除油的目的是除去金屬表面的油污,作為需要進(jìn)行蝕刻的工件,不管是加工線路板或是加工一般的機(jī)械零部件還是裝飾性工件,也不管是加工航天航空部件或艦船等高要求工件。在這些待加工的工件中,有些是要進(jìn)行圖文蝕刻,有些是要進(jìn)行結(jié)構(gòu)蝕刻,有些只對其工件的一面或雙面進(jìn)行進(jìn)行整體化學(xué)蝕刻或稱為化學(xué)校形。對這些工件的表面首先都須要進(jìn)行有效的清潔處理。一個理想的清潔表面須是除去了油脂、防銹層、氧化皮,同時又洗去了各種標(biāo)記符號和其他不溶性外來物質(zhì)的表面。這一清潔作用的目的是為保證防蝕層在金屬表面的粘附力和蝕刻速率均勻一致所必不可缺少的條件。

在普通的工業(yè)環(huán)境中,金屬蝕刻的各種毛料都會受到各種污染,這些污染包括工業(yè)環(huán)境中的油污、手印跡、拋光膏殘余物、沖壓或切削時所使用的沖壓油冷卻劑等,同時也包括了專門用于防止金屬表面銹蝕的防護(hù)油,這時的防護(hù)油就由防護(hù)層變成了去除的油污層。因此,在對金屬進(jìn)行化學(xué)蝕刻之前都極力主張對每種要進(jìn)行蝕刻的材料制定出一套標(biāo)準(zhǔn)的清潔處理規(guī)程,并在生產(chǎn)中嚴(yán)格按照這一規(guī)程對工件進(jìn)行清潔處理。

對于不同的金屬材料其清潔處理的細(xì)節(jié)有所不同,但其基本路線是一致的,都會包括以下幾個方面。

1. 溶劑清潔

有機(jī)溶劑對皂化油和非皂化油都有很強(qiáng)的溶解作用,并能去除工件表面的標(biāo)記符號、殘余拋光膏等,溶劑清洗主要的針對對象是非皂化油污類的污染。其特點(diǎn)是除油速度快,一般不會腐蝕金屬,但除油不徹底,經(jīng)有機(jī)溶劑清洗過的工件還不能在工件表面形成親水層,不能算是完成了清潔處理,這時還要經(jīng)過化學(xué)或電解的方法來進(jìn)行更進(jìn)一步的清潔處理。

2. 化學(xué)除油

化學(xué)除油用于除去看不見的油污、表面灰塵、微量的防銹層以及一些在運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)或生產(chǎn)過程中所形成的少量污染物。化學(xué)除油包括堿性化學(xué)除油和酸性化學(xué)除油。

(1) 堿性除油。在化學(xué)除油中堿性除油是一種常用的方法,這主要在于它的成本低、易于管理、溶液基本無毒、除油效果好、設(shè)備簡單。其除油原理是借助于堿液對可皂化性油污的皂化作用和表面活性劑對非皂化油污的乳化作用,來達(dá)到除去這兩類油污的目的。

(2) 酸性除油。酸性除油劑一般由無機(jī)酸或有機(jī)酸、表面活性劑、級蝕劑及滲透劑等組成。酸性除油也是金屬表面常用的除油方法,酸性除油的特點(diǎn)是不需要加溫,在常溫情況下即可有良好的除油效果。近年來一些酸性除油添加劑的開發(fā)使酸性除油得到了廣泛應(yīng)用,同時酸性除油還具有除銹功能。選用酸性除油時,酸的濃度不應(yīng)過高,以免造成對工件的腐蝕及對設(shè)備的腐蝕。酸性除油劑常用的酸類有硫酸、磷酸、硝酸、鹽酸、檸檬酸等。表面活性常用OP、平平加、磺酸等。對于鋁合金不能采用鹽酸,對于黑色金屬及銅合金不能采用硝酸。在酸性除油劑中添加磷酸有利于清洗過程的進(jìn)行。在除油劑還應(yīng)加入緩蝕劑,常用的緩蝕劑有烏洛托品、硫脲等。氟化物是酸性除油劑中常用的滲透劑,氟化物的加入能明顯加強(qiáng)其除油效果,還可降低酸濃度,提高除油效率。特別是鋁合金、銅合金、不銹鋼的酸性除油,氟化物的添加將使除油效果顯著增強(qiáng)。在這3種金屬的酸性除油配方中鋁合金宜采用低含量的氟化物,以氟化氫銨為例以不高于2g/1L為宜,銅合金和不銹鋼可在5g/L~10g/L的范圍內(nèi)進(jìn)行添加。在酸性除油中,當(dāng)其他條件一定時,提高氟化氫銨濃度可明顯加快除油速度并提高除油效果。

酸性除油一般都是在常溫的情況下進(jìn)行,如果加溫到40℃左右可明顯提高除油效果,常溫除油時工作缸可采用硬PVC,加溫除油時應(yīng)采用PP制作。酸性除油溶液的加溫應(yīng)用鐵氟龍加熱器。

3.電化學(xué)除油

也稱電解除油,在堿性電解液中金屬工件受直流電場的作用發(fā)生極化作用,使金屬一溶液界面張力降低,溶液易于潤濕并滲入油膜下的工件表面。同時,在電解時金屬表面析出大量的氫氣或氧氣對油膜的猛烈沖擊和撕裂,對溶液產(chǎn)生強(qiáng)烈的攪拌,油膜被分散成細(xì)小的油珠脫離工件表面而進(jìn)入溶液中形成乳濁液,從而達(dá)到除油的作用。

電解除油時根據(jù)需要可采用陽極除油,也可采用陰極除油,對于不易發(fā)生氫脆的金屬大多采用陰極除油,也可采用陰陽極交替的方式來進(jìn)行清洗,電解除油用于要求高的工件,由于電解除油成本較高,一般情況下較少采用。

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