前处理磷化前处理技术在实际生产中的应用(二)

前处理磷化前处理技术在实际生产中的应用（2） 3、影响脱脂工艺的因素 脱脂质量的好坏主要取决于脱脂温度、脱脂时间、机械作用和脱脂剂四个因素。

1.脱脂温度 一般说来，温度越高，脱脂越彻底。这是因为三方面的原因，第一，温度使油污的物理性能发生变化，例如滴落点高的防锈脂，凡士林，固态石蜡等，在较低温度下即使采用高浓度的碱液也难洗净。但是，当提高油污的温度，他们的黏度就降低，甚至形成液滴而利于除去。第二，促进化学反应的进行，一般的说，温度每上升10度，化学反应速度提高一倍。第三，加速表面活性剂分子的运动，从而促进浸润、乳化、分散等作用。随着温度的升高，溶液对污物的溶解能力也提高。但是，并不是所有场合都是温度越高越好，各种脱脂剂有其适合的温度范围，在采用某些种类表面活性剂的脱脂液中，过高的温度会使表面活性剂析出聚集如同油珠附着在表面上，造成磷化膜发花不均匀。

2.脱脂时间 在脱脂操作中，必须保证有足够的脱脂时间，压力喷射脱脂时间一般为1.5～3分钟，浸渍脱脂为3～5分钟（视油污的种类和多少而定）。增加脱脂时间，即延长脱脂液与油污的接触时间，从而提高脱脂效果。油污越多，脱脂时间就需越长。在流水线作业中，往往不允许采用太长的时间，因此一般先用喷射予脱脂1分钟，再用浸渍脱脂3分钟。

3.机械作用 在脱脂中，借助于压力喷射或搅拌等机械作用是非常有效的，因为，喷射时迫使新鲜的脱脂溶液与零件表面有良好的接触，而且整个脱脂液含量均匀，有利于提高脱脂效果；喷射时依靠机械作用力促使脱脂剂渗透和破坏油膜，从而有效的迫使油污脱离零件表面；喷射时促使脱离零件的油污乳化和分散于脱脂溶液中，防止油污再吸附到洗净的零件表面上。在中低温脱脂中，机械作用尤为重要。一般的说，压力喷射比浸渍脱脂速度快1倍以上。喷射压力通常为（0.1～0.2）Mpa（用于压力喷射的脱脂剂必须是低泡的，以免泡沫过多影响正常操作和脱脂液流失），浸渍脱脂也不能认为是静止浸渍，必须装备循环泵，使溶液不停的搅动，每小时的循环量约为槽液体积的5倍。

4.脱脂剂对脱脂效果的影响 脱脂剂的组成和使用方法对脱脂效果有很大的影响。例如，含有表面活性剂的碱液脱脂比单独的碱性物溶液脱脂效果好。对于滴落点高的固态或半固态油脂，用溶剂清洗比用其他脱脂效果有效。为了提高油污的乳化和分散能力，适当提高脱脂剂中表面活性剂的含量是有效的，不同的表面活性剂品种及不同的碱性物都使脱脂效果产生一定差异，良好的脱脂剂都是经过大量试验，对其组分相互搭配比例进行反复筛选而确定的。对于含有表面活性剂的碱液脱脂剂，最有效的发挥洗净作用是在表面活性剂的临界胶束浓度的上限。使用过程中，脱脂剂会不断的被消耗，使浓度降低，因此，必须定期的补加脱脂剂，以保持必要的浓度。脱脂剂的脱脂效果与浓度并不是直线上升的关系，因此对于脱脂质量要求很高的情况，不应当采取大幅度提高浓度的方法，而应该采用二次脱脂的办法，俩个脱脂液可以是相同的，而且不必额外的提高浓度。

在实际使用中，必须考虑各方面因素，使各个因素都控制在最佳状态下，使脱脂达到满意的效果。

选用脱脂剂应注意的事项 在进行脱脂前，应考虑脱脂剂的选择及以下几个方面： 1.被处理零件的材质 不同的金属在碱液中有不同的腐蚀界限，因此，必须根据零件的材质选择合适的pH值的脱脂剂。见下表：

各种金属发生腐蚀的临界pH值为： 锌 铝 锡 黄铜 硅铁 钢铁 pH 10 11 11.5 13 14 2.油污的种类及数量 要考虑零件上油污的化学性质（储存时能否与周围介质发生反应而影响脱脂，与脱脂液能否发生皂化反应），油污的物态（固体或液体，油污中固态尘粒含量），油污对底材的吸附性（分子极性）等情况，再选用合适的脱脂剂。例如动植物油是可皂化的，因而在较高温度下用氢氧化钠脱脂是有效的。矿物油不发生皂化反应，用氢氧化钠脱脂就不合适了，应用乳化性能好的脱脂剂才能奏效。用一般的水基脱脂剂在低温或中温是很难洗净半固态的防锈脂，这时用溶剂脱脂是很有效的。洗吸附性较强的防锈油比洗机械油困难，因此，应该选用更好的脱脂剂来清洗防锈油。

3.脱脂剂的正确选择 脱脂方法不同，对脱脂剂要求也不同。压力喷射脱脂因机械作用力大，脱脂效果好，但由于是处在极易起泡的状态下，因而选用低泡脱脂剂是必要的，浸渍脱脂的机械作用较弱，因此要选用脱脂性能更好的脱脂剂，适当的增加脱脂剂含量和延长脱脂时间。

5.注意与下道工序的配合 下道工序是酸洗还是磷化，磷化前有没有表面调整工序，都与脱脂剂的选用有关。因为不同的前处理与磷化配套，所得磷化膜的质量不同，品质也不同。酸洗和强碱脱脂的磷化结晶大且疏松。对于脱脂，如果下道工序是薄型磷化处理，要选用低碱度的带表调处理的脱脂剂；如果有单独的表调工序，则只考虑脱脂效果，碱度影响不大，不必多虑；如果下道工序是酸洗除锈，则不必选用带表调的脱脂剂，而在磷化前单独进行表调处理；如工序间隔较长，则选用水洗后生锈倾向较小的脱脂剂（如磷酸盐类型的脱脂剂）或增加喷湿处理。对于油污较重或不易起清洗到位的表面，要采用手工预擦洗，他不仅是脱脂的要求，也能明显的改善磷化质量，经预擦洗的磷化膜结晶细小、致密，而未经预擦洗的结晶则粗大的多。

脱脂效果的检查 检查脱脂效果的方法有很多，例如；目视法、擦拭法、水浸润法、接触角法、硫酸铜法、残留油份质量法、比色法、荧光法、红外分光法等。最常用的是水浸润法，即观察脱脂水洗后的表面水膜连续完整情况。充分脱脂的表面，其水膜应连续完整，无水珠悬挂。在磷化条件正常的情况下，观察磷化膜也可检查脱脂效果，只有在无油污的金属表面才能形成外观完整的均匀磷化膜，任何清洗方面的不足都会立即显示出来。

2、涂装前除锈、除氧化皮 钢铁热加工时受氧化产生硬而脆的氧化皮，如热轧钢板、热处理零件、锻件、焊接件都会有氧化皮。此外钢铁在储运过程中，接触水或其他腐蚀介质，都极易出现一层黄锈。而这氧化皮和黄锈在涂层下时会加快钢铁的腐蚀速度。可见充分的除去钢铁表面的氧化皮和黄锈，对涂装物得到有效保护是非常重要的。除锈方法就俩类，一是机械法，二是化学法。

1、机械法 1）手工打磨 是使用简单工具或打磨材料进行，对工作量不大的除锈作业采用此方法。一般方法为：用刮刀除锈；用研磨膏除锈；以及用钢丝刷除锈等。

2）机械打磨除锈 利用打磨除锈的工具或材料，以机械力驱动而除锈。例如用砂布、砂纸、研磨膏、金属丝刷等固定在固定的轮盘上，轮盘靠近除锈面而转动时就可在除锈面上打磨。

3）喷砂、喷丸除锈 用高压空气将沙子或金属粒向金属制品表面喷射以除锈或除氧化皮。

4）滚光除锈 将制品和磨料一起放在滚桶内旋转或转动，使物品与这些材料直接接触、摩擦以除锈及除氧化皮。

2、一般化学法 化学除锈一般是酸洗法，碱法也有使用。 1）酸洗在酸洗中，一般使用无机酸如盐酸、硫酸及磷酸等，并常用酸洗缓蚀剂以减少基体

金属的溶解。特殊钢或非铁金属则常用混合酸或草酸、铬酸、柠檬酸等。

a）硫酸酸洗 一般情况下钢铁大都使用硫酸酸洗，其浓度为98%的浓硫酸经稀释后使用，使用浓度不同，因而其除锈能力也不相同，此外，温度的影响很大，一般在60～80度是起除锈能力最强，除锈时间最短。一般常用的工业硫酸浓度为98%，其比重约为1.84g/mL，浓硫酸有很强的氧化性，为无色油状液体，无气味，与水混合放出大量的热，硫酸还可以用来清洗不能用盐酸酸洗的不锈钢和铝合金零件。用浓硫酸酸洗因为连续使用而导致铁离子浓度增加时，酸洗能力会下降，当金属表面有硫酸盐析出时，酸洗能力大减，称为酸液的老化。在10%的硫酸中，铁离子浓度不能超过80～120g/L。

硫酸较其他的酸容易引起渗氢现象。温度越高，基体金属吸氢速度俞高。酸的浓度高也增加渗氢倾向。当酸中存在有As2O3、Sb2O3、H2S时，铁上渗氢现象增强。有时加入硝酸、铬酸等氧化剂2～5%以防止这些物质产生不良的渗氢影响。 b）盐酸酸洗 盐酸也是酸洗中常见的酸。常用浓度为5～15%。工业盐酸的浓度一般为36～38%左右，为无色透明液体，密度约为1.18g/mL，暴露在空气中后冒烟，有刺激性酸味。故使用时一般稀释一倍再用。一般在室温下作业，即使加热也不能超过40度。温度高有多种不利：氯化氢气体挥发造成酸的损耗，有害人体，污染环境，在温度高时渗氢现象明显增强。虽然二价铁离子在盐酸中有缓蚀作用，但当溶解铁量增至100～120g/L时，为保持酸洗能力，需追加酸量。盐酸不能用来清洗不锈钢和铝合金，因为其中的氯离子是能局部破坏钝化膜的活性离子，是造成小孔腐蚀的主要因素。盐酸除锈较硫酸快，渗氢影响亦较小，溶液中又无残渣、酸泥等，作业比较方便。

c）磷酸酸洗 磷酸的价格较硫酸、盐酸高的多，故虽有许多优点，酸洗中并不常用。而且酸洗作用较慢，故不用于除氧化皮，而仅用于除薄锈。在除锈后形成有保护作用的磷酸盐膜，故常用于涂装和防锈油涂覆的前处理。工业磷酸的浓度一般为85%，密度为1.685g/mL，无色粘稠状液体而使用时需稀释到5～20%，温度为40～80度。酸液中铁离子溶解度小，为40～50g/L。到达了此极限的酸液已无使用价值，需要更新。渗氢问题在磷酸酸洗中很小，可以不用考虑。

d）硝酸 一般商品浓硝酸的质量分数为65～68%，密度为1.40g/mL，无色透明液体。浓硝酸在空气中冒烟，有刺激气味，他有很强的氧化性，浓度越大，氧化性越强，在30%时，低碳钢零件溶解激烈，酸洗后表面洁净、均匀，对中碳钢溶解后表面渣多。硝酸对人体有强烈的腐蚀作用。涂装前钢铁件除锈很少采用，但是对于不锈钢构件，硝酸清洗更为合适，硝酸用于清洗铜锈，效果特好。

e）氢氟酸 氢氟酸具有强腐蚀性，能强烈的腐蚀玻璃或含硅化合物，因次一般密封在聚乙烯塑料容器中。工业用的质量分数围0%，密度为1.14/mL，无色发烟液体，有刺激气味，有毒，不能用手接触，他是很好的铜类清洗剂。氢氟酸主要依靠氟离子的作用。氟离子与三价铁离子络合，即使质量分数为0.1%时，也可以很好的溶解氧化铁。残液便于处理，用石灰中和即可。

f）有机酸