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热喷涂涂层制备之预处理(2)

1) 浸泡法。在这种方法中,零件在有机溶剂中浸泡并持续搅拌。油脂被溶解,不溶性污垢被清除。各种有机溶剂可以用作脱脂剂。


2) 喷雾法。将有机溶剂喷洒在零件表面以溶解油脂,并反复喷洒,直到所有油渍都被清除。除低沸点、挥发性丙酮、汽油和二氯甲烷外,其他溶剂可用于去除喷雾油。最好在密封容器中进行喷雾除油。


3) 蒸汽清洗。将有机溶剂安装在封闭容器的底部,将工件悬挂在有机溶剂上,加热溶剂,将有机溶剂产生的蒸汽冷凝成工件表面的液体,溶解润滑脂,与其他污垢一起回落到容器底部,以清除工件表面的油污。


4) 共同法律。浸没清洗与蒸汽清洗相结合可用于除油,浸没清洗、喷淋与蒸汽相结合可用于除油,效果更好。以三氯乙烯为溶剂的三罐脱脂工艺脱脂效果最好。零件在第一个罐中加热和浸泡,以溶解大部分油脂;在第二个槽中,使用清洁溶剂去除工件上残留的油脂和污垢;最后,在第三个油箱中进行蒸汽脱脂。


      当三氯乙烯蒸汽接触到冷的零件表面时,它会凝结成液体,溶解零件表面上残留的油脂,然后返回油箱。这种循环可以去除零件表面的油脂。因为三氯乙烯的比例很大,所以不容易从缺口处进行。冷凝罐的上部应用于冷却残余三氯乙烯。如果在第一个槽的底部添加超声波,可以加速油脂和污垢的分离,尤其是抛光膏可以快速去除。如果安装了喷雾装置,大颗粒的灰尘和粉末会很快被冲走。除油过程中应注意以下事项:一是加强通风、防火、防爆;其次,当有机溶剂中的油的混合量达到25%-3O%时,应更换新的溶剂,以避免污染零件;最后要注意防毒,因为三氯乙烯在紫外光、热(>120c)、氧气和火的作用下,尤其是在铝和镁的强催化作用下,会分解剧毒的光气和腐蚀性的氯化氢。因此,使用三氯乙烯除油时,必须严格防止水进入除油罐;避免阳光直射和脱脂罐的高温烘烤;尽快清除掉入槽内的铝、镁工件;安装良好的排气装置等。 

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(3) 电化学脱脂。将悬挂在阴极或阳极上的金属零件浸入碱性电解液中,并施加直流电将润滑脂从工件上分离出来的过程称为电化学脱脂。电化学除油速度远高于化学除油速度,除油彻底,效果良好。


      电化学除油的基本原理是将金和其他零件用作电极,并浸入碱性电解液中。当接通直流电时,由于极化作用,金属-溶液界面的界面张力降低,溶液容易渗透到油膜下的零件表面,并沉淀大量氢或氧。当它们从溶液中浮出时,会产生强烈的搅拌作用,猛烈地冲击和撕裂油膜,使吸附在零件表面的油膜被破碎成小油珠,进入溶液后迅速从工件上分离并成为乳液,从而达到除油的目的。


      根据零件的极性,电化学除油可分为阴极除油和阳极除油。与阴极相连的工件称为阴极除油;与阳极相连的工件称为阳极脱脂。电化学除油是最终的除油过程。


      影响电化学除油的因素包括氢氧化钠浓度、乳化剂的选择、电流密度、电解液温度和除油方法。


      氢氧化钠是一种强电解质。其水溶液具有很强的导电性。浓度越高,电导率越强,电流密度越高,除油速度越快。氢氧化钠可以钝化钢表面,防止阳极脱脂过程中钢件的腐蚀。氢氧化钠对铝、锌和其他金属有强烈的腐蚀作用,通常不用于这些金属的除油。在电解脱脂过程中,乳化剂的作用被降低到次要位置。通常不使用表面活性剂10、烷基硫酸钠、洗涤剂6501和6502、肥皂和其他表面活性剂,因为它们的起泡能力很强。如果电解液中含有上述成分,工作时液体表面会被大量氢氧混合物泡沫覆盖,当电极接触产生不希望的火花时,会发生爆炸。因此,通常只在电化学除油电解液中添加发泡能力较弱的乳化剂,如磷酸三钠和硅酸钠。皂化润滑脂在除油过程中也有很强的起泡能力。当液面上的泡沫较多时,应先切断电源,然后放入或取出零件,以免爆炸。


      提高电流密度可以提高深孔除油速度和质量。但当电流密度过高时,会形成大量碱雾,污染车间空气;它还可能腐蚀零件。阳极脱脂时不仅会产生腐蚀,而且当阴极脱脂电流密度过高时,由于阴极区溶液pH值升高,铝及其合金零件也会受到腐蚀;由于氢渗透的增加,钢件将变得易碎。适当的电流密度应确保有足够的气泡析出,以提高除油效果。通常使用5-10 A/DM2。提高温度可以降低电解液的电阻,增加电流密度,促进皂化和乳化,加快除油速度,提高除油效率,节约电能。但是,如果温度过高,不仅会消耗大量热能,污染车间空气,恶化工作条件,还会腐蚀铝、锌等零件。适宜温度为70-90℃。电化学除油主要依靠电解,电解液的温度可以略低于化学除油。


      当金属部件连接到阳极时,表面被氧化,氧气沉淀。反应过程如下:4OH--4E=02↑ + 4H2O。因此,当采用阳极脱脂时,零件没有氢脆风险,零件表面上的蚀刻残留物和一些金属膜(如锡、锌、铅、铬等)可以去除。然而,阳极的除油率低于阴极,铝、锌、锡、铅、铜及其合金会受到腐蚀。当溶液的碱度较低、温度较低且电流密度较高时,尤其是当电解液中含有氯离子时,钢制零件也可能发生点蚀。


      当金属部件连接到阴极时,其表面经过还原过程,氢沉淀。反应过程如下:4H2O+4E=2h2↑ + 4OH-阴极上沉淀的氢是阳极上沉淀的氧的两倍。因此,阴极除油速度快,一般不会腐蚀零件。然而,从阴极析出的氢容易渗透到钢件中并引起氢脆(尤其是高强度钢或弹簧钢,容易被氢脆损坏)。对于阴极脱脂的零件,由于氢渗透的影响,镀层在电镀过程中容易起泡;如果电解液中含有少量锌、锡、铅等杂质,零件表面会产生海绵状沉淀,也会影响后续电镀质量。为了克服以上两种方法的缺点,最好采用组合电化学除油方法。


(4) 超声波脱脂。超声波是一种频率超过16KHz的高频声波。向脱脂液中发射超声波可以加速脱脂过程。这种方法被称为超声波脱脂。在化学除油、电化学除油、有机溶剂除油和酸洗中使用超声波可以大大提高效率。对于形状复杂、小孔、盲孔和除油要求高的产品,除油更有效。


      超声波除油的基本原理是,当超声波发射到液体中时,液体会产生超声波振荡,液体的内部压力会在某一时刻突然降低,然后瞬时压力会突然升高,并重复进行。当压力突然降低时,溶液中会产生许多真空和小孔。溶解在溶液中的气体将被吸入孔中形成气泡。在形成小气泡的瞬间,气泡会因压力的增加而破碎,产生冲击波,使油污从工件表面分离。高温高压液体流动会加速,并会立即产生气泡。超声波利用冲击波对油膜的破坏作用、高温高压引起的空腔现象和强烈搅拌,强化溶解、皂化和乳化,加速除油过程。此外,超声波在溶液中反射产生的声压也会促进搅拌效果。


      超声波除油通常与有机溶剂除油、化学除油、电化学除油、低温除油等方法相结合。除符合相应除油方法的工艺参数外,还有两个独立的工艺参数。一个是超声波发生器的功率。超声波发生器的功率越大,除油效果越好。根据一些数据,当超声场强度达到0.3 w/cm2以上时,溶液之间在1s内会发生上万次强碰撞,碰撞力为5-200 kPa,产生非常大的能量,形成极高的液体加速度,从而可以快速去除油污;第二种是超声波添加法,它可以将超声波传感器直接安装在清洗槽上或将传感器放入清洗槽中。前者需要较高的超声功率,而后者需要相对较低的功率,但通过测试,传感器应放置在清洗槽的最有效部分。


      采用超声波除油时,应合理选择超声波场参数、频率和振幅等参数。合理选择工艺参数可以抑制阴极电化学除油的氢渗透,防止氢脆。一般来说,形状复杂的小产品可以使用高频和低振幅超声波;对于大表面的产品,可以选择低频(15-30 kHz)的超声波。超声波沿直线传播,垂直于超声波传播方向的表面除油效果最好。为了提高凹面零件和工件背面的除油效果,最好连续旋转或转动零件。


(5) 擦去油污。用石灰浆、氧化镁、去污剂、洗衣粉或金属脱脂剂用刷子或抹布擦拭零件表面,称为擦拭脱脂。擦拭脱脂不需要脱脂设备,操作灵活性大,不需要额外能源,成本低。它可以去除任何部位的油脂。其缺点是手动操作,效率低,工作条件差。目前主要用于体积大、批量小、形状复杂、其他方法难以处理的零件的除油。

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