Pentru a stăpâni și gestiona bine procesul de îndepărtare a uleiului, este necesar să se înțeleagă corect principiul legăturii dintre stratul de acoperire și substratul metalic. Acest aspect este adesea trecut cu vederea, ceea ce duce la dificultăți în practică.
Materialele relevante subliniază faptul că legătura mecanică cauzată de micro-rugozitatea stratului de acoperire și a suprafeței substratului este puternică doar atunci când există legături de forță intermoleculară și intermetalică între stratul de acoperire și substratul metalic. Forțele intermoleculare și intermetalice se pot manifesta doar la o distanță foarte mică.
Când distanța dintre molecule depășește 5μm, forța intermoleculară nu mai acționează. Prin urmare, o peliculă subțire de ulei și o peliculă de oxid pe suprafața substratului pot, de asemenea, împiedica forța de legătură intermoleculară sau metalică.
Pentru a realiza lipirea menționată mai sus, este necesară îndepărtarea completă a petelor de ulei, ruginii și oxidului de pe produse. Termenul „destul de complet” la care ne referim nu înseamnă că suprafața trebuie să fie absolut curată după tratamentul pre-placare, ci doar că are o suprafață calificată. Așa-numita suprafață calificată înseamnă, de fapt, că peliculele dăunătoare galvanizării trebuie îndepărtate după tratamentul pre-placare și înlocuite cu pelicule adecvate pentru galvanizare.
În același timp, prin tratamentul pre-placare, suprafața metalică trebuie să fie absolut plană. După tratamente mecanice precum șlefuirea, lustruirea, tăvălirea, sablarea etc., zgârieturile, bavurile și alte defecte evidente de pe suprafață sunt îndepărtate, astfel încât suprafața substratului să îndeplinească cerințele de nivelare a substratului și finisare a pieselor placate înainte de îndepărtarea uleiului și a ruginii.
Acest punct trebuie să fie clar. Numai atunci când acest punct este clar putem selecta corect și practic fluxul procesului de tratament pre-placare și formula dintre formule similare pentru tratamentul pre-placare.
Cum se aplică procesul de degresare în producție?
De obicei, se adoptă degresarea alcalină. Compoziția soluției de degresare și condițiile de proces sunt selectate în funcție de starea petei de ulei și de tipul de material metalic.
Când există o cantitate mare de grăsime aderentă la suprafață, adică stratul de ulei este foarte gros, cu o senzație unsuroasă și lipicioasă, acesta nu poate fi îndepărtat cu ușurință doar prin degresare alcalină. Este necesar să se utilizeze mai întâi alte metode, cum ar fi perierea cu solvent pentru pretratarea degresării, și apoi să se efectueze degresarea alcalină. Soluția de degresare alcalină este puternic alcalină și va provoca coroziune evidentă atunci când reacționează cu unele metale.
Prin urmare, la degresarea pieselor placate, cum ar fi aluminiul și zincul, aceasta trebuie efectuată pe cât posibil în condiții de temperatură scăzută și conținut scăzut de alcali. În general, este acceptabil să se trateze piesele din oțel cu o alcalinitate mai mare, dar la tratarea pieselor din metale neferoase, pH-ul soluției de degresare trebuie ajustat la un interval adecvat. De exemplu, aluminiul, zincul și aliajele acestora trebuie să aibă pH-ul controlat sub 11, iar timpul de degresare pentru astfel de produse nu trebuie să depășească 3 minute.
Din perspectiva costurilor, unii susțin degresarea la temperatură joasă, însă reducerea temperaturii contrazice îmbunătățirea eficienței. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât viteza de reacție fizică și chimică dintre grăsimea aderentă la suprafață și agentul de curățare este mai rapidă, iar degresarea este mai ușoară.
Practica a dovedit că vâscozitatea petelor de ulei scade odată cu creșterea temperaturii, astfel încât degresarea este mai ușor de efectuat, însă temperatura scăzută nu are acest efect. Prin urmare, se ia în considerare utilizarea emulgatorilor și a surfactanților. În ceea ce privește dacă degresarea la temperatură înaltă este bună și ce temperatură este potrivită pentru a fi controlată, experiența autorului este că 70-80°C este mai bună. Acest lucru poate ajuta, de asemenea, la eliminarea tensiunii reziduale a metalului de bază cauzate de prelucrare, ceea ce este foarte benefic pentru îmbunătățirea aderenței acoperirii, în special între nichelul multistrat.
Piesele din oțel în general pot adopta degresare combinată, cum ar fi prima degresare catodică timp de 3-5 minute, apoi degresare anodică timp de 1-2 minute sau prima degresare anodică timp de 3-5 minute, apoi degresare catodică timp de 1-2 minute. Acest lucru se poate realiza prin două procese de degresare sau utilizând o sursă de alimentare cu un dispozitiv de comutație.
Pentru oțelul de înaltă rezistență, oțelul pentru arcuri și piesele subțiri, pentru a preveni fragilizarea prin hidrogen, se efectuează doar degresare anodică timp de câteva minute. Cu toate acestea, piesele metalice neferoase, cum ar fi cuprul și aliajele de cupru, nu pot utiliza degresare anodică, fiind permisă doar degresarea catodică timp de 1-2 minute.
În ceea ce privește prepararea și întreținerea soluției de degresare, prepararea soluțiilor de degresare chimică și electrolitică este relativ simplă. Mai întâi, utilizați 2/3 din volumul rezervorului de apă pentru a dizolva alte materiale, cu excepția surfactanților, și amestecați în același timp (pentru a preveni aglomerarea medicamentului). Deoarece aceste materiale medicamentoase eliberează căldură atunci când sunt dizolvate, nu este nevoie să fie încălzite. Surfactanții trebuie dizolvați separat cu apă fierbinte înainte de adăugare. Dacă nu pot fi dizolvați simultan, se poate turna lichidul limpede superior și apoi se poate adăuga apă pentru dizolvare. Adăugați până la volumul specificat și amestecați bine înainte de utilizare.
Trebuie acordată atenție gestionării fluidului de îndepărtare a uleiului:
① Testați și completați materialele în mod regulat. Agenții tensioactivi trebuie completați săptămânal sau la două săptămâni, în funcție de volumul producției, cu o cantitate cuprinsă între 1/3 și 1/2 din cantitatea inițială.
② Plăcile de fier utilizate nu trebuie să conțină impurități excesive de metale grele pentru a împiedica introducerea acestora în stratul de acoperire. Densitatea de curent trebuie menținută la 5-10 A/dm², iar alegerea acesteia trebuie să asigure o evoluție suficientă a bulelor. Acest lucru nu numai că asigură desprinderea mecanică a picăturilor de ulei de pe suprafața electrodului, dar și agită soluția. Când pata de ulei de la suprafață este constantă, cu cât densitatea de curent este mai mare, cu atât viteza de degresare este mai mare.
③ Petele de ulei plutitoare din rezervor trebuie îndepărtate în timp util.
④ Curățați regulat nămolul și murdăria din rezervor și înlocuiți prompt soluția din rezervor.
5. Încercați să utilizați surfactanți cu spumă redusă în electrolit; altfel, introducerea lor în rezervorul de galvanizare va afecta calitatea.
Cum să stăpânești și să gestionezi procesul de gravare acidă (decapare)?
La fel ca procesul de degresare, gravarea acidă (decaparea) joacă un rol important în tratamentul pre-placare. Aceste două procese sunt utilizate împreună în producția de pre-placare, iar scopul lor principal este de a îndepărta rugina și oxidul de pe piesele metalice placate.
De obicei, procesul utilizat pentru îndepărtarea unei cantități mari de oxizi se numește gravare puternică, iar procesul utilizat pentru îndepărtarea peliculelor subțiri de oxid care sunt abia vizibile cu ochiul liber se numește gravare slabă, care poate fi împărțită în continuare în gravare chimică și gravare electrochimică. Gravarea slabă este utilizată ca proces final de tratament după gravarea puternică, adică înainte ca piesa de prelucrat să intre în procesul de galvanizare. Este un proces de activare a suprafeței metalice și este ușor de trecut cu vederea în producție, acesta fiind tocmai unul dintre motivele pentru decojirea prin galvanizare.
Dacă soluția slabă de gravare este una dintre componentele următoarei soluții de placare sau dacă introducerea acesteia nu va afecta soluția de placare, este mai bine să introduceți direct părțile de placare activate în rezervorul de placare fără curățare.
De exemplu, în cazul soluției diluate de activare cu acid utilizată înainte de nichelare, pentru a asigura desfășurarea lină a procesului de gravare, degresarea trebuie efectuată înainte de gravare; în caz contrar, acidul și oxizii metalici nu pot face contact bun, iar reacția de dizolvare chimică va fi dificil de desfășurat.
Prin urmare, pentru a stăpâni bine gravarea acidă, este necesar să clarificăm și teoretic aceste principii de bază.
De obicei, pentru a îndepărta crusta de oxid de pe piesele din fier și oțel, acidul sulfuric și acidul clorhidric sunt utilizate în principal pentru gravarea acidă. Metoda este simplă, dar în producția reală, este dificil de atins scopul dorit dacă nu i se acordă atenție.
Criteriile de selecție pentru condițiile procesului de gravare a acidului sulfuric se bazează de obicei pe experiență, pentru a identifica aspectul piesei de prelucrat după decapare, care, la urma urmei, nu poate fi controlat cantitativ. Practica a arătat că efectul decapării cu acid sulfuric în îndepărtarea crustelor de oxid la 40°C este mult mai mare decât la 20°C, dar când temperatura este crescută în continuare, efectul de exfoliere nu crește proporțional.
În același timp, în acidul sulfuric cu o concentrație mai mică de 20%, pe măsură ce concentrația crește, viteza de gravare cu acid se accelerează, dar când concentrația depășește 20%, viteza de gravare cu acid scade în schimb. Din acest motiv, considerăm că sunt mai potrivite condițiile standard de proces cu o concentrație de acid sulfuric de 10%-20% și gravare sub 60°C. De asemenea, trebuie menționat că, în ceea ce privește gradul de îmbătrânire al soluției de acid sulfuric, în general, atunci când conținutul de fier din soluția de decapare depășește 80 g/L, iar conținutul de sulfat feros depășește 2,5 g/L, soluția de acid sulfuric nu mai poate fi utilizată.
În acest moment, soluția trebuie răcită pentru a cristaliza și a îndepărta excesul de sulfat feros, apoi trebuie adăugat acid nou pentru a îndeplini cerințele procesului.
Criteriile de selecție pentru condițiile procesului de gravare acidă a acidului clorhidric: concentrația trebuie controlată în general la 10%-20%, iar procesul trebuie efectuat la temperatura camerei. Comparativ cu acidul sulfuric, în aceleași condiții de concentrație și temperatură, viteza de gravare a acidului clorhidric este de 1,5-2 ori mai mare decât cea a acidului sulfuric.
Utilizarea acidului sulfuric sau a acidului clorhidric pentru gravarea acidă depinde de situația specifică a producției reale. De exemplu, în gravarea puternică a metalelor feroase, se utilizează adesea acidul sulfuric sau acidul clorhidric, sau un „acid mixt” al celor două într-o anumită proporție.
Totuși, tipul de acid utilizat pentru gravarea chimică puternică depinde de compoziția și structura oxizilor de pe suprafața pieselor din fier și oțel. În același timp, este necesar să se asigure o viteză mare de gravare, un cost de producție redus și cât mai puține deformări dimensionale și fragilizări prin hidrogen ale produselor metalice. Cu toate acestea, trebuie înțeles că îndepărtarea crustelor de oxid din acidul clorhidric se bazează în principal pe dizolvarea chimică a acidului clorhidric, iar efectul mecanic de exfoliere al hidrogenului este mult mai mic decât cel din acidul sulfuric. Prin urmare, consumul de acid atunci când se utilizează doar acid clorhidric este mai mare decât atunci când se utilizează doar acid sulfuric.
Când crusta de rugină și oxid de pe suprafața pieselor de placare conțin o cantitate mare de oxizi de fier cu valență mare, se poate utiliza gravarea cu acid mixt, care nu numai că exercită efectul de rupere al hidrogenului asupra crustei de oxid, dar accelerează și dizolvarea chimică a oxizilor. Cu toate acestea, dacă suprafața metalică are doar produse de rugină libere (în principal Fe₂O₃), se poate utiliza acid clorhidric singur pentru gravare datorită vitezei sale mari de gravare, dizolvării mai mici a substratului și fragilizării mai mici cu hidrogen.
Dar când suprafața metalică are o crustă densă de oxid, utilizarea acidului clorhidric singur consumă mai mult, are un cost mai mare și are un efect de exfoliere mai slab asupra crustei de oxid decât acidul sulfuric, deci acidul sulfuric este mai bun.
Gravarea electrolitică (acid electrolitic, gravare electrochimică), fie că este vorba de electroliză catodică, electroliză anodică sau electroliză PR (electroliză inversă periodică, care modifică periodic polii pozitivi și negativi ai piesei de prelucrat), poate fi efectuată într-o soluție de acid sulfuric 5%-20%.
Comparativ cu gravarea chimică, gravarea electrolitică poate îndepărta mai rapid crusta de oxid legată ferm, provoacă mai puțină coroziune a metalului de bază, este ușor de operat și gestionat și este potrivită pentru liniile automate de galvanizare. Electroliza PR este utilizată pe scară largă în Japonia pentru a îndepărta crusta de oxid de pe oțelul inoxidabil.
În China, mulți utilizează decaparea electrolitică catodică și anodică combinată cu degresarea electrolitică pentru tratamentul pre-placare. Acidul electrolitic anodic pentru metale feroase este potrivit pentru prelucrarea pieselor metalice cu o cantitate mare de cruste de oxid și rugină și poate fi efectuată în mare parte la temperatura camerei. Creșterea temperaturii poate crește viteza de gravare acidă, dar nu la fel de mult ca gravarea chimică acidă. Creșterea densității de curent poate accelera viteza de gravare acidă, dar dacă este prea mare, metalul de bază va fi pasivat.
În acest moment, dizolvarea chimică și electrochimică a metalului de bază dispare practic, rămânând doar efectul de exfoliere al oxigenului asupra crustelor de oxid. Prin urmare, viteza de gravare crește puțin, ceea ce trebuie stăpânit cu abilitate. De obicei, o densitate de curent de 5-10 A/dm² este potrivită. Pentru gravarea cu acid anodic, se poate utiliza ca inhibitori o-xilen tiouree sau adeziv sulfonat pentru prelucrarea lemnului, cu o doză de 3-5 g/L; pentru acidul electrolitic catodic al metalelor feroase, se poate utiliza o soluție de acid sulfuric sau un acid mixt de aproximativ 5% acid sulfuric și 5% acid clorhidric, plus o cantitate adecvată de clorură de sodiu. Deoarece nu există un proces evident de dizolvare chimică și electrochimică a substratului metalic (fier), adăugarea corespunzătoare de compuși care conțin Cl⁻ poate ajuta la slăbirea crustelor de oxid de pe suprafața pieselor și la accelerarea vitezei de gravare. În același timp, se pot utiliza ca inhibitori formaldehida sau urotropina.
Pe scurt, acidul sulfuric este utilizat pe scară largă pentru gravarea acidă a oțelului, cuprului și alamei. Pe lângă cele menționate mai sus, acidul sulfuric, împreună cu acidul cromic și dicromații, este utilizat ca agent pentru îndepărtarea oxizilor și a murdăriei din aluminiu.
Se utilizează împreună cu acidul fluorhidric sau acidul azotic sau ambele pentru a îndepărta crustele de oxid de pe oțelul inoxidabil. Avantajul acidului clorhidric este că poate decapa eficient multe metale la temperatura camerei; unul dintre dezavantajele sale este că trebuie acordată atenție prevenirii poluării cu vapori de HCl și ceață acidă.
În plus, acidul azotic și acidul fosforic sunt, de asemenea, utilizate în mod obișnuit în tratamentul manual de pre-placare. Acidul azotic este o componentă importantă a multor agenți de gravare strălucitoare. Se amestecă cu acid fluorhidric pentru îndepărtarea crustelor de oxid de la tratamentul termic de pe aluminiu, oțel inoxidabil, aliaje pe bază de nichel și fier, titan, zirconiu și unele aliaje pe bază de cobalt.
Acidul fosforic este utilizat pentru îndepărtarea ruginii pieselor din oțel și, de asemenea, în soluții speciale pentru rezervoare din oțel inoxidabil, aluminiu, alamă și cupru. Acidul mixt format din acid fosforic, acid azotic și acid acetic este utilizat pentru pretratarea anodizării strălucitoare a pieselor din aluminiu. Acidul fluoroboric s-a dovedit a fi cea mai eficientă soluție de decapare pentru aliajele pe bază de plumb sau piesele din cupru sau alamă cu lipire din staniu.
S-a raportat că îndepărtarea crustelor și oxizilor metalici consumă 5% din producția mondială de acid sulfuric, 25% din acidul clorhidric, cea mai mare parte a acidului fluorhidric și o cantitate mare de acid azotic și acid fosforic.
Prin urmare, stăpânirea corectă a utilizării acestor acizi pentru gravarea acidă este evident o problemă importantă în tehnologia de aplicare a tratamentului de pre-placare. Cu toate acestea, nu este dificil să le utilizezi, dar nu este ușor să le utilizezi corect, să le economisești și să reduci consumul.
Data publicării: 29 ian. 2026