Составы для химического обезжиривания металлов, г/л
| Компоненты раствора | Номер раствора | |||||||
| NaOH | 25-30 | - | 10-15 | 40-50 | - | - | - | - |
| Na2CO3 | 25-30 | - | 20-25 | 100-150 | 10-20 | 20-30 | 15-20 | 50-60 |
| Na3PO4 | 40-50 | 10-15 | 20-25 | - | 5-10 | 30-40 | 25-30 | 40-50 |
| Na5P3O10 | - | 20-30 | - | - | 3-5 | - | - | - |
| Na2SiO3 | 1-2 | 2-4 | 15-20 | - | - | 3-5 | - | 20-30 |
| ОП-7 или ОП-10 | - | 3-5 | - | - | - | - | - | - |
| Ситанол ДС-10 | 8-10 | - | - | - | 8-10 | - | 3-5 | - |
| Контакт Петрова* | - | - | - | 40-50 | - | - | - | - |
| Сульфонол НП-3 | 1-2 | - | - | - | - | - | - | - |
* Контакт Петрова – впервые ПАВ было получено в 1912 г. русским учёным Г.С.Петровым. Позднее оно было названо «контактом Петрова». Это продукт сульфирования солярового и веретённого масла с последующей нейтрализацией образовавшихся сульфонефтяных кислот щелочами.
В таблице приведены составы растворов для химического обезжиривания чёрных (1-4) и цветных (5-8) металлов. Сильно загрязнённое изделие целесообразно обрабатывать в растворах 1,6; полированные – в 2, 7.Следы полировочной пасты хорошо удаляются в растворе 3. Раствор 5 используют для очистки поверхности меди, алюминия и их сплавов, 6 – серебряных покрытий и деталей из медных сплавов, паяных свинцово-оловянными припоями, 7 – алюминия и его сплавов. Раствор 4 наиболее универсален. В нём можно обезжиривать как чёрные, так и цветные металлы, за исключением алюминия и его сплавов.
Повышение интенсивности и качества очистки возможно с использованием ультразвукового (УЗ) поля.Таким путём удаляют до 10–9 г/см2 загрязнений, в несколько раз повышают скорость процесса.
Ультразвуковой метод очистки основан на преобразовании высокочастотного электрического тока в высокочастотные колебания жидкости. Благодаря ультразвуковым колебаниям на поверхности раздела «твёрдое тело-жидкость» образуются кавитационные пузырьки. В зоне разряжения образуется пустота, когда под действием местного давления с большой силой и скоростью поступает жидкость из пор и капилляров вместе с находящимися здесь твёрдыми частицами загрязнений. Эффективность зависит от удельной акустической мощности и частоты колебаний. Обычно процесс ведут при частоте равной 20–40 кГц и удельной мощности 1–3 Вт/см2. В качестве рабочего раствора можно использовать органические растворители, водные щелочные составы. Концентрацию компонентов уменьшают в несколько раз по сравнению с применением без ультразвука.
Высокое качество очистки поверхности металлических изделий достигается при их электролитической обработкев щелочных растворах. Тогда удаляются тонкие плёнки неподдающихся омылению химических продуктов. Связано это с тем, что под влиянием поляризации металла уменьшаются поверхностное натяжение на границе «загрязнение-раствор» и сила прилипания жира к металлу.
При одинаковом количестве электричества на катоде выделяется по объёму вдвое больше газа, чем на аноде. Поэтому здесь процесс очистки поверхности проходит быстрее. Цветные металлы подвергают преимущественно катодному обезжириванию, так как анодная обработка может привести к их частичному оксидированию. При катодном обезжиривании чёрных металлов происходит наводораживание. Поэтому обработку стальных деталей начинают на катоде, а незадолго до окончания процесса переключают их на анод.
Возможность наводораживания снижает применение переменного, реверсированного постоянного или импульсного биполярного тока.
Таблица 2.2
Составы электролитов для электрохимического обезжиривания, г/л
| Компоненты | Номер раствора | |||
| NaOH | 30-40 | - | 5-10 | - |
| Na2CO3 | 20-30 | 30-50 | 20-40 | 5-10 |
| Na3PO4·12H2O | 40-60 | 40-60 | 20-40 | 30-40 |
| Na2SiO3 | 3-5 | 3-5 | 2-4 | 3-5 |
| Ситанол ДС-10 | 1-2 | 1-2 | - | - |
В электролите 1 обрабатывают сильно загрязнённые стальные детали. Уменьшив вдвое содержание гидроксида и карбоната натрия, его можно использовать для обезжиривания меди и её сплавов, ковара, инвара и мало загрязнённых стальных деталей. В электролитах 2, 3 обрабатывают чёрные и цветные металлы. Для обезжиривания алюминия, магния, свинца – 4.
Электролиз ведут при плотности тока 3-10 А/дм2 и напряжении источника тока 12 В. Соотношение площади обрабатываемых деталей и противо-электрода, которым служит никель или никелированная сталь – 1:1 – 1:2. Температура электролитов без ПАВ – 70-80°С, с добавкой ПАВ – 60-70°С. Продолжительность очистки – 3-5 минут.
Скорость и качество обезжиривания повышаются при введении в электролит комплексных добавок органических соединений.
После обезжиривания и травления промывать детали наиболее целесообразно погружением в воду с последующей струйной обработкой.
Травление
Общие сведения
Продукты воздействия окружающей среды на металл, химически связанные с его поверхностью, удаляют травлением. При обработке цветных и лёгких металлов таким путём можно в ряде случаев придать поверхности блеск или матовость, создать определённую фактуру. Одним из видов травления является процесс активирования металла непосредственно перед нанесением покрытия. Он иногда называется декапированием. Специальной областью применения травления является химическое или электрохимическое фрезерование, то есть глубокое или сквозное растворение металла по заданному контуру, а также электрохимическое клеймение.
Применение электролиза при травлении, по сравнению с химическим процессом, уменьшает продолжительность очистки, снижает расход материалов, позволяет обрабатывать в одном электролите металлы и сплавы различного состава, в том числе трудно подающиеся химическому травлению. К недостаткам этого способа можно отнести низкую рассеивающую способность электролитов, что затрудняет обработку деталей сложной конфигурации.
Катодное травление целесообразно применять для деталей, имеющих малую шероховатость поверхности, в особенности полированных, так как процесс не сопровождается растворением металла.