五大表面處理工藝概述

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1、五大表面處理工藝概述1黑色金屬制品的浸蝕??鋼鐵制品與大氣長期接觸或進行熱處理時，其表面會覆蓋上一層銹蝕物或黑色氧化皮，其化學組成是各種鐵的氧化物。在進行各種表面處理時，必須預先除去這些氧化物。其方法有手工除銹、機械除銹和噴砂除銹等，而最通用的方法是采用各種酸類試劑處理來除銹。這種處理的實質是通過酸類對銹蝕物的溶解作用，以及在處理過程中酸類與金屬基體反應產生的氫氣對銹蝕物的機械剝離作用而從金屬表面將銹蝕物清洗干凈。用酸類清除表面大量氧化物的過程稱為強浸蝕，或稱為酸洗，清除表面上肉眼不易覺察的薄氧化膜

2、的過程稱為弱浸蝕。有時在浸蝕過程中也通以電流，則稱為電化學浸蝕，電化學浸蝕既用于強浸蝕，也用于弱浸蝕，弱浸蝕一般是在強浸蝕后進入電鍍槽之前進行的，該工序之后就不允許金屬制品在大氣中停留太久，特別是金屬制品表面不應處于干燥狀態(tài)。為保證浸蝕過程順利進行，在浸蝕之前須先行除油，否則酸與金屬氧化物不能充分接觸，會使化學溶解反應受到抑制。??（1）化學強浸蝕。在黑色金屬強浸蝕中，常用的酸有硫酸、鹽酸，或兩者按一定比例混合的“混酸”。??根據鋼鐵制品表面氧化物的組成和結構，當金屬制品表面只帶有疏松的銹蝕物時（其

3、中主要是Fe2O3），可單獨用鹽酸來浸蝕，因為鹽酸對制品的浸蝕速度快，基體溶解少，滲氫程度也小些，當金屬制品表面為緊密的氧化皮時，使用硫酸浸蝕比單獨用鹽酸時的酸耗量要小些，成本也低，這是因為硫酸浸蝕時的機械剝離作用要比鹽酸的強，當金屬表面的銹和氧化皮含高價鐵的氧化物多時，可采用混合酸進行浸蝕，這樣既可發(fā)揮氫對氧化皮的撕裂作用，又可加速Fe2O3和Fe3O4的化學溶解，加速洗凈表面銹蝕物。影響強化學浸蝕效果的因素很多，其中主要是濃度、浸蝕溫度等對于清洗效果的影響。??實踐證明對應于最大浸蝕速度有一個最

4、適宜的硫酸濃度，此值約為25%（重量）。為了減少鐵基體的損失，生產中一般使用的濃度為20%。就鹽酸而言，雖然隨著濃度增高浸蝕速度一直增加，但實驗結果表明，當鹽酸的濃度在20%以上時，基體的溶解速度比氧化物的溶解速度的增加要快得多，因此生產中很少使用濃鹽酸。為了避免鹽酸揮發(fā)損失，減少氯化氫毒氣的析出量，鹽酸濃度應控制在15%以下。當使用混酸時，多采用含10%H2SO4和10%HCl的混合液，這個比例可根據情況適當調整。溫度對化學浸蝕速度也有較大影響，溫度升高，浸蝕速度大幅度增加。為了減少基體金屬的損耗

5、，防止酸霧的逸出，并延長設備的使用壽命，一般都不采用高溫浸蝕。當采用硫酸浸蝕時，溫度最高不超過60℃。當采用鹽酸或混酸浸蝕時，溫度一般不超過40℃。??在10%20%的上述酸液中進行浸蝕，隨著使用時間的延長，浸蝕溶液的效力將逐漸降低。這是由于酸液中酸的濃度減小和溶解了的鐵的濃度增高的緣故。當溶液中剩余酸的濃度為3%5%以及鐵的含量達90g/L時，浸蝕液應予以更換。??為了減輕浸蝕過程中基體金屬的溶解，確保金屬制品的幾何尺寸和減少滲氫現象，在浸蝕液中應加入緩蝕劑。如在硫酸溶液中加入磷二甲苯硫脲和在鹽酸

6、溶液中加入烏洛托品，其緩蝕效果都不錯。??（2）電化學強浸蝕。??黑色金屬的電化學強浸蝕是借助于直流電進行的。??金屬制品可以在陽極上處理，也可以在陰極上處理。清除銹蝕物的處理效果，主要視金屬表面上銹蝕物的組織和種類而定。對具有厚而平整的致密氧化皮的工件，直接用電化學強浸蝕，其效果是不理想的，最好先經過硫酸溶液化學強浸蝕，待氧化皮疏松之后再進行電化學處理。當氧化物是多孔且疏松時，電化學浸蝕的效率是很高的。其優(yōu)點是浸蝕速度快，酸液消耗少，且制件使用壽命長，其缺點是耗費電能。??目前在大量生產中多采用陽

7、極浸蝕。對于形狀較復雜而幾何尺寸要求嚴格的制件，為了防止陽極浸蝕容易出現的過浸蝕缺陷，則可采用聯合電化學浸蝕，即先用陰極進行浸蝕，而后轉為陽極浸蝕。陽極浸蝕可除去陰極浸蝕附著于制件表面的污物。這種聯合工藝的另一優(yōu)點是可以減輕滲氫現象。黑色金屬陽極浸蝕時，常用的電解液是15%20%H2SO4溶液，陽極電流密度為510A/dm2，操作多在室溫下進行。??（3）弱浸蝕。弱浸蝕是金屬制品進行電鍍前的最后一道預處理工序。其目的是除去制品表面上極薄的一層氧化膜，使表面呈現出金屬的晶體組織，其實質是金屬表面活化的

8、過程。這個常被人們忽視的操作工序，對基體金屬與鍍層間的良好結合起著極為重要的作用。通常在金屬制品經過弱浸蝕后，應立即予以清洗，并轉入鍍槽中電鍍。所以電鍍總是在經過除油和弱浸蝕后才進行的。弱浸蝕處理的特點是浸蝕介質的濃度低，處理時間短，并多在室溫下進行。對于黑色金屬的弱浸蝕，可用化學法，也可用電化學法。采用化學法時，多使用含3%5%H2SO4或HCl的稀溶液，浸蝕0.51分鐘。采用電化學法弱浸蝕時，多用陽極處理，使用1%3%稀硫酸溶液，陽極電流密度為510A/dm2。?