簡單地說,金屬除油所起的作用是去除金屬表面上在先前操作中積累的污物,為后續(xù)的操作作準(zhǔn)備。
清洗金屬不僅涉及除油劑類型的選擇,而且還涉及到必須以給定速度(工件/小時)獲得合格工件的合適的除油過程和工藝設(shè)備。
除油操作的等式可解釋如下:
工藝設(shè)備+工藝過程+除油劑=合格的工件/小時
等式中每一項在以給定的速度提供合格的工件而經(jīng)濟地操作中,都起到了一定的作用。等式也說明了某些操作中可能需要一種以上的除油劑,如在電鍍線中。
選擇的工業(yè)設(shè)備:吊掛線、滾桶線、螺旋型清洗機、超聲波清洗等。
污物
污物是由先前操作或引入金屬的表面調(diào)整所留存在金屬表面上的物質(zhì)。下面列出了在金屬除油調(diào)整時可能遇到的各種污物的例子。在有些情況下,金屬表面上可能會有一止一種污物:銹斑;鱗皮(焊接或熱加工);銹蝕;阻止后續(xù)精飾的氧化物;酸洗殘渣;含碳的污物;拉延化合物;機器油;印記油;旋轉(zhuǎn)潤滑油;指印;精拋光化合物;拋光化合物;金屬化合物;手套印;防腐蝕化合物;銅焊焊劑;浸滲加工潤滑油的磷化膜;腐蝕產(chǎn)物;打印油墨;磨光化合物殘渣;來自前道電鍍工序留在表面上的光亮劑殘余物;儲藏時車間積塵。
這些污物一般可分成三類:
有機污物是一般用于金屬成形、軋制、機加工操作中的潤滑劑。潤滑劑可能是以石油或合成(水溶性)配方為基礎(chǔ)的,也可能會是肥皂、豬油、蠟制品。
無機污物包括銹斑、熱加工和焊接的鱗皮、酸洗殘渣以及氧化物(銹蝕)。
雜式污物包括車間灰塵、操作工件的手套印、銅焊操作的焊劑、淬火操作的焚燒物。
通常污物的去除不是簡單反應(yīng),如豬油與苛性鈉反應(yīng)生成肥皂,反應(yīng)可能更為復(fù)雜。
成為除油問題的一個重要范疇是污物的陳化。在金屬表面陳化了一段時間的污物變得更難于去除。一個典型的例子是鋅鑄件上陳化的高光化合物。所以工件結(jié)束后,隨后的操作工序后盡快地除油是非常重要的。
專利除油劑
首先,一種用于所有污物和所有金屬的除油劑是不存在的,雖然氯化溶劑已開始獲得這一美譽。
專利除油劑分成以下幾類:
* 堿性(弱至強);
* 中性(pH值7.0);
* 酸性(弱至強);
* 乳化液;
* 溶劑。
市場上除油劑的物理狀態(tài)可以是粉末、液體或凝膠。
在除油劑的開發(fā)中,不僅要考慮污物,還要考慮待除油的基體金屬。通常除油劑作用是去
除污物,且對金屬表面無不利影響。例如,含有苛性鈉的產(chǎn)品對壓鑄件、鍍鋅件或黃銅件除油,這樣的產(chǎn)品將與這些有色金屬表面反應(yīng)。因此,選擇合適的用于待除油的金屬基體的除油劑是非常重要的。
大多數(shù)工業(yè)用的專利除油劑屬于堿類。許多溶劑型除油劑出于對環(huán)境和其它有毒的考慮正
在逐步被淘汰;酸性除油劑一般用于不銹鋼合金、鍛鋁合金、銅和黃銅合金的除油。
專利的堿性浸漬和噴射除油劑一般按配方配置用于清洗各種金屬表面的金屬成形潤滑劑,面且也在各種金屬,如鐵類金屬、鋁合金、黃銅和鎂合金的除油上獲得應(yīng)用。
在最近三年內(nèi),由于美國聯(lián)邦和地方法規(guī)及企業(yè)自身所實施的對環(huán)境限制,新的除油劑配方的開發(fā)變得更為麻煩。
例如,對噴射除油劑的要求是產(chǎn)品在特定的要求除油時間內(nèi)對大多數(shù)金屬安全,但必須不含磷酸鹽、硅酸鹽、絡(luò)合劑和亞硝酸鹽,低的COD/BOD,且工作pH值在8至9之間。
在配制除油劑時會涉及到一些限制,這些限制必須具有下列特性,例如:無鉻酸鹽;無磷酸鹽;無硅酸鹽;無氟化物;無絡(luò)合劑;無亞硝酸鹽;無溶劑;無泡沫產(chǎn)品;高閃點溶劑;粉末或液體;低BOD;無乳化劑;pH值7.0至9.0。
這些限制的原因如無氰化物、無溶劑、無絡(luò)合劑和無磷酸鹽是不言而喻的。
從這一系列的限制中,人們不難發(fā)現(xiàn)將來的產(chǎn)品不僅對環(huán)境安全,提供的除油劑更能使污物從除油液中分離。
潔凈度測試
工件表面所需要的除油程度是隨除油之后的操作而變化,且由其所決定的。工件的潔凈度能描述為隨特定的表面污染物,如油、脂、氧化物或特定的污物的去除而變化的函數(shù)。
用于測定表面潔凈度的測試方法從原始的至非常復(fù)雜的都有。以下概述一些測試方法:
水膜破裂試驗
水膜破裂試驗測試表面上沒有水膜破裂的連續(xù)水膜的存在。若水膜連續(xù)不破裂,表明不存在憎水性表面污染物。油、脂以及不溶性有機物是憎水性污染物的實例。水膜破裂試驗不能反映是否有親水性污染物或氧化物的存在。
白手套試驗
白手套試驗用于測試除油以后表面上有無微粒,在一定程度上有無有機污染物的存在。當(dāng)工件水洗后仍舊濕的或干燥后都可以進行測試。待測試的工件表面用白手套、棉或擦鏡紙擦拭,然后鑒定用于擦拭表面的材料是否有黑、灰、灰白色殘留或油污的存在。如發(fā)現(xiàn)有污染物存在,在工件表面或用于擦拭表面的物品上進行顯微鏡檢查或先進的化學(xué)或表面分析以確定污染物的性質(zhì)。
其它方法
復(fù)雜的物理和化學(xué)分析方法可用來測試已經(jīng)除油的表面上的殘留的污染物。已除油和干燥的試樣浸入湍流的溶劑溶液中,然后溶劑用來分析有機污染物和不溶性顆粒,溶劑中發(fā)現(xiàn)的污染物數(shù)量表面除油的程度。
已經(jīng)除油的工件表面需要經(jīng)過特殊的分析以確定是否有氧化物、有機物和顆粒污染物的存在。在嚴(yán)格的除油操作中要管出允許存在的污染物及其濃度。
分析技術(shù)如紅外顯微輪廓測定(Sandia國家實驗室開發(fā)),X射線充電子分光鏡(Oak Ridge國家實驗室)和光反射技術(shù)(陶氏化學(xué)公司)已用于分析關(guān)鍵的除油操作中殘余污物。
如污物攙入能顯示熒光的物質(zhì),將除油后的工件暴露于紫外光下確認(rèn)殘留物是不是存在。
根據(jù)表面張力的測定來測試表面的潔凈度的方法以投入使用。務(wù)必確保使用對基體表面特定的測試液。










