Å øke strømtettheten kan akselerere syreetsningshastigheten, men hvis den er for høy, vil basismetallet passiveres.
På dette tidspunktet forsvinner den kjemiske og elektrokjemiske oppløsningen av basismetallet i hovedsak, og bare etterlater den avskallede effekten av oksygen på oksidskalaene. Derfor øker etsehastigheten lite, noe som må mestres med dyktighet. Vanligvis er en strømtetthet på 5–10 A/dm² passende. For anodisk syreetsing kan o-xylentiourea eller sulfonert trebearbeidingslim brukes som inhibitorer, med en dosering på 3–5 g/L; for katodisk elektrolytisk syre av jernholdige metaller kan svovelsyreløsning eller en blandet syre av ca. 5 % svovelsyre og 5 % saltsyre, pluss en passende mengde natriumklorid, brukes. Fordi det ikke er noen åpenbar kjemisk og elektrokjemisk oppløsningsprosess for metallsubstratet (jern), kan passende tilsetning av forbindelser som inneholder Cl⁻ bidra til å løsne oksidskalaene på overflaten av delene og akselerere etsehastigheten. Samtidig kan formaldehyd eller urotropin brukes som inhibitorer.
Kort sagt, svovelsyre er mye brukt til syreetsing av stål, kobber og messing. I tillegg til det ovennevnte brukes svovelsyre, sammen med kromsyre og dikromater, som et middel for å fjerne oksider og smuss fra aluminium.
Den brukes sammen med flussyre eller salpetersyre, eller begge deler, for å fjerne oksidbelegg fra rustfritt stål. Fordelen med saltsyre er at den effektivt kan beise mange metaller ved romtemperatur. En av ulempene er at man må være oppmerksom på å forhindre forurensning fra HCl-damp og syretåke.
I tillegg brukes salpetersyre og fosforsyre også ofte i manuell forbehandling før plating. Salpetersyre er en viktig komponent i mange blanke etsemidler. Den blandes med flussyre for å fjerne varmebehandlingsoksidavleiringer fra aluminium, rustfritt stål, nikkelbaserte og jernbaserte legeringer, titan, zirkonium og noen koboltbaserte legeringer.
Fosforsyre brukes til fjerning av rust på ståldeler og også i spesielle tankløsninger for rustfritt stål, aluminium, messing og kobber. Blandet syre av fosforsyre, salpetersyre og eddiksyre brukes til forbehandling av blank anodisering av aluminiumsdeler. Fluorborsyre har vist seg å være den mest effektive beiseløsningen for blybaserte legeringer eller kobber- eller messingdeler med tinnlodding.
Det har blitt rapportert at fjerning av metalloksidskalaer og oksider forbruker 5 % av verdens svovelsyreproduksjon, 25 % av saltsyre, mesteparten av flussyre og en stor mengde salpetersyre og fosforsyre.
Derfor er det åpenbart et viktig spørsmål i bruksteknologien til forbehandling av plating å mestre disse syrene riktig for syreetsing. Det er imidlertid ikke vanskelig å bruke dem, men det er ikke lett å bruke dem riktig, spare dem og redusere forbruket.
Publisert: 29. januar 2026