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揭秘金属除油那些不为人知的秘密?

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文章出处:www.sztyzj.cn责任编辑:娟娟作者:金属除油剂厂家人气:-发表时间:2015-08-06 21:30:00

 

  揭秘金属除油那些不为人知的秘密?

  需要进行表面处理的零件,如果材料表面有油污,则会在零件表面形成油膜,影响表面覆盖层与基体金属的结合力,特别是对电镀覆盖层影响更大,微量的油污也能造成镀层结合不牢,而产生起皮、起泡等现象。同时,油污还会传染电解液,影响镀层的结构金属制品在机械加工过程、存放过程或磨光抛光过程中,都不可避免地要粘附油污。金属零件表面上除了存在自然化膜和一般工厂里的油污外,零件还会带有热处理的氧化皮、淬火油、防锈油、拉拔用润滑油、冲压润滑剂甚至有磷酸锌盐等污垢。因此,镀前要除掉的污垢可能是一种非常复杂的混合物,其所处的状态和除去它们的难易程度,会随着老化程度而变化。因此,为了保证制品的电镀质量,使镀层与基体牢固结合,基体材料在进行电镀之前必须先进行除油处理。粘附于制品表面的油污通常分为两类。一类为皂化油脂,包括动物油和植物油,这些油脂与碱作用发生皂化反应生成溶于水的肥皂;另一类为非皂化油脂,如矿物油,它们与碱不发生作用。油脂一般都不溶于水,而溶于有机溶剂。除油工艺应根据制品表面油污的程度及油污的性质来确定。除油的方法包括有机溶剂除油、化学除油和电化学除油等等,与上述各除油方法同时使用于超声波场时,可以大大提高除油的速度和效果。

  有机溶剂除油

  有机溶剂除油是一种比较常用的除油方法,它是利用有机溶剂能溶解油脂的物理性质将制品表面油污除去。其特点是能除去各类油脂,除油速度快,除特殊情况外一般不腐蚀被处理的金属。但是在多数情况下,有机溶剂除油是不彻底的,因为当附着在基体材料表面的有机溶剂挥发以后,其所带的油污会在基体材料表面上,因此,还需要用化学除油与化学除油方法进行补充处理。另外,大多数有机溶剂的易燃性和有毒性,是其不可忽略的缺点。

  有机溶剂

一种理想的油脂溶剂应该具有以下性质:
1.
在冷、热或蒸气状态下均能除油;

2.不易燃,不腐蚀金属;

3.稳定、元毒,沸点在1250C以下;

4.比热容及汽化潜热低,蒸气重于空气;

5.液相密度高及表面张力低;

6.不对空气产生污染。

  常用的有机溶剂有煤油、汽油、苯类、酮类、三氯乙烯、四氯化碳、油精等等,其中最的是三氯乙烯和四氯化碳。常用有机溶剂的物理化学性质见表2.9。煤油、汽油、苯类属于有机烃类溶剂,其特点是易燃、毒性小、对大多数金属无腐蚀作用,多用于冷态浸渍或擦拭除油。三氯乙类烯和四氯化碳为有机氯化烃类溶剂,其特点是除油效率高、不易燃、可加温操作,因此可进行气液相联合作用;基缺点是有剧毒。三氯乙类烯在光、热(大于1200)、氧和水的作用下,特别是在铝、镁的强烈催化下,会分解出剧毒的光气和腐蚀性的氯化氢,因此操作时应避免将水带入除油槽内,避免日光直射,及时捞出掉入槽中的铝、镁工件,并且除油槽应有良好的抽风装置。有机溶剂多为易燃、易爆或有毒的物质,生产中需有良好的安全措施,除油设备应有完善的通风装置。

 

 

  表2.9常用有机溶剂的物理化学性质

 

名称

分子式

相对分子质量

密度/g/cm3

沸点/0C

燃烧性

毒性

酒精

C2H5OH

46

0.789

78.5

丙酮

C3H6O

58

0.79

56

C6H6

78

0.895

80

甲苯

C6H5CH3

92

0.866

110-112

汽油

 

85-140

0.69-0.74

 

 

三氯乙烯

C2HCL3

131.5

1.456

86.9

四氯化碳

CCL4

152

1.585

76.3

 

 

 

 机溶剂除油的方法

 

  (1)浸渍法 

   采用浸渍法是将金属材料浸渍在清洗池中,使整个表面与有机溶剂接触,并加以搅拌,基体材料表面的油脂被有机溶剂溶解并带走不溶解的污物。为了提高除油效率,可以加热和延长浸渍时间,也可以采用加大有机溶剂流动量的方法。有时借助毛刷或刮板的机械作用来帮助浸渍清洗提高除油速度。各种有机溶剂均可用于浸渍法。

 

  (2)喷射法  

   喷射法是用水泵把有机溶剂通过喷嘴喷射到金属工件表面,油脂不断被溶解并带走污物,反复喷淋直至油污全部被除净。通常使用压力范围在70-120kPa.喷射压力越大,除油作用中机械去污力所占的比例越大,高压喷射除油过程中喷射的冲击作用是决定性的,喷射对金属上的灰尘、炭粒、石英粒等粒状污垢有很好的去除作用。除了易挥发的溶剂如汽油、丙酮及二氯甲烷以外,其他有机溶剂均可用于此法,但是,必须在密闭的容器内操作。

 

  (3)蒸气法 

   在蒸气清洗槽中,有机溶剂清洗液经加热变成蒸气形成气相区。工件被放置在气相区,粘附在其表面上的油脂被蒸气溶解、冲洗,当蒸气被冷凝时溶剂连同油脂等污垢回落到槽 体下面的清洗液中。随后溶剂再经过加热又汽化为蒸气与工件接触,循环作用,所以在蒸气除油时工件接触的溶剂蒸气总是干净的,因此能克服浸渍除油和喷射除油工艺中除油液不断被污染的缺点,并且由于与工件接触的除油液总是干净的,从而可以使工件表面获得较高的清洁度。

 

蒸气除油使用的有机溶剂要求具有以下特点:

1.肯有较高的溶解油污的能力;

2.较低的汽化热和比热容,相同质量的金属工件冷凝的溶剂最多而所需的热量最少。

3.有足够高的沸点,以保证溶剂蒸气漂洗的最终效果好,工件易于干燥;

4.沸点又不特别高,以便通过简单蒸馏把溶剂从油污中分离出来;

5.蒸气相对密度比空气大在,向空气中扩散的损失小;

6.除油过程中能保持化学性质稳定;

7.对工件和设备无腐蚀作用;

8.在工作条件下安全无害,不易燃、不爆炸、元毒。

 

从目前的使用情况来看,适合上述要求的有机溶剂主要是卤代烃溶剂。

蒸气除油溶剂的性质见表2.10.

单一的蒸气除油,其缺点在于当工件温度上升到蒸气温度时,冷凝和清洗作用便停止了,往往不适合清洗重油垢的工件。

  (4)联合处理法 

 联合处理法是用浸渍和蒸气、喷射和蒸气或浸渍-喷淋-蒸气3种方法联合处理,该方法的除油效果更好。凡属于形状复杂的工件,如带有深孔、凸面并且粘附有陈旧性油垢的都应该使用联合处理法,即工件在进行蒸气除油之前先经过活灵活现或喷射除油。

 

  表2.10 蒸气除油溶剂的性质

 

 

溶剂

闪点

TLV/
(mg/kg)

溶解性

光化活性

蒸气相对密度
(
空气=-1.0)

冷凝体积/L

稳定性

沸点
/0C

相对分子质量

三氯乙烯

100

4.5

3.8

稳定

88

131

1,1,1-三氯乙烷

350

4.6

3.3

稳定

74

133

全氯乙烯

100

5.7

6.0

稳定

121

166

三氯三氟乙烷

1000

6.5

2.0

不稳定

49

187

二氯甲烷

100

2.9

0.72

稳定

41

85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. 蒸气-浸渍联合除油 

   即工件先经过浸渍除油后再经蒸气除油。具有厚污垢或污垢粘接特别牢固的零件通过浸渍除油,在近于沸腾的有机溶剂中,工件上的金属屑和难溶杂质以及大部分油垢被清除掉。再在温度较低的除油槽中除油,以去掉残留的脏溶剂并使工件降温。最后把工件转移到蒸气除油槽中,实际是用漂洗去除残留的污垢,并使工件干燥。

 

  2.蒸气-喷射联合除油 

  为了提高除油效果也可以把喷射除油与蒸气除油相组合。但是这种除油装置组成比较复杂,日常使用维护管理的要求比浸渍除油高。形状复杂和粘附有陈旧性油垢的工件通过喷射除油后,再经蒸气除油可以达到较好的除油质量。喷射除油时通常用手工操作,喷射压力以0.12-0.2MPa为宜,喷嘴位置应低于蒸气除油区域。同样,先经蒸气除油的工件,再经喷射除油进一步去除污垢后也可以达到较好的去污效果。

 

  3.蒸气-浸渍-喷射联合除油 

  蒸气-浸渍-喷射联合除油是以蒸气除油为主,同时吸取浸渍除油、喷射除油的特点,因此可保证工件达到高清洁度要求。这种除油方法适应性强,适用于形状复杂、表面油污严重而又属于成批生产的工件。除油的顺序为先浸渍除油,再喷射除油,最后进行蒸气除油。

 

化学除油

化学除油是利用碱性溶液对皂化性油脂的皂化作用和乳化剂对非皂化性油脂的乳化作用而除去零件表面油污的处理方法。

 

化学除油的原理

(1) 皂化作用 

皂化反应是油脂与除油液中的碱发生化学反应生成肥皂的过程。皂化油在碱液中分解,生成易溶于水的肥皂和甘油,从而使油污被除去。一般动植物油中的主要成分是硬脂,硬脂与碱的反应如下:

(C17H35COO)3C3H5+3NaOH=3C17H35COONa+C3H5(OH)3

  生成的硬脂酸钠(即肥皂)和甘油都易溶于水,这样便清除了零件表面的皂化性油污。

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