要掌握和管理好除油工序，須正確掌握鍍層與金屬基體結(jié)合的原理。這一點(diǎn)往往被人忽視，因而給實(shí)際中帶來困難。
有關(guān)資料指出鍍層與基體表面微觀不平而發(fā)生的機(jī)械結(jié)合只有當(dāng)鍍層與金屬機(jī)體間發(fā)生分子間和金屬間力的結(jié)合時(shí)，鍍層與基體的結(jié)合才是牢固的，分子間和金屬間力只有在很小的距離內(nèi)才能表現(xiàn)出來。
當(dāng)分子間的距離超過5μm時(shí)，分子間力就不起作用了。因此，基體表面有薄的油膜和氧化膜，也能妨礙分子間或金屬的結(jié)合力。 為了實(shí)現(xiàn)上述結(jié)合就得相當(dāng)C底地清除制品上的油污、銹與氧化皮。我們指的“相當(dāng)C底”并不是說鍍前處理后要求表面達(dá)到J對干凈，只是要求具有合格的表面，所謂合格的表面實(shí)際上便是指通過鍍前處理后對電鍍有妨礙的膜須除去，而被適合于易接受電鍍的膜所代替。
同時(shí)通過鍍前處理要求金屬表面J對平整，通過磨光、拋光或滾光、噴砂等機(jī)械處理后使表面清除明顯的劃傷、毛刺等缺陷而使基體表面符合鍍件的基體整平、光潔度要求后再除油、除銹。
這一點(diǎn)須明確，只有明確了這一點(diǎn)，才能在鍍前處理的同類配方中，正確而結(jié)合實(shí)際選定鍍前處理的工藝流程與配方。?
如何在生產(chǎn)中應(yīng)用除油工序呢??
通常采用堿性除油。其除油液組成和工藝條件是根據(jù)油污狀態(tài)和金屬材料的種類進(jìn)行選擇的。
當(dāng)表面黏有大量油脂即油層很厚，有滑膩和黏性感時(shí)，只用堿除油是不能輕易除凈的，須先用其他方法如刷擦溶劑除油預(yù)處理后，再堿性除油，堿性除油液是強(qiáng)堿性的。它與有的金屬反應(yīng)會(huì)發(fā)生明顯的腐蝕。
因此，對鋁鋅這類鍍件除油時(shí)應(yīng)盡量在低溫、低堿條件下進(jìn)行，鋼鐵件用較高的堿度處理，一般來說是可以的，但處理有色金屬件時(shí)，除油液的pH應(yīng)調(diào)到適當(dāng)?shù)姆秶Ｈ玟X、鋅及其合金等應(yīng)控制pH在11以下，除油時(shí)間這類產(chǎn)品不宜超過3min。?
從成本方面考慮，有的主張低溫除油，但降低溫度與提有效率是相矛盾的，溫度越高表面黏附的油脂與清洗劑的物理化學(xué)反應(yīng)速度越快，除油越容易。
實(shí)踐證明油污隨溫度提高其黏度降低，故除油容易進(jìn)行，但低溫沒有這種作用。所以考慮使用乳化劑和表面活性劑，究竟高溫除油好不好，控制在什么溫度為宜，筆者的經(jīng)驗(yàn)是在70～80℃為好，這樣還可有利于消除基體金屬由于機(jī)加工帶來的殘余應(yīng)力，對提高鍍層特別是多層鎳間的結(jié)合力大有好處。?
一般鋼鐵件可采用聯(lián)合除油，如先陰J除油3～5min，再陽J除油1～2min，或先陽J除油3～5min，再陰J除油1～2min，這可以采用兩次除油或采用帶有換向裝置的電源實(shí)現(xiàn)。
而高強(qiáng)度鋼、彈簧鋼及薄的零件，為了防止氫脆，只是陽J除油數(shù)分鐘。但銅及銅合金等有色金屬零件，不可采用陽J除油，只能陰J除油1～2min。?
在除油溶液的配制和維護(hù)方面。化學(xué)除油和電解除油溶液的配制比較簡單。先用槽體積的2/3水把除了表面活性劑以外的其他材料溶解，同時(shí)進(jìn)行攪拌(防止藥品結(jié)塊)，由于這些藥品材料溶解時(shí)放熱，無需加溫，表面活性劑要另外用熱水溶解后再加入，如果一次溶解不了，可倒出上面清液再加水溶解，加至規(guī)定體積攪勻即可使用。?
對除油液管理應(yīng)注意：?
①定期化驗(yàn)補(bǔ)充材料，表面活性劑根據(jù)生產(chǎn)量每周或半月補(bǔ)加原配量的1/3～1/2。?
②使用鐵板不應(yīng)含過多的重金屬雜質(zhì)，以防帶入鍍層，電流密度保持在5～10A/dm2，其選擇應(yīng)以能確保析出足量氣泡。這樣既保證了油珠機(jī)械撕離電J表面，又能攪拌溶液。當(dāng)表面油污一定時(shí)，電流密度愈大，除油速度愈快。?
③應(yīng)及時(shí)清除槽內(nèi)漂浮的油污。?
④定期清理槽內(nèi)泥渣污物，及時(shí)更換槽液。?
⑤電解液中盡量選用低泡表面活性劑，不然帶入電鍍槽中將會(huì)影響質(zhì)量。?
怎樣掌握和管理酸浸蝕(酸洗)工序??
和除油工序一樣，酸浸蝕(酸洗)在鍍前處理中具有重要位置，這兩者相互配合應(yīng)用于鍍前處理生產(chǎn)中，其主要目的是清除金屬鍍品的銹及氧化皮。
通常，把用于清除大量氧化物稱強(qiáng)浸蝕，把用于清除肉眼難以察覺的薄氧化膜叫弱浸蝕，其中又可分為化學(xué)浸蝕與電化學(xué)浸蝕。弱浸蝕用于強(qiáng)浸蝕之后即工件進(jìn)入電鍍工序之前的后一道處理工序，是金屬表面活化過程，在生產(chǎn)中容易被忽視，恰恰這正是電鍍脫皮的原因之一。
如果弱浸蝕液就是下一步鍍液中成分之一，或它的帶入不至于影響鍍液時(shí)，好不經(jīng)清洗，而將活化后鍍件直接進(jìn)入鍍槽。
如鍍鎳前用的稀酸活化液，為了確保浸蝕過程順利進(jìn)行，須浸蝕前XJ行除油，不然，酸和金屬氧化物便不能很好接觸，化學(xué)溶解反應(yīng)便難以進(jìn)行。
因此，要掌握好酸浸蝕，同樣須從理論上弄清這些基本原理。?
通常，去除鋼鐵件氧化皮，酸浸蝕主要使用硫酸和鹽酸，方法簡單，但實(shí)際生產(chǎn)中若不加注意，便很難達(dá)到預(yù)期目的。?
硫酸的浸蝕工藝條件選擇標(biāo)準(zhǔn)，通常是憑經(jīng)驗(yàn)以酸洗后工件外觀來識別，這畢竟不能定量控制。實(shí)踐證明，硫酸酸洗時(shí)在40℃時(shí)去除氧化皮作用要比20℃時(shí)大得多，但溫度進(jìn)一步提高，其剝離效果并非成比例提高。
同時(shí)，在濃度低于20%的硫酸中，隨著濃度的增高，酸浸蝕速度加快，但濃度超過20%的酸浸蝕速度反而降低。為此，我們認(rèn)為10%～20%硫酸濃度和60℃以下浸蝕的標(biāo)準(zhǔn)工藝條件較為適宜。還應(yīng)注意的是硫酸溶液的老化程度，一般酸洗液中含鐵量超過80g/L，硫酸亞鐵量超過2.5g/L時(shí)，硫酸液即不可再用。
此時(shí)，應(yīng)將溶液冷卻，使過量的硫酸亞鐵結(jié)晶析出除去，再添加新酸到工藝要求為止。?
鹽酸的酸浸蝕工藝條件選擇標(biāo)準(zhǔn)，濃度一般宜控制在10%～20%，室溫條件下進(jìn)行。與硫酸相比，在濃度、溫度相同條件下，鹽酸浸蝕速度要比硫酸快1.5～2倍。?
酸浸蝕時(shí)究竟選用硫酸還是鹽酸為好，這要視實(shí)際生產(chǎn)的具體情況而定，如在黑色金屬強(qiáng)浸蝕時(shí)常用硫酸或鹽酸，或者用二者按一定比例混合的“混合酸”。
但是，選用什么樣的酸進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)浸蝕，要根據(jù)鋼鐵件表面氧化物的組成和結(jié)構(gòu)而定。同時(shí)，既要浸蝕的速度快，又要生產(chǎn)的成本低，且盡可能不使金屬制品發(fā)生尺寸變形及滲氫，但須了解在鹽酸中氧化皮的除去，主要是靠鹽酸對它們的化學(xué)溶解作用，而氫氣的機(jī)械剝離作用比在硫酸中要小得多，所以，單用鹽酸時(shí)比單用硫酸時(shí)酸的耗量要大一些。
當(dāng)鍍件表面的銹和氧化皮含高價(jià)鐵的氧化物多時(shí)，可以采用混合酸浸蝕，這樣，既發(fā)揮了氫對氧化皮的撕裂作用，又加速了對其氧化物的化學(xué)溶解作用。但金屬表面若只帶有疏松的銹蝕產(chǎn)物(主要是Fe2O3)，可單用鹽酸來浸蝕，因?yàn)槠浣g速度快，基體溶解少，滲氫也小些。
但當(dāng)金屬表面為緊密的氧化皮時(shí)，單用鹽酸耗量多，成本高，同時(shí)對氧化皮的剝離作用比硫酸差，不如用硫酸好。?
電解浸蝕(電解酸，電化學(xué)浸蝕)無論是陰J電解還是陽J電解PR電解法(周期性改變工件正負(fù)J電解法)，都可在5%～20%硫酸溶液中進(jìn)行。
電解浸蝕與化學(xué)浸蝕相比較，更易迅速除去黏結(jié)牢固的氧化皮，對基體金屬腐蝕小，操作管理容易，適合適合于電鍍自動(dòng)線。PR電解法在日本廣泛用于去除不銹鋼氧化皮。?
國內(nèi)陰、陽J電解酸洗，結(jié)合電解除油，用于鍍前處理者不少。黑色金屬陽J電解酸，適于處理大量氧化皮和銹的金屬零件，多半可在室溫下進(jìn)行，升高溫度可提高酸浸蝕速度，但不如化學(xué)酸浸蝕那么大，電流密度提高，酸浸蝕速度增快，但過高時(shí)基體金屬即會(huì)鈍化。
這時(shí)基體金屬的化學(xué)與電化學(xué)溶解基本消失，只剩下氧氣對氧化皮剝離作用。因而浸蝕速度增加很少，這一點(diǎn)須善于掌握其特點(diǎn)，通常采用5～10A/dm2電流密度為宜。陽J酸浸蝕可采用鄰二甲苯硫脲或磺化木工膠為緩蝕劑，其用量為3～5g/L;黑色金屬陰J電解酸可用硫酸溶液，也可用硫酸及鹽酸各約5%的混合酸，再加適量的氯化鈉，因?yàn)樗鼪]有明顯的金屬基體(鐵)的化學(xué)和電化學(xué)溶解過程，所以適當(dāng)加入含Cl-的化合物，可以幫助零件表面氧化皮的疏松，并可加速浸蝕速度，同時(shí)可用甲醛或?yàn)趼逋衅窞榫徫g劑。
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總之，硫酸廣泛用于鋼、銅和黃銅的酸浸蝕。除以上所述外，硫酸與鉻酸及重鉻酸鹽一起，用于鋁去氧化和去掛灰劑。
它與氫氟酸或硝酸或與二者一起，用于去除不銹鋼氧化皮。鹽酸的優(yōu)點(diǎn)在于室溫下能有效地酸洗許多金屬，其缺點(diǎn)之一是須注意防治HCl蒸汽酸霧污染。?
除此之外，還有硝酸、磷酸也常用于手工鍍前處理。硝酸是許多光亮浸蝕劑的一種重要組成。它與氫氟酸混合應(yīng)用于鋁、不銹鋼、鎳基和鐵基合金，鈦、鋯及某些鈷基合金上的熱處理氧化皮的去除。
磷酸用于鋼件除銹，還可用于不銹鋼、鋁、黃銅及銅的特種槽液中。磷酸—硝酸—醋酸混合酸用于鋁件光亮陽J化的前處理，氟硼酸已證明是可用于鉛基合金或帶錫焊的銅或黃銅零件有效的酸洗液。
有報(bào)告指出：?去除金屬氧化皮和氧化物消耗sj上硫酸產(chǎn)量的5%、鹽酸的25%與J大部分氫氟酸和大量硝酸、磷酸。
因此，正確地掌握好這些酸用于酸浸蝕，顯然是鍍前處理應(yīng)用技術(shù)中的重要課題，但會(huì)用不難，用好、省用又降耗并非易事。?
前面介紹的除油、浸蝕工藝都是目前我國城鄉(xiāng)電鍍廠家普遍采用的鍍前處理工藝，這些工藝無疑都是行之有效的。
因此，從應(yīng)用技術(shù)上進(jìn)一步研究和提高很有現(xiàn)實(shí)意義。但從發(fā)展的觀點(diǎn)來看，須認(rèn)識到這些工藝目前還存在一些亟待改進(jìn)的缺點(diǎn)：
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①化學(xué)或電解除油，浸蝕都需要消耗大量的電能和熱能。
這對于能源供需矛盾越來越突出的我國，節(jié)能是當(dāng)前企業(yè)改革急需解決的問題。
有測算證明一條中等規(guī)模的裝飾性鎳鉻電鍍直線自動(dòng)線，僅電化學(xué)除油耗電能，占整個(gè)線總耗電量的20%左右。
另外，用于化學(xué)和電解除油的升溫和保溫(蒸汽加熱)耗熱能量占整個(gè)線總熱能量的40%～80%;?
②影響除油、浸蝕的因素多，尤其對幾何形狀復(fù)雜的鍍件的適用性比較差;?
③增加供電設(shè)備、加熱管、鍋爐耗煤量和抽風(fēng)設(shè)備等，加之前處理槽位多，占地面積大，耗能耗費(fèi)大，維護(hù)困難，稍有管理不善，堿霧、酸霧等便會(huì)污染環(huán)境，影響質(zhì)量。?
近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)改革、節(jié)能科學(xué)與電鍍技術(shù)的發(fā)展，市場上不斷涌現(xiàn)不少能代替汽油清洗的金屬清洗劑，以及各種節(jié)能的除油、除銹清洗劑和緩蝕、抑霧的添加劑。這些新產(chǎn)品與除油、除銹一步法新工藝的涌現(xiàn)，很快在應(yīng)用中顯示了其生命力。
它們共同的特點(diǎn)是低溫或常溫，靜態(tài)節(jié)能效果好，放心無毒。目前，國內(nèi)許多廠家也都在不斷引進(jìn)探索有關(guān)除油除銹等用于前處理的XJ工藝和清洗劑，顯然這都是可喜的發(fā)展趨勢。
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如何在不斷探索中應(yīng)用?
我們的體會(huì)要注意掌握手工生產(chǎn)線的鍍前處理，由于作業(yè)順序比較靈活，可以隨時(shí)根據(jù)具體情況，決定取舍。
由于其應(yīng)變能力比自動(dòng)線電鍍強(qiáng)的特點(diǎn)，所以不能機(jī)械地搬用于自動(dòng)線，因?yàn)橐环N新工藝、新清洗劑用于自動(dòng)線上許多問題須反復(fù)論證，否則急于求成將造成大批量損失。
但可逐步采用確有節(jié)能、降耗的新清洗劑，先適當(dāng)取代，并保留一次電解除油，再逐步改進(jìn)。另外在試用以上新產(chǎn)品時(shí)，由于自動(dòng)線動(dòng)作受機(jī)械限制，對清洗劑在應(yīng)用中的消泡性、清洗性能等須嚴(yán)格要求，以防攜帶、污染電鍍槽液而發(fā)生故障。
另外除油、除銹時(shí)間不能過長，操作和成本上都須考慮。
總之，目前正在開發(fā)這些以節(jié)能、降耗為目的的前處理新工藝、新清洗劑，無疑是當(dāng)前電鍍改革的方向，須充分肯定和堅(jiān)持的。但愿有關(guān)科研、制造和應(yīng)用單位橫向合作，在應(yīng)用技術(shù)上狠下功夫，力求在鍍前處理上闖出一條新路。
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5.清洗的作用和應(yīng)用技術(shù)研究?
經(jīng)過除油與浸蝕后，鍍件上所附有的殘留溶液和殘鹽，須C底沖洗或結(jié)合中和除膜等措施不斷反復(fù)地對金屬表面進(jìn)行清洗，降低表面張力，減少拖帶損失，以便把施工中電鍍故障消除在鍍前處理之中。
但用水清洗工件，看來簡單，實(shí)非易事。要把清洗工作做到科學(xué)合理，并能與除油、浸蝕中和等工序密切配合，達(dá)到既可提高電鍍質(zhì)量，又能因而節(jié)水節(jié)能降耗，這里面有許多應(yīng)用技術(shù)問題值得研究。
隨著電鍍生產(chǎn)不斷發(fā)展，如何通過清洗方法的改進(jìn)，來減少槽液攜帶，強(qiáng)化沖洗的實(shí)效，這是保證鍍層的防腐和裝飾性能的重要環(huán)節(jié)。
同時(shí)還須注意在保證滿足工件清洗干凈的同時(shí)，盡可能地減少清洗水用量。
不同的清洗方法有不同的清洗效果。如逆流漂洗用水量比其他清洗方法要少得多，有利于廢水的處理和回收水的利用。因此，目前逆流漂洗在電鍍生產(chǎn)中不斷推廣。但應(yīng)用中應(yīng)注意：
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①多J逆流漂洗在應(yīng)用中的特點(diǎn)。
電鍍生產(chǎn)中早使用的清洗方法是單槽清洗，采用多J分段清洗，比單槽清洗可節(jié)約大量用水，但槽子數(shù)量增多，占地面積大，操作復(fù)雜，多J逆流漂洗改進(jìn)了前者之不足，它比單槽清洗節(jié)約水95%以上。
一般采用三槽(J)，由于三J逆流清洗用水量少，便于實(shí)現(xiàn)循環(huán)和重復(fù)用水的設(shè)想，少排和不排廢水，以達(dá)到“閉路循環(huán)”的目的，有利于電解液回收和環(huán)境保護(hù)。
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②多J逆流漂洗生產(chǎn)流程。
通常是采用三J清洗。為了克服因用水量少，引起槽內(nèi)濃度不勻，造成清洗效果差，一般采用無油壓縮空氣或超聲波裝置等來克服。
清洗采用聯(lián)槽，在設(shè)計(jì)上一般采用連續(xù)供水流動(dòng)清洗。清洗槽進(jìn)出口位置要注意從下部進(jìn)水、上部出水為宜，這樣可起到一定的攪拌作用。
至于槽的大小，在滿足單位大電鍍件和掛具能順利操作的同時(shí)，注意保持水面有較高的流速和清洗水的更新。
此外，聯(lián)槽的槽與槽之間都應(yīng)增加一塊障板，以防止清洗時(shí)由于水位上漲而水溢入鄰近他槽而影響清洗質(zhì)量。?
清洗水中的溶解物質(zhì)和雜質(zhì)的允許范圍，雖然在國內(nèi)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但對劇毒的氰根和六價(jià)鉻，則應(yīng)按有關(guān)工藝廢水標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制。
因此，對兩道工序間的清洗，須注意以不影響下道工序的質(zhì)量為前提。對鍍鉻前浸鹽酸或浸硫酸后的清洗，須防止過量的Cl-和SO2-4存在而帶入鉻槽。
因而，應(yīng)嚴(yán)格控制在低含量限度以內(nèi)，對堿洗后進(jìn)入酸浸蝕前的清洗其含量限度較寬，可在1～3g/L之間。
由此可知，在電鍍工藝流程中清洗是不可缺少的步驟，而目前處理的問題是須重視在這方面的管理改進(jìn)和提高。
總之，提高和改進(jìn)鍍前處理工藝和管理，是當(dāng)前電鍍改革中具有戰(zhàn)略意義的工作。
只有不斷提高鍍前處理工藝和科學(xué)管理質(zhì)量，使那些本來可以在鍍前處理中排除的故障不至帶到電鍍過程中，而造成大量廢品。顯然，這是確保電鍍質(zhì)量的緊迫課題。
