Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Razdatochny_material_ot_Rezchikovoy / Текст ФХОТЭС 1-1 часть для 2013.docx
Скачиваний:
39
Добавлен:
10.02.2015
Размер:
2.31 Mб
Скачать

1.2.3. Электрохимическое обезжиривание

Электрохимическая очистка деталей протекает быстрее, чем химическая. В качестве электролитов в основном применяют щелочные растворы, аналогичные моющим химическим растворам, но с меньшей концентрацией компонентов. Очистка с применение электрического тока улучшается в результате уменьшения поверхностного натяжения пленки загрязнений на поляризованной поверхности и облегчения диспергирования жидких и твердых частиц загрязнений пузырьками выделяющихся газов — водорода на катоде и кислорода на аноде.

Пузырьки газов адсорбируются на поверхности загрязнений и по мере увеличения размеров пузырьков за счет включения в них новых порций газа они всплывают, унося с собой частицы загрязнений. Кроме того, выделяющиеся газы создают высокий уровень возбуждения в жидкости.

Очищаемая деталь может помещаться как на катоде, так и на аноде электролитической ванны. На катоде ванны выделяется газа в 2 раза больше, чем на аноде. Однако катодная очистка обладает рядом недостатков:

1) наводораживание поверхностного слоя металла деталей, вызывающее появление водородной хрупкости;

2) осаждение на поверхности детали металлов, растворяемых в щелочах (цинка, свинца, олова), что ухудшает сцепление поверхности с последующим гальваническим покрытием;

При катодной очистке рекомендуется перед выемкой детали из ванны изменить направление тока и подключить деталь анодно. При этом адсорбированные атомы водорода реагируют с выделяющимся кислородом, что уменьшает водородную хрупкость металла, и осажденные пленки металлов -загрязнений растворяются:

Мео— nеМеn+.

Для уменьшения нежелательного воздействия на металл электрохимическую очистку целесообразно применять кратковременно для удаления небольших загрязнений. Обычно такая очистка является окончательной (особенно если на деталь будут наносить гальваническое покрытие), и следует за другими стадиями удаления загрязнений.

Рис. 1.9. Эскиз электрохимической отмывки

Раствор для электрохимической очистки должен содержать ПАВ, образующие на поверхности ванны стабильный слой пены толщиной 2575 мм, улавливающий захваченную пузырьками газов жидкость и уменьшающий едкие испарения. Однако чрезмерно толстый слой пены создает опасность взрыва из-за наличия в нем водорода и кислорода.

Скорость электрохимической очистки повышается с увеличение плотности тока, так как при этом выделяется большее количество газов. Однако увеличение плотности тока инициирует нежелательные процессы — подтравливание, окисление и наводораживание основного металла (техническое противоречие).

Оптимальная плотность тока (как инженерный стандартный способ разрешения технического противоречия) определяется материалом детали, ее формой и др. Так, для очистки стали плотность тока 515 А/дм2, бронзы 25 А/дм2, цинка 0,31 А/дм2, никеля 28 А/дм2, алюминия 38 А/дм2и меди 310 А/дм2. Длительность очистки обычно не превышает 0,52 мин.

Электрохимическое обезжириваниеприменяют после полировки, предварительной химической или механической очистки и после монтажа изделий на подвески для удаления последних остатков жировых загрязнений перед декапированием или перед покрытием. Благодаря быстроте процесса и высокому качеству очистки, электролитическое обезжиривание является наиболее целесообразным видом обезжиривания для всех изделий. Очистка изделий при электрохимическом обезжиривании происходит в процессе электролиза – пропускания постоянного тока через электролит, когда сами изделия играют роль катода или анода. В первом случае на поверхности обезжириваемых деталей бурно выделяются пузырьки водорода, во втором – кислорода. При этом они в течение первых же секунд разрывают и удаляют пленку жировых загрязнений. Роль щелочного раствора является вспомогательной и заключается в образовании эмульсии с частицами масла, а также омылении жиров животного и растительного происхождения. В отличие от химического обезжиривания в крепких растворах щелочей скорость электро-обезжиривания почти не зависит от температуры и концентрации электролита и определяется плотностью тока. В качестве электродов завешивают листы никелированного железа или нержавеющей стали. Переключение на анод имеет своей целью дополнительную очистку кислородом и частичное устранение вредного воздействия водорода. Для получения хороших результатов обезжиривания необходимо соблюдение следующих правил:

  • не допускается длительная передержка процесса, так как это приводит к насыщению изделий водородом, т.е. к созданию водородной хрупкости и потемнению поверхности;

  • тонкостенные стальные каленые детали до 1 мм, пружины всех видов следует обезжиривать лишь на аноде для устранения насыщения водорода;

  • детали из меди и ее сплавов, а также из драгоценных сплавов обезжиривают только на катоде, так как на анодном процессе они оксидируются и чернеют;

  • перед обезжириванием с подвесок должны быть стравлены гальванические покрытия / цинк, олово /, загрязняющие электролит при их растворении;

  • с поверхности электролита должна удаляться пена жиров и масел в процессе работы или загрязненный раствор должен заменяться новым.

После окончания вышеописанных операций обезжиривания изделия промывают последовательно в горячей /50-70 град./ и холодной, дистиллированной для драгметаллов, воде. Наиболее простые и распространенные составы и режимы для химического и электрохимического обезжиривания перед нанесением драгметаллов приведены в таблице.

Таблица 1._ 

Компоненты раствора, г/л

Химическое обезжиривание

Электрохимическое обезжиривание

золочение

серебрение

родирование

золочение

серебрение

родирование

NaOH /KOH/

10-20%

20-30

20

20-40

15-30

5-10

Na2CO3

---

20-30

25

20-30

20-30

30-50

Na3PO4*12H2O

---

50-60

80

50-60

50-60

30-50

Na2SiO2

---

5-10

1-50

5-10

5-10

1-5

Температура 0С

100

100

15-20

70-90

70-80

70-80

Время мин

2-4

20-30

2-3

2-15

1-15

3-5

Плотность тока А/дм2

---

---

---

3-10

1,5-2,0

3-10

Большинство деталей обезжириваются на катоде. Исключение составляют тонкие детали, для которых опасно насыщение водородом. При помещении детали в щелочной, нагретый до температуры 70 - 80° электролит жиры, имеющиеся на детали, омыляются, а масла переходят в эмульсию. Отрыву масла от детали способствуют выделяющиеся пузырьки газа. Кроме того, выделяющиеся пузырьки газа создают вертикальный поток электролита, который энергично омывает поверхность.

Для облегчения перехода масел в эмульсии в электролит добавляют эмульгаторы (мыло, жидкое стекло). В этих случаях очень опасно подвешивать и снимать детали, через которые проходит ток, так как возможны сильные взрывы гремучего газа.

Ванны для электрохимического обезжиривания изготовляют из облицованного свинцом или необлицованного железа. Ванны оборудуют устройствами для подогрева и бортовой вытяжки. Аноды делают из свинца или гартблея (сплав из 94 % свинца и 6 % сурьмы). Режим электрохимического обезжиривания: плотность тока 3 - 10 а/дм2;