Za dobro obvladovanje in vodenje postopka odstranjevanja olja je potrebno pravilno razumeti načelo vezave med premazom in kovinsko podlago. Ta točka se pogosto spregleda, kar v praksi povzroča težave.
Ustrezni materiali poudarjajo, da je mehanska vez, ki jo povzročajo mikrohrapavosti prevleke in površine substrata, močna le, če obstaja medmolekularna in medmetalna sila med prevleko in kovinsko podlago. Medmolekularne in medmetalne sile se lahko pojavijo le na zelo majhni razdalji.
Ko razdalja med molekulami preseže 5μm, medmolekularna sila ne deluje več. Zato lahko tanek oljni film in oksidni film na površini substrata ovira tudi medmolekularno ali kovinsko vezno silo.
Da bi dosegli zgoraj omenjeno lepljenje, je treba z izdelkov precej temeljito odstraniti oljne madeže, rjo in oksidne obloge. »Precej temeljito«, na katerega se sklicujemo, ne pomeni, da mora biti površina po predhodni obdelavi popolnoma čista, temveč le, da ima ustrezno površino. Tako imenovana ustrezno površina dejansko pomeni, da je treba po predhodni obdelavi odstraniti filme, ki so škodljivi za galvanizacijo, in jih nadomestiti s filmi, ki so primerni za galvanizacijo.
Hkrati mora biti kovinska površina s predhodno obdelavo prevleke popolnoma ravna. Po mehanskih obdelavah, kot so brušenje, poliranje, valjanje v kotači, peskanje itd., se odstranijo vidne praske, robovi in druge napake na površini, tako da površina podlage izpolnjuje zahteve glede izravnave podlage in končne obdelave prevlečenih delov pred odstranjevanjem olja in rje.
Ta točka mora biti jasna. Šele ko je ta točka jasna, lahko pravilno in praktično izberemo potek postopka predpremazne obdelave in formulo med podobnimi formulami za predpremazno obdelavo.
Kako uporabiti postopek razmaščevanja v proizvodnji?
Običajno se uporablja alkalno razmaščevanje. Sestava razmaščevalne raztopine in procesni pogoji se izberejo glede na stanje oljnega madeža in vrsto kovinskega materiala.
Ko se na površini oprime velika količina maščobe, torej je oljna plast zelo debela, z mastnim in lepljivim občutkom, je ni mogoče enostavno odstraniti samo z alkalnim razmaščevanjem. Najprej je treba uporabiti druge metode, kot je ščetkanje s topilom za predobdelavo razmaščevanja, in nato izvesti alkalno razmaščevanje. Alkalna raztopina za razmaščevanje je močno alkalna in pri reakciji z nekaterimi kovinami povzroči očitno korozijo.
Zato je treba razmaščevanje prevlečenih delov, kot sta aluminij in cink, izvajati čim bolj pri nizkih temperaturah in z nizko vsebnostjo alkalij. Na splošno je sprejemljivo, da se jekleni deli obdelujejo z višjo alkalnostjo, pri obdelavi delov iz barvnih kovin pa je treba pH raztopine za razmaščevanje prilagoditi na ustrezno območje. Na primer, aluminij, cink in njihove zlitine morajo imeti pH pod 11, čas razmaščevanja za takšne izdelke pa ne sme presegati 3 minut.
Z vidika stroškov nekateri zagovarjajo razmaščevanje pri nizkih temperaturah, vendar znižanje temperature nasprotuje izboljšanju učinkovitosti. Višja kot je temperatura, hitrejša je fizikalna in kemična reakcija med maščobo, ki se oprime površine, in čistilnim sredstvom, zato je razmaščevanje lažje.
Praksa je pokazala, da se viskoznost oljnih madežev zmanjšuje z naraščanjem temperature, zato je razmaščevanje lažje, vendar nizka temperatura nima tega učinka. Zato se priporoča uporaba emulgatorjev in površinsko aktivnih snovi. Kar zadeva vprašanje, ali je razmaščevanje pri visoki temperaturi dobro in katera temperatura je primerna za nadzor, avtorjeve izkušnje kažejo, da je 70–80 °C boljša. To lahko pomaga tudi odpraviti preostale napetosti v osnovni kovini, ki nastanejo zaradi strojne obdelave, kar je zelo koristno za izboljšanje oprijema prevleke, zlasti med večplastnimi nikljevimi jekli.
Za splošne jeklene dele se lahko uporabi kombinirano razmaščevanje, na primer najprej katodno razmaščevanje 3–5 minut, nato anodno razmaščevanje 1–2 minuti ali najprej anodno razmaščevanje 3–5 minut, nato katodno razmaščevanje 1–2 minuti. To je mogoče doseči z dvema postopkoma razmaščevanja ali z uporabo napajalnika s komutacijsko napravo.
Pri visokotrdnostnem jeklu, vzmetnem jeklu in tankih delih se za preprečevanje vodikove krhkosti izvaja le anodno razmaščevanje nekaj minut. Vendar pa se pri delih iz neželeznih kovin, kot sta baker in bakrove zlitine, anodno razmaščevanje ne more uporabljati, dovoljeno je le katodno razmaščevanje 1-2 minuti.
Kar zadeva pripravo in vzdrževanje raztopine za razmaščevanje, je priprava kemičnih in elektrolitskih raztopin za razmaščevanje relativno preprosta. Najprej uporabite 2/3 prostornine rezervoarja z vodo, da raztopite druge snovi, razen površinsko aktivnih snovi, in hkrati mešajte (da preprečite strjevanje zdravila). Ker te zdravilne snovi pri raztapljanju sproščajo toploto, jih ni treba segrevati. Površinsko aktivne snovi je treba pred dodajanjem ločeno raztopiti z vročo vodo. Če jih ni mogoče raztopiti naenkrat, lahko zgornjo bistro tekočino odlijete in nato dodate vodo za raztapljanje. Dodajte do navedene prostornine in pred uporabo dobro premešajte.
Pozornost je treba nameniti ravnanju s tekočino za odstranjevanje olja:
① Redno preverjajte in dopolnjujte materiale. Površinsko aktivne snovi je treba dopolnjevati v odmerku od 1/3 do 1/2 prvotne količine tedensko ali dvakrat mesečno, odvisno od obsega proizvodnje.
② Železne plošče, ki se uporabljajo, ne smejo vsebovati prekomernih nečistoč težkih kovin, da se prepreči njihov vnos v premaz. Gostota toka mora biti 5–10 A/dm², njena izbira pa mora zagotavljati zadostno nastajanje mehurčkov. To ne zagotavlja le mehanskega ločevanja kapljic olja s površine elektrode, temveč tudi meša raztopino. Ko je madež olja na površini konstanten, večja kot je gostota toka, hitrejša je hitrost razmaščevanja.
③ Plavajoče madeže olja v rezervoarju je treba pravočasno odstraniti.
④ Redno čistite blato in umazanijo v rezervoarju ter pravočasno zamenjajte raztopino v rezervoarju.
⑤ V elektrolitu poskusite uporabiti površinsko aktivne snovi z nizko stopnjo penjenja, sicer bo njihov vnos v posodo za galvanizacijo vplival na kakovost.
Kako obvladati in upravljati postopek jedkanja (luženja) s kislino?
Tako kot postopek razmaščevanja ima tudi kislinsko jedkanje (luženje) pomembno vlogo pri predhodni obdelavi pred prevleko. Ta dva postopka se uporabljata skupaj v predhodni proizvodnji, njun glavni namen pa je odstranjevanje rje in oksidnih ostankov s kovinskih delov, prevlečenih s prevleko.
Običajno se postopek, ki se uporablja za odstranjevanje velike količine oksidov, imenuje močno jedkanje, postopek, ki se uporablja za odstranjevanje tankih oksidnih filmov, ki so komaj vidni s prostim očesom, pa šibko jedkanje, ki ga lahko nadalje razdelimo na kemično jedkanje in elektrokemično jedkanje. Šibko jedkanje se uporablja kot končni postopek obdelave po močnem jedkanju, torej preden obdelovanec vstopi v postopek galvanizacije. Gre za postopek aktiviranja kovinske površine, ki ga v proizvodnji zlahka spregledamo, kar je prav eden od razlogov za luščenje galvanizacije.
Če je šibka jedkalna raztopina ena od komponent naslednje raztopine za galvanizacijo ali če njen vnos ne bo vplival na raztopino za galvanizacijo, je bolje, da aktivirane dele za galvanizacijo brez čiščenja neposredno vnesete v posodo za galvanizacijo.
Na primer, pri uporabi razredčene kislinske aktivacijske raztopine pred nikljanjem je treba za zagotovitev nemotenega poteka jedkanja pred jedkanjem izvesti razmaščevanje; sicer se kislina in kovinski oksidi ne morejo dobro stikati, zato bo kemična reakcija raztapljanja težko potekala.
Zato je za dobro obvladovanje kislinskega jedkanja treba ta osnovna načela tudi teoretično razjasniti.
Običajno se za odstranjevanje oksidne ostanke z železnih in jeklenih delov uporabljata predvsem žveplova in klorovodikova kislina za kislinsko jedkanje. Metoda je preprosta, vendar je v dejanski proizvodnji težko doseči pričakovani namen, če se ji ne posvetimo dovolj pozornosti.
Izbirna merila za pogoje jedkanja z žveplovo kislino običajno temeljijo na izkušnjah, ki jih je mogoče ugotoviti na podlagi videza obdelovanca po dekapiranju, česar pa navsezadnje ni mogoče kvantitativno nadzorovati. Praksa je pokazala, da je učinek dekapiranja z žveplovo kislino pri odstranjevanju oksidnih lusk pri 40 °C veliko večji kot pri 20 °C, vendar se učinek luščenja pri nadaljnjem zvišanju temperature ne poveča sorazmerno.
Hkrati se v žveplovi kislini s koncentracijo nižjo od 20 % hitrost jedkanja s kislino pospeši z naraščanjem koncentracije, ko pa koncentracija preseže 20 %, se hitrost jedkanja s kislino zmanjša. Zato menimo, da so standardni procesni pogoji s koncentracijo žveplove kisline 10–20 % in jedkanjem pod 60 °C primernejši. Prav tako je treba opozoriti, da glede stopnje staranja raztopine žveplove kisline na splošno velja, da ko vsebnost železa v raztopini za dekapiranje preseže 80 g/L in vsebnost železovega sulfata preseže 2,5 g/L, raztopine žveplove kisline ni več mogoče uporabiti.
V tem času je treba raztopino ohladiti, da kristalizira in odstrani odvečni železov sulfat, nato pa je treba dodati novo kislino, da se izpolnijo zahteve postopka.
Izbirna merila za pogoje postopka jedkanja s kislino s klorovodikovo kislino: koncentracija mora biti na splošno nadzorovana na 10–20 %, postopek pa je treba izvajati pri sobni temperaturi. V primerjavi z žveplovo kislino je pri enakih pogojih koncentracije in temperature hitrost jedkanja klorovodikove kisline 1,5–2-krat hitrejša od žveplove kisline.
Uporaba žveplove ali klorovodikove kisline za kislinsko jedkanje je odvisna od specifičnih pogojev dejanske proizvodnje. Na primer, pri močnem jedkanju železnih kovin se pogosto uporablja žveplova ali klorovodikova kislina ali "mešanica" obeh v določenem razmerju.
Vendar pa je vrsta kisline, ki se uporablja za kemično močno jedkanje, odvisna od sestave in strukture oksidov na površini železnih in jeklenih delov. Hkrati je treba zagotoviti hitro jedkanje, nizke proizvodne stroške ter čim manjšo dimenzijsko deformacijo in vodikovo krhkost kovinskih izdelkov. Vendar je treba razumeti, da odstranjevanje oksidnih lusk v klorovodikovi kislini v glavnem temelji na kemičnem raztapljanju klorovodikove kisline, mehanski luščevalni učinek vodika pa je veliko manjši kot pri žveplovi kislini. Zato je poraba kisline pri uporabi same klorovodikove kisline večja kot pri uporabi same žveplove kisline.
Kadar rja in oksidne luske na površini prevlečenih delov vsebujejo veliko količino visokovalentnih železovih oksidov, se lahko uporabi jedkanje z mešano kislino, ki ne le povzroči trganje vodika na oksidnih luskah, temveč tudi pospeši kemično raztapljanje oksidov. Če pa so na kovinski površini le ohlapni produkti rje (predvsem Fe₂O₃), se lahko za jedkanje uporabi samo klorovodikova kislina zaradi njene hitre hitrosti jedkanja, manjšega raztapljanja substrata in manjše krhkosti zaradi vodika.
Ko pa ima kovinska površina gosto oksidno oblogo, uporaba same klorovodikove kisline porabi več, ima višje stroške in ima slabši učinek luščenja oksidne obloge kot žveplova kislina, zato je žveplova kislina boljša.
Elektrolitsko jedkanje (elektrolitska kislina, elektrokemično jedkanje), bodisi katodna elektroliza, anodna elektroliza ali PR elektroliza (periodična reverzna elektroliza, ki periodično spreminja pozitivni in negativni pol obdelovanca), se lahko izvaja v 5–20 % raztopini žveplove kisline.
V primerjavi s kemičnim jedkanjem lahko elektrolitsko jedkanje hitreje odstrani trdno vezane oksidne obloge, povzroči manj korozije osnovne kovine, je enostavno za uporabo in upravljanje ter primerno za avtomatske galvanizacijske linije. PR elektroliza se na Japonskem pogosto uporablja za odstranjevanje oksidnih oblog iz nerjavečega jekla.
Na Kitajskem mnogi uporabljajo katodno in anodno elektrolitsko dekapiranje v kombinaciji z elektrolitskim razmaščevanjem za predhodno obdelavo pred prevleko. Anodna elektrolitska kislina za železne kovine je primerna za obdelavo kovinskih delov z veliko količino oksidnih ostankov in rje, večinoma pa se lahko izvaja pri sobni temperaturi. Zvišanje temperature lahko poveča hitrost jedkanja s kislino, vendar ne toliko kot kemično jedkanje s kislino. Povečanje gostote toka lahko pospeši hitrost jedkanja s kislino, če pa je previsoka, se bo osnovna kovina pasivizirala.
V tem času kemično in elektrokemijsko raztapljanje osnovne kovine v bistvu izgine, ostane le luščenje kisika na oksidnih luskah. Zato se hitrost jedkanja le malo poveča, kar je treba spretno obvladati. Običajno je ustrezna gostota toka 5–10 A/dm². Za anodno jedkanje z kislino se kot inhibitorja lahko uporabi o-ksilen tiourea ali sulfonirano lepilo za obdelavo lesa v odmerku 3–5 g/L; za katodno elektrolitsko kislino železnih kovin se lahko uporabi raztopina žveplove kisline ali mešanica kisline iz približno 5 % žveplove kisline in 5 % klorovodikove kisline ter ustrezna količina natrijevega klorida. Ker ni očitnega kemičnega in elektrokemičnega procesa raztapljanja kovinske podlage (železa), lahko ustrezno dodajanje spojin, ki vsebujejo Cl⁻, pomaga zrahljati oksidne luske na površini delov in pospeši hitrost jedkanja. Hkrati se kot inhibitorja lahko uporabita formaldehid ali urotropin.
Skratka, žveplova kislina se pogosto uporablja za kislinsko jedkanje jekla, bakra in medenine. Poleg zgoraj navedenega se žveplova kislina skupaj s kromovo kislino in dikromati uporablja kot sredstvo za odstranjevanje oksidov in saje iz aluminija.
Uporablja se skupaj s fluorovodikovo kislino ali dušikovo kislino ali obema za odstranjevanje oksidnih ostankov iz nerjavečega jekla. Prednost klorovodikove kisline je, da lahko učinkovito dekapira številne kovine pri sobni temperaturi; ena od njenih slabosti je, da je treba paziti na preprečevanje onesnaženja s hlapi HCl in kislo meglico.
Poleg tega se dušikova in fosforjeva kislina pogosto uporabljata tudi pri ročni predhodni obdelavi. Dušikova kislina je pomembna sestavina mnogih jedkalnih sredstev. Meša se s fluorovodikovo kislino za odstranjevanje oksidnih ostankov, ki nastanejo pri toplotni obdelavi, z aluminija, nerjavečega jekla, zlitin na osnovi niklja in železa, titana, cirkonija in nekaterih zlitin na osnovi kobalta.
Fosforjeva kislina se uporablja za odstranjevanje rje iz jeklenih delov in tudi v posebnih raztopinah v rezervoarjih za nerjaveče jeklo, aluminij, medenino in baker. Mešanica fosforjeve kisline, dušikove kisline in ocetne kisline se uporablja za predobdelavo svetlega eloksiranja aluminijastih delov. Fluorobojeva kislina se je izkazala za najučinkovitejšo raztopino za dekapiranje zlitin na osnovi svinca ali bakrenih ali medeninastih delov s kositrovo spajko.
Poročali so, da odstranjevanje kovinskih oksidnih lusk in oksidov porabi 5 % svetovne proizvodnje žveplove kisline, 25 % klorovodikove kisline, večino fluorovodikove kisline ter veliko količino dušikove in fosforne kisline.
Zato je pravilno obvladovanje uporabe teh kislin za kislinsko jedkanje očitno pomembno vprašanje v tehnologiji uporabe predprevaljanja. Vendar jih ni težko uporabljati, ni pa enostavno, da jih dobro uporabimo, prihranimo in zmanjšamo porabo.
Čas objave: 29. januar 2026