För att behärska och hantera oljeborttagningsprocessen väl är det nödvändigt att korrekt förstå principen för bindningen mellan beläggningen och metallsubstratet. Denna punkt förbises ofta, vilket skapar svårigheter i praktiken.
Relevanta material påpekar att den mekaniska bindningen som orsakas av beläggningens mikrogrovhet och substratytan endast är stark när det finns intermolekylär och intermetallisk kraftbindning mellan beläggningen och metallsubstratet. Intermolekylära och intermetalliska krafter kan endast manifesteras inom ett mycket litet avstånd.
När avståndet mellan molekylerna överstiger 5μm, den intermolekylära kraften fungerar inte längre. Därför kan en tunn oljefilm och oxidfilm på substratytan också hindra den intermolekylära eller metalliska bindningskraften.
För att uppnå ovan nämnda bindning är det nödvändigt att ta bort oljefläckar, rost och oxidlager från produkterna ganska noggrant. Att vi talar om "ganska noggrant" betyder inte att ytan måste vara absolut ren efter förbehandlingen, utan bara att den har en kvalificerad yta. Den så kallade kvalificerade ytan betyder egentligen att de filmer som är skadliga för galvanisering måste tas bort efter förbehandlingen och ersättas med filmer som är lämpliga för galvanisering.
Samtidigt krävs det att metallytan är helt plan genom förbehandlingen. Efter mekaniska behandlingar som slipning, polering, trumling, sandblästring etc. avlägsnas synliga repor, grader och andra defekter på ytan, så att substratytan uppfyller kraven för substratutjämning och ytbehandling av de pläterade delarna innan oljeborttagning och rostborttagning.
Denna punkt måste vara tydlig. Först när denna punkt är tydlig kan vi korrekt och praktiskt välja processflödet och formeln för förpläteringsbehandling bland liknande formler för förpläteringsbehandling.
Hur tillämpar man avfettningsprocessen i produktionen?
Alkalisk avfettning används vanligtvis. Avfettningslösningens sammansättning och processförhållandena väljs utifrån oljefärgens tillstånd och typen av metallmaterial.
När det finns en stor mängd fett som fastnar på ytan, det vill säga att oljelagret är mycket tjockt och känns fet och klibbigt, kan det inte enkelt avlägsnas enbart genom alkalisk avfettning. Det är nödvändigt att först använda andra metoder, såsom att borsta med lösningsmedel för avfettningsförbehandling, och sedan utföra alkalisk avfettning. Den alkaliska avfettningslösningen är starkt alkalisk och orsakar tydlig korrosion vid reaktion med vissa metaller.
Därför bör avfettning av pläterade delar som aluminium och zink utföras under så låga temperaturer och låga alkaliska förhållanden som möjligt. Det är generellt acceptabelt att behandla ståldelar med högre alkalinitet, men vid behandling av icke-järnmetalldelar bör avfettningslösningens pH-värde justeras till ett lämpligt intervall. Till exempel bör aluminium, zink och deras legeringar ha pH-värdet kontrollerat under 11, och avfettningstiden för sådana produkter bör inte överstiga 3 minuter.
Ur kostnadssynpunkt förespråkar vissa avfettning vid låg temperatur, men att sänka temperaturen motsäger att förbättra effektiviteten. Ju högre temperatur, desto snabbare blir den fysikaliska och kemiska reaktionshastigheten mellan fettet som vidhäftar ytan och rengöringsmedlet, och desto lättare blir avfettningen.
Praktiken har visat att viskositeten hos oljefläckar minskar när temperaturen stiger, så avfettning är lättare att utföra, men låg temperatur har inte denna effekt. Därför övervägs det att använda emulgeringsmedel och tensider. När det gäller huruvida högtemperaturavfettning är bra och vilken temperatur som är lämplig att kontrollera, är författarens erfarenhet att 70-80 °C är bättre. Detta kan också bidra till att eliminera kvarvarande spänningar i basmetallen som orsakas av bearbetning, vilket är mycket fördelaktigt för att förbättra beläggningens vidhäftning, särskilt mellan flerskiktsnickel.
Vanliga ståldelar kan kombineras med avfettning, såsom först katodisk avfettning i 3–5 minuter, sedan anodisk avfettning i 1–2 minuter, eller först anodisk avfettning i 3–5 minuter och sedan katodisk avfettning i 1–2 minuter. Detta kan uppnås genom två avfettningsprocesser eller med hjälp av en strömförsörjning med en kommuteringsanordning.
För höghållfast stål, fjäderstål och tunna delar, för att förhindra väteförsprödning, utförs endast anodisk avfettning i flera minuter. Däremot kan icke-järnmetalldelar som koppar och kopparlegeringar inte använda anodisk avfettning, och endast katodisk avfettning i 1-2 minuter är tillåten.
När det gäller beredning och underhåll av avfettningslösningen är beredningen av kemiska avfettnings- och elektrolytiska avfettningslösningar relativt enkel. Använd först 2/3 av tankens vattenvolym för att lösa upp andra material än tensider, och rör om samtidigt (för att förhindra att läkemedlet klumpar sig). Eftersom dessa läkemedelsmaterial avger värme när de löses upp finns det inget behov av att värma dem. Tensider bör lösas upp separat med varmt vatten innan de tillsätts. Om de inte kan lösas upp på en gång kan den övre klara vätskan hällas ut och sedan kan vatten tillsättas för upplösning. Tillsätt till den angivna volymen och rör om väl före användning.
Uppmärksamhet bör ägnas åt hanteringen av oljeborttagningsvätska:
① Testa och fyll på materialen regelbundet. Tensider bör fyllas på med 1/3 till 1/2 av den ursprungliga mängden varje vecka eller varannan vecka beroende på produktionsvolymen.
② De järnplattor som används bör inte innehålla alltför stora tungmetallföroreningar för att förhindra att de förs in i beläggningen. Strömtätheten bör bibehållas vid 5–10 A/dm², och valet av järnplattor bör säkerställa tillräcklig utveckling av bubblor. Detta säkerställer inte bara mekanisk lossning av oljedroppar från elektrodytan utan rör även om lösningen. När oljefläcken på ytan är konstant, ju större strömtätheten är, desto snabbare blir avfettningshastigheten.
③ Flytande oljefläckar i tanken bör avlägsnas i tid.
④ Rengör regelbundet slam och smuts i tanken och byt ut tanklösningen omedelbart.
⑤ Försök att använda skumfattiga tensider i elektrolyten; annars påverkar deras inblandning i elektropläteringstanken kvaliteten.
Hur bemästrar och hanterar man syraetsningsprocessen (betning)?
Precis som avfettningsprocessen spelar syraetsning (betning) en viktig roll i förbehandlingen före plätering. Dessa två processer används tillsammans i förbehandlingsproduktion, och deras huvudsakliga syfte är att ta bort rost och oxidflagor från metallpläterade delar.
Vanligtvis kallas processen som används för att avlägsna en stor mängd oxider för stark etsning, och processen som används för att avlägsna tunna oxidfilmer som knappt är synliga för blotta ögat kallas svag etsning, vilket kan delas in ytterligare i kemisk etsning och elektrokemisk etsning. Svag etsning används som den sista behandlingsprocessen efter stark etsning, dvs. innan arbetsstycket går in i elektropläteringsprocessen. Det är en process för att aktivera metallytan och förbises lätt i produktionen, vilket är just en av anledningarna till elektropläteringsavskalning.
Om den svaga etslösningen är en av komponenterna i nästa pläteringslösning, eller om dess tillsats inte påverkar pläteringslösningen, är det bättre att placera de aktiverade pläteringsdelarna direkt i pläteringstanken utan rengöring.
Till exempel, med den utspädda syraaktiveringslösningen som används före nickelplätering, måste avfettning utföras före etsning för att säkerställa en smidig etsningsprocessen; annars kan syran och metalloxiderna inte få god kontakt, och den kemiska upplösningsreaktionen blir svår att fortskrida.
För att behärska syraetsning väl är det därför också nödvändigt att klargöra dessa grundläggande principer teoretiskt.
Vanligtvis används svavelsyra och saltsyra för att ta bort oxidbeläggningar från järn- och ståldelar. Metoden är enkel, men i faktisk produktion är det svårt att uppnå det avsedda syftet om man inte uppmärksammar den.
Urvalskriterierna för etsningsprocessförhållandena för svavelsyra baseras vanligtvis på erfarenhet för att identifiera arbetsstyckets utseende efter betning, vilket trots allt inte kan kontrolleras kvantitativt. Praktiken har visat att effekten av svavelsyrabetning vid borttagning av oxidflagor vid 40°C är mycket större än vid 20°C, men när temperaturen ökas ytterligare ökar inte avskalningseffekten proportionellt.
Samtidigt, i svavelsyra med en koncentration lägre än 20 %, accelererar syraetsningshastigheten allt eftersom koncentrationen ökar, men när koncentrationen överstiger 20 % minskar istället syraetsningshastigheten. Av denna anledning anser vi att standardprocessförhållandena med 10–20 % svavelsyrakoncentration och etsning under 60 °C är mer lämpliga. Det bör också noteras att beträffande åldringsgraden för svavelsyralösningen, i allmänhet, när järnhalten i betningslösningen överstiger 80 g/L och järnsulfathalten överstiger 2,5 g/L, kan svavelsyralösningen inte längre användas.
Vid denna tidpunkt bör lösningen kylas för att kristallisera och avlägsna överskottet av järnsulfat, och sedan bör ny syra tillsättas för att uppfylla processkraven.
Urvalskriterierna för syraetsningsprocessen för saltsyra: koncentrationen bör generellt kontrolleras till 10%-20%, och processen bör utföras vid rumstemperatur. Jämfört med svavelsyra, under samma koncentrations- och temperaturförhållanden, är etsningshastigheten för saltsyra 1,5-2 gånger snabbare än för svavelsyra.
Huruvida svavelsyra eller saltsyra ska användas för syraetsning beror på den specifika situationen för den faktiska produktionen. Till exempel, vid stark etsning av järnmetaller används ofta svavelsyra eller saltsyra, eller en "blandad syra" av de två i en viss proportion.
Vilken typ av syra som används för kemisk stark etsning beror dock på oxidernas sammansättning och struktur på ytan av järn- och ståldelarna. Samtidigt är det nödvändigt att säkerställa en snabb etsningshastighet, låg produktionskostnad och så lite dimensionell deformation och väteförsprödning av metallprodukter som möjligt. Det måste dock förstås att avlägsnandet av oxidskalor i saltsyra huvudsakligen är beroende av kemisk upplösning av saltsyra, och den mekaniska avskalningseffekten av väte är mycket mindre än den i svavelsyra. Därför är syraförbrukningen vid användning av enbart saltsyra högre än vid användning av enbart svavelsyra.
När rost och oxidavlagringar på ytan av pläteringsdelarna innehåller en stor mängd högvärdiga järnoxider kan blandad syraetsning användas, vilket inte bara utövar vätgasens riveffekt på oxidavlagringarna utan också accelererar den kemiska upplösningen av oxiderna. Men om metallytan endast har lösa rostprodukter (främst Fe₂O₃) kan enbart saltsyra användas för etsning på grund av dess snabba etsningshastighet, mindre upplösning av substratet och mindre väteförsprödning.
Men när metallytan har en tät oxidskala, förbrukar användning av enbart saltsyra mer, är dyrare och har en sämre avskalningseffekt på oxidskalan än svavelsyra, så svavelsyra är bättre.
Elektrolytisk etsning (elektrolytisk syra, elektrokemisk etsning), oavsett om det är katodisk elektrolys, anodisk elektrolys eller PR-elektrolys (periodisk reverserande elektrolys, som periodiskt ändrar arbetsstyckets positiva och negativa poler), kan utföras i en 5%-20% svavelsyralösning.
Jämfört med kemisk etsning kan elektrolytisk etsning snabbare ta bort fast bundna oxidflagor, orsaka mindre korrosion på basmetallen, är enkel att använda och hantera och lämplig för automatiska galvaniseringslinjer. PR-elektrolys används ofta i Japan för att ta bort oxidflagor från rostfritt stål.
I Kina använder många katodisk och anodisk elektrolytisk betning i kombination med elektrolytisk avfettning för förbehandling före plätering. Anodisk elektrolytisk syra för järnmetaller är lämplig för bearbetning av metalldelar med en stor mängd oxidflagor och rost, och den kan mestadels utföras vid rumstemperatur. Att öka temperaturen kan öka syraetsningshastigheten, men inte lika mycket som kemisk syraetsning. Att öka strömtätheten kan accelerera syraetsningshastigheten, men om den är för hög kommer basmetallen att passiveras.
Vid denna tidpunkt försvinner den kemiska och elektrokemiska upplösningen av basmetallen i princip, vilket endast lämnar kvar syrets avskalningseffekt på oxidskalen. Därför ökar etsningshastigheten lite, vilket måste bemästras skickligt. Vanligtvis är en strömtäthet på 5-10 A/dm² lämplig. För anodsyraetsning kan o-xylentiourea eller sulfonerat träbearbetningslim användas som hämmare, med en dosering på 3-5 g/L; för katodisk elektrolytisk syra av järnmetaller kan svavelsyralösning användas, eller en blandad syra av cirka 5 % svavelsyra och 5 % saltsyra, plus en lämplig mängd natriumklorid. Eftersom det inte finns någon uppenbar kemisk och elektrokemisk upplösningsprocess av metallsubstratet (järn), kan lämplig tillsats av föreningar som innehåller Cl⁻ hjälpa till att lossa oxidskalen på ytan av delarna och accelerera etsningshastigheten. Samtidigt kan formaldehyd eller urotropin användas som hämmare.
Kort sagt, svavelsyra används flitigt för syraetsning av stål, koppar och mässing. Utöver ovanstående används svavelsyra, tillsammans med kromsyra och dikromater, som ett medel för att avlägsna oxider och smuts från aluminium.
Det används tillsammans med fluorvätesyra eller salpetersyra eller båda för att avlägsna oxidbeläggningar från rostfritt stål. Fördelen med saltsyra är att den effektivt kan beta många metaller vid rumstemperatur; en av dess nackdelar är att man måste vara uppmärksam på att förhindra föroreningar från HCl-ånga och syradimma.
Dessutom används salpetersyra och fosforsyra ofta vid manuell förbehandling före plätering. Salpetersyra är en viktig komponent i många blanketsningsmedel. Den blandas med fluorvätesyra för att avlägsna värmebehandlingsoxidflagor från aluminium, rostfritt stål, nickelbaserade och järnbaserade legeringar, titan, zirkonium och vissa koboltbaserade legeringar.
Fosforsyra används för rostborttagning av ståldelar och även i speciella tanklösningar för rostfritt stål, aluminium, mässing och koppar. Blandningen av fosforsyra, salpetersyra och ättiksyra används för förbehandling av blankanodisering av aluminiumdelar. Fluorborsyra har visat sig vara den mest effektiva betningslösningen för blybaserade legeringar eller koppar- eller mässingsdelar med tennlod.
Det har rapporterats att avlägsnandet av metalloxidskalor och oxider förbrukar 5 % av världens svavelsyraproduktion, 25 % av saltsyra, det mesta av fluorvätesyra och en stor mängd salpetersyra och fosforsyra.
Därför är det uppenbarligen en viktig fråga inom tillämpningstekniken för förpläteringsbehandling att korrekt behärska användningen av dessa syror för syraetsning. Det är dock inte svårt att använda dem, men det är inte lätt att använda dem väl, spara dem och minska förbrukningen.
Publiceringstid: 29 januari 2026