金属表面脱脂清洗
金属在存储、搬运和加工过程中,表面不可避免地被外界的一些污染物所污染。这些污染物包括在工厂中为防锈、拉拔、机加工或成型过程中使用的机油、动物油、植物油,也包括一些润滑油或蜡、碳灰、石墨灰、金属屑、磨料、金属氧化物、焊渣等。金属脱脂清洗的目的是清除金属表面的油脂、油污,为电镀、涂装及其它金属防护处理提供洁净的金属表面。金属脱脂清洗除了要考虑清洗质量,同时还要考虑对工件表面状态的影响,以及对后续工序的影响。
附着在金属表面的油脂,根据它们与碱的反应的特性可以分为两类:可以与碱反应生成肥皂的皂化油,如动物油和植物油等;不能与碱反应生成肥皂的非皂化油,如凡士林,润滑油,石蜡等矿物油。
1.1分类
脱脂的方法包括物理机械法、化学法两类。物理机械法主要是:手工擦刷、喷砂、抛丸、火焰灼烧等。化学法主要包括乳化清洗、溶剂清洗、水性清洗。
1.2乳化清洗
乳化液一般由有机溶剂、表面活性剂和水组成,其工作液一般为乳白色乳液。它利用有机溶剂溶解油脂,表面活性剂乳化油脂,因此,除油速度较快。乳化清洗一般总有一些残留薄油膜,如果作为涂装,还需用碱性清洗剂再洗一次,如果用于防锈目的时,可直接存放。
1.3溶剂清洗
溶剂法脱脂,一般是用非易燃的卤代烃蒸汽法或乳化法。最常见的是采用三氯乙烷、三氯乙烯、全氯乙烯蒸汽脱脂。蒸汽脱脂速度快,效率高,脱脂干净彻底,对各类油及脂的去除效果都非常好。但是氯代卤有一定的毒性,汽化温度也较高,且新型水基低碱性清洗剂的出现,溶剂蒸汽和乳液脱脂方法现在已经很少使用了,多见于电子行业等较小的零件的清洗。
1.4水性清洗
水性清洗剂根据它们的pH值进行分类
表1 水性清洗剂的分类
分类 | pH值 | |
碱性清洗剂 | 弱碱性 | 9-10.5 |
中碱性 | 10.5-11.5 | |
高碱性 | >11.5 | |
中性清洗剂 | 6.5-9.5 | |
酸性清洗剂 | 1.0-5.5 |
1.4.1弱碱性清洗剂
弱碱性清洗剂主要由无机低碱性助剂、表面活性剂、消泡剂等组成。碱性低,一般pH值为9~11.5。对设备腐蚀较小,对工件表面状态破坏小,可在低温和中温下使用,除油脂效率较高。特别在喷淋方式使用时,除油脂效果特别好。
1.4.2强碱性清洗剂
强碱液除油脂是一种传统的有效方法。利用强碱对动植物油的皂化反应,形成溶于水的皂化物达到除油脂的目的。纯粹的强碱液只能皂化除掉动植物油脂而不能除掉矿物油脂。因此人们通过在强碱液中加入表面活性剂,利用表面活性剂的乳化作用达到除矿物油的目的。强碱液除油脂的使用温度都较高,通常>80℃。能耗大,对设备腐蚀性也大,并且材料成本并不算低,因此这种方法的应用正逐步减少。
1.4.3中性清洗剂
碱性除油剂中的碱类物质对金属本身不可避免的产生影响,每种金属在不同的pH值有不同的腐蚀率。所以,铝件、锌件等清洗时,必须考虑到它们在碱性条件下的腐蚀问题,一般宜用接近中性的清洗剂。
1.4.4酸性清洗剂清洗
酸性清洗剂除油脂是一种应用非常广泛的方法。它利用表面活性剂的乳化、润湿、渗透原理,并借助于酸腐蚀金属产生氢气的机械剥离作用,达到除油脂的目的。酸性清洗剂可在低温和中温下使用。低温一般只能除掉液态油,中温就可除掉油和脂,一般只适合于浸泡处理方式。