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(zhì)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(chǎn)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的過程稱為弱浸蝕。有時在

2、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(jù)鋼鐵制品表面氧化物的組成和結(jié)構(gòu)，當金屬制品表面只帶有疏松的銹蝕物時（其中主要是Fe2O3），可單獨用鹽酸來浸蝕，因為鹽

3、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(chǎn)中一般

4、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(jié)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(chǎn)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(jù)情況適當調(diào)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，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6

5、0℃。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(xiàn)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

6、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(jīng)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(chǎn)中多采用陽極浸蝕。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(xiàn)的過浸蝕缺陷，則可采用聯(lián)合電化學浸蝕，即先用陰極進行浸蝕，而后轉(zhuǎn)為陽極浸

7、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(lián)合工藝的另一優(yōu)點是可以減輕滲氫現(xiàn)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(xiàn)出金屬的晶體組織，其實質(zhì)是金屬表面活化的過程。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(jié)合起著極為重要的作用。通常在金屬制品經(jīng)過弱浸蝕后，應立即予以清洗，并轉(zhuǎn)入鍍槽中電鍍。所以電鍍總是在經(jīng)過除油和

8、弱浸蝕后才進行的。弱浸蝕處理的特點是浸蝕介質(zhì)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。?