Химическая очистка металла

Первым шагом в химическом процессе предварительной обработки  металла  является удаление масла, грязи и прочих загрязнений, которые препятствуют качественному фосфатированию, хорошей адгезии покрытия или вызовут поверхностные дефекты. Химическая очистка может быть осуществлена, подвергая деталь опрыску жидкостью или погружению в чистящий раствор. Очиститель может быть щелочным, кислотным, нейтральным, растворяющим, или эмульсией. Выбор очистителя зависит от загрязнений, которые предстоит удалить, размера детали и типа наносимого покрытия, и материала субстрата.

Механизмы процессов очистки обычно включают солюбилизацию,  омыление, эмульгирование, изоляцию и диспергирование. В каждом из этих процессов требуется поверхностное увлажнение металла в чистящем растворе. Солюбилизация,  растворение загрязнений в растворе, может потребоваться, когда загрязнения имеют подобную полярность и химическое сходство  для применения в конкретной чистящей среде. Эмульгирование загрязнений в растворе требует, чтобы загрязнения были дисперсивны в чистящей среде. Омыление, превращение загрязнений в мыло, применяется специально к таким загрязнениям, которые содержат карбоксиловую  кислоту и сложные эфиры, которые могут взаимодействовать со щелочными средами очистки. Изоляция подразумевает дезактивацию, связывание ионов металла в хелатный комплекс в загрязнениях для того, чтобы предотвратить их воздействие на моющее средство в чистящем растворе. Диспергирование (дефлоккуляция) – это процесс, который разбивает большие частицы сложных загрязнений в мелко разделенный материал, который находится в виде суспензии в растворе. Таким образом предотвращается его повторное осаждение на поверхность обрабатываемой детали. Последние два процесса обычно применяются в сочетании с первыми тремя упомянутыми процессами.

В то время как щелочные очистители являются самыми традиционными, есть также кислотные очистители и эмульсионные очистители, используемые для промышленных целей. Выбранный очиститель должен иметь способность устранять широкий круг  загрязнений, предотвращать повторное осаждение, обеспечивать очистку даже когда сам загрязнен, контролировать пенообразование, легко смываться и быть рентабельным.

Для качественной очистки некоторых деталей может потребоваться комбинация методов опрыска и погружения. При опрыске (распылении) объединяются химические свойства очистителя с механическим воздействием  раствора, примененного под давлением. При погружении (иммерсии) раствор проникает в те части, которые недоступны при опрыске.

Опрыск или погружение могут использоваться при ручных обработках партий или в автоматизированных системах с подвесным конвейером. При обработках партий применяются ручные распылители или небольшие емкости для обработки погружением. В конвейерных системах используются встроенные распылители, которые опрыскивают детали определенное количество раз. Системы обработки партий больше подходят для небольших объемов с менее строгими качественными стандартами. Список, приводимый ниже, показывает некоторые из типов ручной обработки деталей и их сравнительные характеристики. В случае больших объемов изделий со строгими требованиями к качеству,  вероятно, понадобятся мойки  с распылителями.

Фосфатизация распылителями лучше всего походит для крупных деталей. При этом  баки для обработки погружением или конвейерные системы потребовали бы большего объема пространства, а стоимость такой системы высока. Очистка паром приемлема для небольшого объема сильно загрязненных деталей. Консистентная смазка при этом расплавляется.  Обработка в горячей воде под высоким давлением лучше всего подходит для очистки  крупных деталей. При этом потребуется 15-20 л/мин воды с давлением  1000 psi (69 атм) плюс теплоемкость на сопле должна достигать 71-93°C.

Очистители могут быть классифицированы в соответствии со значениями pH, то есть измерением относительной щелочности или кислотности. Значение pH  - это критерий отношения водородных ионов в растворе к количеству ионов гидроксила в растворе. Если будет больше водородных ионов, то раствор будет кислым, если будет больше ионов гидроксила, раствор будет щелочным.

По шкале значений pH чистая вода – нейтральная среда и pH = 7.  Значения рН от 0 до 7 -  кислотная среда, от 7 до 14 - щелочная. Каустическая сода имеет pH = 13 или 14, в то время как соляная кислота имеет pH  менее 1.

Значения pH в растворах очистителя изменяется в зависимости от обрабатываемых деталей и субстрата материалов.

Значения pH в растворах очистителя обычно имеют диапазон  от 4.5 до 10.5:

-  щелочные очистители

·  низкий pH, 9 – 10,5

·  средний pH, 10,5 – 11,5

·  высокий pH,  > 11.5

-  нейтральные очистители     - pH фактор 6,5 - 9

-  кислотные очистители         - pH фактор 1,0 – 5,5