Щоб добре опанувати та керувати процесом видалення олії, необхідно правильно зрозуміти принцип зчеплення між покриттям та металевою основою. Цей момент часто не враховується, що створює труднощі на практиці.
У відповідних матеріалах зазначається, що механічний зв'язок, спричинений мікрошорсткістю покриття та поверхні підкладки, є міцним лише за наявності міжмолекулярного та міжметалевого силового зв'язку між покриттям та металевою підкладкою. Міжмолекулярні та міжметалеві сили можуть проявлятися лише на дуже малій відстані.
Коли відстань між молекулами перевищує 5μм, міжмолекулярна сила більше не працює. Тому тонка масляна плівка та оксидна плівка на поверхні підкладки також можуть перешкоджати міжмолекулярній або металевій силі зв'язку.
Для досягнення вищезгаданого склеювання необхідно ретельно видалити з виробів масляні плями, іржу та оксидний наліт. «Досить ретельно», про яке ми говоримо, не означає, що поверхня має бути абсолютно чистою після попередньої обробки, а лише те, що вона має кваліфіковану поверхню. Так звана кваліфікована поверхня фактично означає, що плівки, шкідливі для гальванічного покриття, повинні бути видалені після попередньої обробки та замінені плівками, придатними для гальванічного покриття.
Водночас, завдяки попередній обробці покриттям, металева поверхня має бути абсолютно рівною. Після механічної обробки, такої як шліфування, полірування, галтування, піскоструминна обробка тощо, видаляються видимі подряпини, задирки та інші дефекти на поверхні, щоб поверхня основи відповідала вимогам вирівнювання та обробки покритих деталей перед видаленням масла та іржі.
Цей момент має бути зрозумілим. Тільки тоді, коли цей момент зрозумілий, ми можемо правильно та практично вибрати технологічний процес та формулу передгальванічної обробки серед подібних формул для передгальванічної обробки.
Як застосовувати процес знежирення у виробництві?
Зазвичай використовується лужне знежирення. Склад розчину для знежирення та умови процесу вибираються залежно від стану масляної плями та типу металевого матеріалу.
Коли на поверхні накопичується велика кількість жиру, тобто шар олії дуже товстий, з жирним та липким відчуттям, його не можна легко видалити лише лужним знежиренням. Спочатку необхідно використати інші методи, такі як попереднє знежирення щіткою з розчинником, а потім виконати лужне знежирення. Лужний розчин для знежирення є сильно лужним і може викликати помітну корозію при реакції з деякими металами.
Тому знежирення гальванічних деталей, таких як алюміній та цинк, слід проводити за максимально можливої низької температури та низького вмісту лугу. Загалом прийнятно обробляти сталеві деталі з вищою лужністю, але під час обробки деталей з кольорових металів pH розчину для знежирення слід регулювати у відповідному діапазоні. Наприклад, алюміній, цинк та їх сплави повинні мати pH нижче 11, а час знежирення для таких виробів не повинен перевищувати 3 хвилини.
З точки зору вартості, деякі рекомендують низькотемпературне знежирення, але зниження температури суперечить підвищенню ефективності. Чим вища температура, тим швидше відбувається фізична та хімічна реакція між жиром, що прилипає до поверхні, та мийним засобом, і тим легше відбувається знежирення.
Практика довела, що в'язкість масляних плям зменшується з підвищенням температури, тому знежирення легше проводити, але низька температура не має такого ефекту. Тому розглядається використання емульгаторів та поверхнево-активних речовин. Щодо того, чи є високотемпературне знежирення хорошим варіантом і яку температуру доцільно контролювати, досвід автора показує, що 70-80°C є кращим варіантом. Це також може допомогти усунути залишкові напруження основного металу, спричинені обробкою, що дуже корисно для покращення адгезії покриття, особливо між багатошаровими нікелевими сплавами.
Для загальних сталевих деталей можна використовувати комбіноване знежирення, таке як спочатку катодне знежирення протягом 3-5 хвилин, потім анодне знежирення протягом 1-2 хвилин, або спочатку анодне знежирення протягом 3-5 хвилин, потім катодне знежирення протягом 1-2 хвилин. Цього можна досягти двома процесами знежирення або використанням джерела живлення з комутаційним пристроєм.
Для високоміцної сталі, пружинної сталі та тонких деталей, щоб запобігти водневому окрихченню, проводять лише анодне знежирення протягом кількох хвилин. Однак для деталей з кольорових металів, таких як мідь та мідні сплави, анодне знежирення не можна використовувати, і дозволяється лише катодне знежирення протягом 1-2 хвилин.
Що стосується приготування та обслуговування розчину для знежирення, приготування хімічних та електролітичних розчинів для знежирення є відносно простим. Спочатку використовуйте 2/3 об'єму резервуара з водою для розчинення інших матеріалів, крім поверхнево-активних речовин, і одночасно перемішуйте (щоб запобігти злежуванню ліків). Оскільки ці лікарські матеріали виділяють тепло під час розчинення, немає потреби їх нагрівати. Поверхнево-активні речовини слід розчиняти окремо гарячою водою перед додаванням. Якщо їх не можна розчинити за один раз, верхню прозору рідину можна вилити, а потім додати воду для розчинення. Долийте до зазначеного об'єму та добре перемішайте перед використанням.
Слід звернути увагу на управління рідиною для видалення нафти:
① Регулярно перевіряйте та поповнюйте матеріали. Поверхнево-активні речовини слід поповнювати в обсязі від 1/3 до 1/2 від початкової кількості щотижня або раз на два тижні залежно від обсягу виробництва.
② Використовувані залізні пластини не повинні містити надмірної кількості важких металів, щоб запобігти їх потраплянню в покриття. Густина струму повинна підтримуватися на рівні 5-10 А/дм², а її вибір повинен забезпечувати достатнє утворення бульбашок. Це не тільки забезпечує механічне відділення крапель олії від поверхні електрода, але й перемішує розчин. Коли пляма на поверхні олії постійна, чим більша густина струму, тим вища швидкість знежирення.
③ Плаваючі масляні плями в баку слід своєчасно видаляти.
④ Регулярно очищайте резервуар від шламу та бруду та своєчасно замінюйте розчин у резервуарі.
⑤ Намагайтеся використовувати в електроліті поверхнево-активні речовини з низьким піноутворенням, інакше їх введення в гальванічний резервуар вплине на якість.
Як опанувати та керувати процесом кислотного травлення (травлення)?
Як і процес знежирення, кислотне травлення (травлення) відіграє важливу роль у передгалактичній обробці. Ці два процеси використовуються разом у передгалактичному виробництві, і їхня основна мета — видалення іржі та оксидних лусочок з металевих гальванічних деталей.
Зазвичай процес, який використовується для видалення великої кількості оксидів, називається сильним травленням, а процес, який використовується для видалення тонких оксидних плівок, ледь помітних неозброєним оком, називається слабким травленням, яке можна додатково розділити на хімічне травлення та електрохімічне травлення. Слабке травлення використовується як завершальний процес обробки після сильного травлення, тобто перед тим, як заготовка потрапить у процес гальванічного покриття. Це процес активації металевої поверхні, який легко ігнорується у виробництві, що саме є однією з причин гальванічного відшаровування.
Якщо слабкий травильний розчин є одним із компонентів наступного розчину для гальванічного покриття, або якщо його введення не вплине на розчин для гальванічного покриття, краще безпосередньо помістити активовані деталі для гальванічного покриття в резервуар для гальванічного покриття без очищення.
Наприклад, якщо перед нікелюванням використовувати розведений розчин активації кислоти, для забезпечення плавного перебігу процесу травлення необхідно провести знежирення перед травленням; інакше кислота та оксиди металу не зможуть добре контактувати, і реакція хімічного розчинення буде важко протікати.
Тому, щоб добре опанувати кислотне травлення, необхідно також теоретично уточнити ці основні принципи.
Зазвичай, для видалення оксидної окалини з залізних та сталевих деталей, для кислотного травлення в основному використовуються сірчана та соляна кислоти. Метод простий, але в реальному виробництві важко досягти очікуваної мети, якщо йому не приділяти належної уваги.
Критерії вибору умов процесу травлення сірчаною кислотою зазвичай базуються на досвіді, який можна визначити за зовнішнім виглядом заготовки після травлення, що, зрештою, неможливо кількісно контролювати. Практика показала, що ефект травлення сірчаною кислотою у видаленні оксидних лусочок при 40°C набагато більший, ніж при 20°C, але при подальшому підвищенні температури ефект відшаровування не збільшується пропорційно.
Водночас, у сірчаній кислоті з концентрацією нижче 20% зі збільшенням концентрації швидкість травлення кислотою прискорюється, але коли концентрація перевищує 20%, швидкість травлення кислотою натомість зменшується. З цієї причини ми вважаємо, що стандартні умови процесу з концентрацією сірчаної кислоти 10%-20% та травленням нижче 60°C є більш доцільними. Слід також зазначити, що щодо ступеня старіння розчину сірчаної кислоти, як правило, коли вміст заліза в травильному розчині перевищує 80 г/л, а вміст сульфату заліза перевищує 2,5 г/л, розчин сірчаної кислоти більше не може бути використаний.
У цей час розчин слід охолодити для кристалізації та видалення надлишку сульфату заліза, а потім додати нову кислоту, щоб відповідати вимогам процесу.
Критерії вибору умов процесу кислотного травлення соляною кислотою: концентрацію зазвичай слід контролювати на рівні 10%-20%, а процес слід проводити за кімнатної температури. Порівняно з сірчаною кислотою, за тих самих умов концентрації та температури швидкість травлення соляною кислотою в 1,5-2 рази вища, ніж у сірчаної кислоти.
Використання сірчаної чи соляної кислоти для кислотного травлення залежить від конкретних умов фактичного виробництва. Наприклад, при сильному травленні чорних металів часто використовується сірчана або соляна кислота, або ж «змішана кислота» цих двох у певній пропорції.
Однак, тип кислоти, що використовується для хімічного сильного травлення, залежить від складу та структури оксидів на поверхні залізних та сталевих деталей. Водночас необхідно забезпечити високу швидкість травлення, низьку собівартість виробництва та якомога меншу розмірну деформацію та водневе окрихчення металевих виробів. Однак, слід розуміти, що видалення оксидних лусовин у соляній кислоті головним чином залежить від хімічного розчинення соляної кислоти, а механічний ефект відшаровування воднем набагато менший, ніж у сірчаній кислоті. Тому витрата кислоти при використанні лише соляної кислоти вища, ніж при використанні лише сірчаної кислоти.
Коли іржа та оксидні відкладення на поверхні гальванічних деталей містять велику кількість високовалентних оксидів заліза, можна використовувати травлення змішаною кислотою, яка не тільки чинить руйнівний ефект водню на оксидні відкладення, але й прискорює хімічне розчинення оксидів. Однак, якщо на металевій поверхні є лише вільні продукти іржі (головним чином Fe₂O₃), для травлення можна використовувати лише хлоридну кислоту завдяки її швидкій швидкості травлення, меншому розчиненню підкладки та меншому водневому окрихченню.
Але коли поверхня металу має щільний оксидний наліт, використання лише соляної кислоти споживає більше, має вищу вартість та має гірший ефект відшаровування оксидного нальоту, ніж сірчана кислота, тому сірчана кислота є кращою.
Електролітичне травлення (електролітична кислота, електрохімічне травлення), будь то катодний електроліз, анодний електроліз або PR-електроліз (періодичний реверсивний електроліз, який періодично змінює позитивний та негативний полюси заготовки), може проводитися в 5%-20% розчині сірчаної кислоти.
Порівняно з хімічним травленням, електролітичне травлення може швидше видаляти міцно зв'язані оксидні луски, спричиняє меншу корозію основного металу, просте в експлуатації та управлінні, а також підходить для автоматичних гальванічних ліній. PR-електроліз широко використовується в Японії для видалення оксидних лусок з нержавіючої сталі.
У Китаї багато хто використовує катодне та анодне електролітичне травлення в поєднанні з електролітичним знежиренням для попередньої обробки перед покриттям. Анодна електролітична кислота для чорних металів підходить для обробки металевих деталей з великою кількістю оксидної окалини та іржі, і її здебільшого можна проводити за кімнатної температури. Підвищення температури може збільшити швидкість кислотного травлення, але не так сильно, як хімічне кислотне травлення. Збільшення щільності струму може пришвидшити швидкість кислотного травлення, але якщо вона занадто висока, основний метал буде пасивуватися.
У цей час хімічне та електрохімічне розчинення основного металу практично зникає, залишаючи лише ефект відшаровування киснем оксидних лусочок. Тому швидкість травлення мало збільшується, що потребує вмілого опанування. Зазвичай доцільна щільність струму 5-10 А/дм². Для анодного кислотного травлення як інгібітори можна використовувати о-ксилолтіосечовину або сульфований клей для обробки деревини з дозуванням 3-5 г/л; для катодного електролітичного кислотного травлення чорних металів можна використовувати розчин сірчаної кислоти або суміш кислот, що складається приблизно з 5% сірчаної кислоти та 5% соляної кислоти, а також відповідної кількості хлориду натрію. Оскільки немає очевидного процесу хімічного та електрохімічного розчинення металевої підкладки (заліза), відповідне додавання сполук, що містять Cl⁻, може допомогти розпушити оксидні лусочки на поверхні деталей та прискорити швидкість травлення. Водночас як інгібітори можна використовувати формальдегід або уротропін.
Коротше кажучи, сірчана кислота широко використовується для кислотного травлення сталі, міді та латуні. Окрім вищезазначеного, сірчана кислота разом із хромовою кислотою та дихроматами використовується як агент для видалення оксидів та нагару з алюмінію.
Його використовують разом із плавиковою кислотою або азотною кислотою, або обома, для видалення оксидних лусовин з нержавіючої сталі. Перевагою хлоридної кислоти є те, що вона може ефективно травити багато металів за кімнатної температури; одним із її недоліків є необхідність звернути увагу на запобігання забрудненню парами HCl та кислотним туманом.
Крім того, азотна та фосфорна кислоти також широко використовуються в ручній передгальванічній обробці. Азотна кислота є важливим компонентом багатьох агентів для блискучого травлення. Її змішують з плавиковою кислотою для видалення оксидних окалин, отриманих в результаті термічної обробки, з алюмінію, нержавіючої сталі, сплавів на основі нікелю та заліза, титану, цирконію та деяких сплавів на основі кобальту.
Фосфорну кислоту використовують для видалення іржі зі сталевих деталей, а також у спеціальних розчинах у резервуарах для нержавіючої сталі, алюмінію, латуні та міді. Змішана кислота фосфорної, азотної та оцтової кислот використовується для попередньої обробки алюмінієвих деталей перед блискучим анодуванням. Фторборна кислота виявилася найефективнішим розчином для травлення свинцевих сплавів або мідних чи латунних деталей з олов'яним припоєм.
Повідомлялося, що видалення окалини та оксидів оксидів металів споживає 5% світового виробництва сірчаної кислоти, 25% соляної кислоти, більшу частину плавикової кислоти та велику кількість азотної та фосфорної кислот.
Тому правильне оволодіння використанням цих кислот для кислотного травлення, очевидно, є важливим питанням у технології застосування передгальванічної обробки. Однак використовувати їх нескладно, але нелегко використовувати їх належним чином, економити та зменшувати витрати.
Час публікації: 29 січня 2026 р.