镀件表面除油脱脂

(一)镀件表面的油污

    1.镀件表面油污的来源

    镀件表面油污的来源主要有以下几个方面。

    ①镀件在制造成型过程中需要润滑、降温、防锈等，采用了各种油脂达到加工所需要的目的。例如卷轧、冲压、热处理及淬火等使用了拉延油、润滑油、淬火油、防锈脂等。

    ②镀件在机械加工过程中，例如车、切、削、钻、磨等工序，都需要使用润滑油、切削油、拉延油、防锈油等。

    ③镀件机械制造成型后，在库存及运输过程中为防止表面产生腐蚀、生锈或磨损，需要防锈包装，需要使用各种防锈油脂及缓蚀剂等。

    ④有些镀件在前处理时，进行机械抛光，抛光后表面留有抛光膏、蜡及金属屑等污物。

    2.镀件表面油污的种类及组分

    由于镀件在机械加工成型过程中使用了各种油类产品。既要求润滑、防锈、降温性能好；又要价格便宜，来源方便以易于购买。所以大多是各种廉价的矿物油，如煤油、机油、凡士林、石蜡等。矿物油是防锈油、润滑油、乳化液、润滑防锈脂等的主体成分。而凡士林、石蜡等在常温下是固体状态，而在摩擦加热的情况下具有流动性，所以主要作为抛光的油膏或作防腐封存零件的材料。以上这些从矿物原油分离出来的油脂，它的成分是各种碳氢化合物，它们不能与碱起皂化作用，不溶于碱的水溶液，所以又称为非皂化性油。

    另一大种类的油脂是各种动植物油。例如牛油、猪油、豆油、菜籽油、茶籽油、花生油等。它们可作为拉延油或抛光膏的主要成分，也可作润滑、防锈用。这类油是属于脂肪酸的甘油酯，它们能与碱发生皂化反应，生成可溶于水的肥皂和甘油，又称皂化性油类。

    各种原油、石油、重油、沥青及动植物油等在存放的容器或使用的设备上累积甚至干涸，它们的成分复杂，沾染的程度严重，在除油清洗中难度很大。

    3.镀件表面油污的性质

    (1)油污的物理状态  金属表面的油污根据油的种类及放置时间长短的不同一般可分成液态、半固态和固态三种，也可以是稀薄状、半干涸状和干涸状。刚加工完成的零件表面油污比较稀薄，放置或保存时间长的零件表面油污较干涸而且往往黏附有其他的微粒或尘埃等，使油污变厚而硬。一般来说，这些油污黏度都比较大，滴落点比较高，能溶于各类有机溶剂，但不溶于水，对金属表面的黏附力比较强，而且能溶到金属表面的各个部位，给清除造成一定的困难。

    (2)油污的化学性质  化学性质主要取决于油污的种类，皂化类的油污如动植物油，它们的主要成分是硬脂，或属于脂肪酸类，硬脂与碱作用可以生成硬脂酸钠和甘油，这两种生成物都可以溶于水，其反应如下：

    (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅+3NaOH→→3C₁₇H₃₅COONa+C₃H₅(OH)₃
    反应产物硬脂酸钠即为肥皂，所以这个反应又称皂化反应，皂化反应生成的产物易溶于水，所以可将油脂除去。

    另一类非皂化类的油污，即各种矿物油，它们的成分是碳氢化合物，难与碱产生化学反应，但可以通过乳化和溶解的作用去除。当这种油膜浸泡到碱液中时，便会机械破裂而生成不连续的油滴，并在乳化剂的作用下，变成很小的油珠而分散在这种碱性的乳化液中，从而被清除。

    皂化油污，如动植物油和脂肪酸类油污一般都具有较强的极性，因此有很强的吸附能力，能牢固地吸附在金属的表面，所以也称为极性油污，这类油污由于吸附力强，较难用简单的机械作用清洗，而必须利用化学反应或强化作用进行清洗。

(二)镀件表面除油的作用

    镀件表面除油是镀前处理工序中最重要而又最关键的一道工序，它的作用是非常重大的。

    ①除油质量的好坏直接影响到后续工序的进行和镀层质量。

    例如钢铁表面除锈、除氧化膜，不锈钢、铝合金、铜及合金的除膜之前，如果不先将油污清除干净，就会影响到化学除锈液对膜层、锈层的润湿和渗透，以及对锈层的破坏和溶解。这样就会影响除锈、除膜的效果及质量。油污又会污染除锈液，降低其除锈的性能。

    ②影响电镀层和化学镀层的质量。

    电镀或化学镀层的形成，是被镀工件的基体材料与镀液相接触的界面间的电化学反应的结果。要保证电镀层质量，与镀液接触的被镀工件必须是基体材料的金属表面，也就是说镀件表面不能有任何微小的油污、锈蚀物或其他杂物，这样基体材料表面才能很好地被镀液所浸润，镀出的金属镀层才能与平整光滑的镀件表面牢固结合。如果镀前工件表面的油污清洗不彻底，或造成除锈、除其他污物不彻底，镀液不能全面均匀地和镀件表面接触，那么油污部分将不能镀上金属镀层或者外表看似已镀上，实际上造成镀层不均匀，局部暗淡，或镀层结合不牢，鼓泡或生成裂纹等缺陷，严重影响镀层质量，甚至要返镀。同样因除油不彻底，油污也可能造成镀液被污染毒化，影响整个镀槽其他镀件的质量，严重时可使镀液提前报废。

(三)镀件表面除油脱脂的常用方法

    1.有机溶剂除油脱脂

    利用有机溶剂对油污的溶解能力去除油脂是目前最简单可行的方法，它的除油效率高，适合各种大小零件及各种类型的油污，对零件不产生腐蚀或损害。但除油不彻底，当油污溶解到溶剂后，溶剂受到污染又会再次污染零件的表面，所以溶剂除油很难达到要求较高的清洁度，还需要作进一步的除油处理。因此，此法只能作为油污较厚的工件的初步除油。另外，有机溶剂大多数易燃，易爆，有毒。

    2.化学除油脱脂

    化学除油就是用化学物质溶液与金属表面的油污产生作用，使油污变成易分散并溶解于水的一种最基本的方法。化学除油又分为酸液除油、碱液除油和表面活性剂除油。碱液除油只适用于能与碱发生皂化反应的动植物油类的清洗，它设备简单、操作方便、成本低廉，适合于小型、小批量清洗的企业和一般工件的除油。

    表面活性剂除油是近来发展最快、用得最多的方法，它是在碱液除油的基础上被开发出来的。在碱性溶液中添加少量表面活性剂及其他的添加物成分，使金属表面的油污分散、脱落到清洗液中，以达到除油的目的。虽然可以在室温下操作，但实际上效果并不是最好，要达到最佳的除油效果要加热到50～60℃,能除去不可发生皂化反应的油污和完成对一般工件污物的清洗，是一种效率高、安全无毒、低污染的清洗方法。

    3.电解除油脱脂

    电解除油是将零件挂在电解槽的阴极或阳极上并浸入除油溶液中，通电以后，由电极上发生电化学反应，并产生大量的气体使油污脱落进入电解液的一种除油方法。清洗后可获得洁净而又有活性的表面，除油彻底，效果好。可以采用不同的通电方式解决不同金属零件的表面除油问题。由于设备的容量有限，只能用于小批量和中小型工件的清洗。同时由于电场分布的限制，只能用于外形较简单的镀件的除油。对有深孔的零件除油效果不好。这种方法在电镀行业用得较多，一般是先化学除油，再电解除油。

    4.超声波强化除油脱脂

超声波除油就是在除油溶液中，通过超声波换能装置发射频率超过16kHz以上的高频声波，由于高频声波的振动使金属表面的油污受到碱液或活性物质的共同作用而破碎，并迅速溶入清洗液中，可以加速除油的过程，提高清洗效率。特别是对清除具有复杂外形的镀件表面更为有效，这是其他方法所不能相比的，同时它可以通过调整超声波的频率处理不同形状的镀件，对外形不复杂的制品可以用较低的声频，即可达到清洗的洁净度。由于所需的设备复杂，一次性投资大，除油清洗成本高。

    5.手工机械除油

    手工机械除油是一种最古老、最简单的除油方法。不需什么设备和工具，就能满足一般的要求不高的除油清洗。

    6.滚筒机械除油

    将零件和细磨料放进有除油清洗液的滚筒内，通过磨料液和零件相互间的碰撞和摩擦，把油污擦下来，达到除油的目的，并且可以得到光洁度较高的洁净表面。它实际上起到了除油抛光二合一的作用。除油效率高，质量好，综合效益好。适用于大批量的小型镀件的除油抛光综合处理。但不适用于硬度低、易变形的零部件。

本文转载自《电镀前处理与后处理》编著    李异
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