電鍍前處置

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電鍍前處置
宣布時候:2010-8-5 21:39:32
 
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前處理

 

3.1前處理的意義

    通俗前處理工程過程為,研磨預備洗淨水洗電解脫酯水洗酸浸及活性化水中和水洗電鍍。

3.1.1 前處理的目標

前處理的目標是為了獲得杰出的鍍層,由於鍍件在製造、加工搬運、保管期間會有油酯、氧化物銹皮、氫氧化物、灰塵等污物附著於鍍件外表上,若不去除這些污物而進行電鍍將得不到杰出的鍍層。鍍· 件品質,前處理占很首要的地位。

3.1.2 前處理不良所構成之鍍層缺點

前處理不良所構成之鍍層缺點,有以下幾項:(1)剝離,(2)氣脹,(3)污點,(4)光澤不均,(5)高低不平,(7)小孔 (8)下降耐蝕性,(9)脆化。電鍍之不良,前處理佔很大的緣由。

3.1.3 汙物的種類

污物的種類,可分為有機物及無機物。有機物污物首要是動物性油酯,動物性油酯及礦物性油酯,無機物污物是金屬氧化物、鹽類、塵埃、及砂土。別的由有機物和無機物污物之物如研磨屑、研磨資料。動物性及動物性油酯可被化緘劑皂去除。礦物性油污無法被緘劑皂去除需用三菉乙烯、汽油、煤油溶劑乳化劑等去除。無機物污物可被酸或緘消融,操縱酸、緘浸漬、化學或電解體例去除及機械研磨體例去除。無機、有機夾雜污物,去除較困難,除操縱化學體例,亦須用電解,機械研磨等體例聯合應用去除。

3.1.4 電鍍前處理去除的典范汙物

(1) 潤滑油                                  (6) 淬火殘留物

(2) 切削油                                  (7) 熱處理鹽

(3) 研磨油                                  (8) 熱處理鹽

(4) 熱斑                                    (9) 汙跡

(5) 銹及腐蝕物                              (10) 油漆及油墨

3.1.5 外表清潔測定

外表清潔度測定,在工場最實用的體例是用水沖(water-beaktest),檢查外表水是不是均勻潤濕,若是是均勻潤濕則為清潔外表,反之則不清潔。別的體例有,Nielson methodAtomizertestFluoresent methodweight of residual soilwip-ing methodresidual patlern method Radioisotopetracer technique

3.1.6 選擇清潔體例及清潔資料之影響身分

其影響身分有:

(1) 被清潔外表之特征                     (9) 清潔劑的溫度

(2) 被去除污物之特征                     (10)應用時間

(3) 清潔請求程度                         (11)經驗

(4)應用的體例                           (12)攪拌次數

(5) 水質                                 (13)凈化的程度

(6) 手續、另件、設備人員的寧靜           (14)下一步處理

(7) 本錢                                 (15)廢物之處理

(8) 清潔劑的濃度 

3.1.7 清潔處理之注重事項

(1) 眼睛、皮膚、衣服等避免接觸清潔劑,並要戴防護衣及眼罩。

(2) 避免長時間吸入有毒氣體,須供應適當的通風。

(3) 操縱會揮發性清潔劑時,溫度必低於燃著點,在操縱的區域嚴禁煙火及有火光或研磨之作業。

(4) 調制重鹼性清潔劑時,要漸漸的插手冷水,避免產生劇烈反應,必須先在冷水中消融而後再加熱。

(5) 酸性資料調制時,不能將水插手酸中必須漸漸的將酸插手水中。

(6) 寄存酸性溶劑的溶器,必須用防酸資料制成,避免損壞地板及四周設備,必須遵照藥品操縱的說明。

(7) 避免清潔劑損壞鍍件機材,可增添按捺劑,使在一切污物去除後構成保護層。

(8) 清潔劑濃度增添,清潔時間能夠減少但有必然限定,超過此限定反而倒霉。

(9) 溫度增添對清潔時間能夠減少。

(10)清潔須要一段時間,不是當即便可移去污物。

(11)清潔過程中或之後,洗濯是很首要的。

3.1.8 清潔劑去除污物的道理

(1) 消融力感化,如水可消融鹽,酸可消融金屬銹皮,汽油可消融油脂。

(2) 鹼化感化。

(3) 浸濕感化,將硫水性變親水性。

(4) 乳化感化,使油與水夾雜在一路。

(5) 反凝感化,即為懸浮感化。

3.1.9 去除氧化物及銹皮的體例

根基體例有:1.噴砂除銹(abrasive blasting),2.滾筒除銹(tumbling),3.刷光除銹(brushing),4.酸浸漬(acid pic-king),5.鹽浴除銹(salt bath descaling),6.鹼劑除銹(al-kline descaling),7.酸洗(acid cleaning)

3.1.10 選擇除銹體例的身分

選擇除銹體例的身分有:1.銹皮的厚度,2.基材的性質,3.鍍件製造及處理過程,4.容許基材損耗巨細,5.外表光度請求,6.鍍件之形狀及巨細,7.產量請求,8.可被應用的設備,9.本錢,10.氫脆性。

3.2.1 淨化的體例

淨化的體例有:1.鹼劑洗淨(alkaline cleaning),2.溶劑洗淨(solvent cleaning),3.乳化洗淨(emulsion cleaning),4.電解鹼洗淨(electrolytic alkaline cleaning),5.酸洗淨(acid cleaning),6.蒸氣脫脂(vapor degreasing),7.噴砂洗淨(abrasive blast cleaning),8.滾筒洗淨(tumb-ling),9.洗擦淨(brushing),10.酸浸漬(picking),11.電解酸浸(electrolytic picking),12.鹽浴去銹(salt bathdescaling),13.鹼劑去銹(alka;ine descaling),14.超音波洗淨(ultrasonic cleaning),15.去漆(paint stri-pping),16.珠擊法(glass bead cleaning)

3.2.2 銀及銀合金之酸浸溶液配方

Nitric acid 66 vol %

Temperature room to 160 F

Sulfuric acid 78 vol %

Nitric acid 22 vol %

Temperature room

 

Sodium cyanide 3 ~ 4 oz / gal

Sodium carbonate 1 ~ 2 oz / gal

Sodium aluminum sulfate 6 oz / gal

Sodium potassium tattrate 6 oz / gal

Temperature 180 ~ 210 F

也可用4~6 Volt陰極處理30秒至1分鐘於室溫下電解。

3.2.3 鋅及鋅合金之酸浸溶液配方

Chromic acid 30 ~ 40 oz / gal

Sodium sulfate 2 ~ 4 oz / gal

Temperature room

Time 5 ~ 30 sec

若水洗後有黃色膜則用1% 硫酸浸泡脫色。

Chromic acid 30 ~ 40 oz / gal

Hydrochloride 12 oz / gal

Temperature room

Time 1 min

 水洗完後再用40 oz/gal 鉻酸水溶液浸泡。

3.2.4鎳及鈷合金之酸浸溶液配方

(1) AISI 661 , 670 , 680 , 688 合金:

Hydrofluoric acid 48 ~ 58 oz / gal

Nitric acid 7 ~ 10 oz gal

Temperature room

Sodium hydric 1 ~ 2 wt %

Sodium hydroxide 98 ~ 99 wt %

Temperature 680 ~ 720 F

(2) 純 鎳

Hydrochloride acid 50 ~ 75 vol %

Temperature room

(3) 出光 ( bright dipping )

Sulfuric acid 5 vol %

Ferric sulfate 24 oz / gal

Temperature 180 F

 

Hydrochloride acid 25 vol %

Ferric sulfate 13 oz / gal

Temperature 160 ~ 180 F

3.2.5 鋼鐵酸浸溶液配方

1.商業按捺劑 ( commercial inhibitors ) , 氨類 ( amines ) 及硝酸鹽 ( nitrates ) 凡是用來避免過度浸蝕 ( overetching ) 及針孔 ( pitting )。其配方有:

Hydrochloric acid 55 vol %

(2).Inhibitor ( optional ) 須要量

Temperature room

Time 1/2 ~ 1 min

可消融含 Fe 5 oz / galCu 0.5 oz / gal 最多。

 Sulfuric acid 25 vol %

Inhibitor ( optional ) as required

Temperature room

Time upto 10 min

槽及加熱管需用鉛被覆 ( lead - lined )

(3). 400 系列及pH 鋼除銹配方有:

Ferric sulfate anhydrous 8.5 ~ 13.5 oz / gal

Hydrofluoric acid 1.5 ~ 2.5 oz / gal

Temperature 125 ~ 135 F

Time 1 ~ 5 min

 

Sodium chloride 2 ~ 4 oz / gal

Sulfuric acid 12 ~ 27 oz / gal

Temperature 160 ~ 180 F

Time min

 

Sulfuric acid 2 ~ 3 oz / gal

Potassium nitrate 2 ~ 3 oz / gal

Temperature 160 F

Time 5 ~15 min

 

鬆脫銹垢 ( loosen heavy )

Potassium permanganate 8 ~ 12 oz / gal

Sodium hydroxide 8 ~ 12 oz / gal

Temperature 160 F to 沸點

Time 30 min

此溶液處理後需再用溶液(1)(2)除銹。

 

(4) 鑄鐵除銹配方 :

Sulfuric acid 10 ~ 15 oz / gal

25 ~ 30 oz / gal

Nitric acid 4 ~ 5 oz / gal

Hydrofluoric 12 ~ 15 oz / gal

 

(5) 出光 ( bright dips ) 配方有 :

Citric acid 10 ~ 12 oz / gal

ammonia pH 65 ~ 7

Oxalic acid 1 ~ 2 oz / gal

Hydrogen 0.5 oz / gal

Sulfate as brightener 微量

高電流密度電解拋光。

3.2.6 銅及銅合金之酸浸溶液配方

(1) 去除厚垢 ( heavy scale ) 配方 :

Sulfuric acid 55 ~ 80 oz / gal

Nitric acid 10 ~ 15 oz / gal

Temperature room

銅消融含量最多到 3 oz / gal 

(2) 去除通俗銹皮 ( moderate scales ) 配方 :

Sulfutic acid 20 ~ 30 oz / gal

Chromic acid 3 ~ 4 oz / gal

Sodium dichromate 45 ~ 6 oz / gal

Temperature room

銅消融最多含量到 2 oz / gal

(3) 去除輕微銹皮 ( light scales ) 配方 :

Sulfuric acid 19 ~ 26 oz / gal

Temperature room ~ 125 F

銅消融量最多到 4 oz / gal

(4) 0.7 % Pb以上之銅合金酸浸配方 :

Fluboric acid 15 ~ 24 oz / gal

Temperature room

銅消融含量最多到 1.5 oz / gal

焊接物件另加5 %過氧化氫 hydrogen peroxide

(5) 印刷電路板 ( circuit board ) 酸浸配方有 :

Ammomium persulfate 32 vol %

Temperature room to 100 F

Nitric acid 30 ~ 36 oz / gal

Phosphoric acid 20 ~ 25 oz / gal

Temperature room to 100 F  

(6) 出光 ( bright dipping ) 配方有 :  

Sulfuric acid 90 ~ 110 oz / gal

Nitric acid 20 ~ 25 oz / agl

water 33 vol %

Sodium chloride 0.25 oz / gal

綠化鈉幫助出光,但過量會產生斑點 ( spotting )

Phosphoric acid ( 85 % ) 55 vol %

Nitric acid ( 40 Be^-1 ) 20 vol %

Acetic acid ( 98 % ) 25 vol %

Temperature 130 ~ 75 F

Sodium cyanide 4 ~ 6 oz /gal

Temperature 120 ~ 150 F

也可在較低溫度下陽極處理

3.2.7不銹鋼酸浸

    鹽酸會產生晶界侵蝕,殘留綠離子會引發應力腐蝕,以是不被推薦操縱。不銹鋼銹皮有時不易與酸起感化,若強制撤除則會過度酸浸刻蝕基材 (substrate ) 及產生針孔,以是必需先作脫銹 ( scale loosening ),其配方以下:

(1) 脫銹 ( scale loosening ) 配方:

Sodium hydroxide NaOH 20 ~ 25 oz / agl

Sodium carbonate ( anhydrous ) 25 oz / gal

Potassium permanganate 6 ~ 8 oz / agl

Temperature 190 F 到沸點

Sodium carbonate 20 oz / gal

Sodium hydroxide 5 oz / gal

Potassium permanganate 12 oz / gal

Temperature 190 F 到沸點

 

Sulfuric acid 10 vol %

Temperature 180 F

 

(2) 除銹酸浸 ( pickling ) 配方:

 

Nitric acid 30 ~ 65 oz / gal

Hydrofluoric acid 4 vol %

Ammonium bifluoride 6.7 oz / gal

Temperature 120 ~ 140 F

Time 不超過 30 min

Dissolved metal Fe 最多到 3 oz / gal

 

(3) 冷加工物件除銹酸浸配方有:

 

Sulfuric acid 6.25 vol %

Hydrofluoric acid 6.25 vol %

Chromic acid 8 oz / gal

Temperature 180 F

Ferric sulfate 9 ~ 13 oz / gal

Hydrofluoric acid 1.7 vol %

Temperature 125 ~ 135 F

 

Sulfuric acid 10 oz / gal

Ferric sulfate 0.25 oz / gal

Temperature 160 ~ 180 F

 

Nitric acid 45 ~ 70 oz / gal

Molybdic acid 0.35 ~ 0.5 oz / agl

此溶液可去除金屬雜質 ( foreign metals )

3.3 超音波洗淨

超音波若是正確操縱,對清潔任務很有幫助,它可節省時間,金錢及增添清潔度(clearness),任務可小至螺絲而大到超過300磅重.它是操縱渦流(cavitation) 感化及分裂(implosion) 感化去除外表污物,它對複雜工件或細孔的工件都有用.

 

3.3.1 超音波洗淨之影響身分

(1) 溫度:通俗溫度愈高,超音波洗淨愈好,但不要越過低於沸點10^c,及倒霉之化學感化.

(2) 氣體:繼續法使溶液氣體易於浮出,或加熱使溶液減少,加潤濕劑(wetting agent),使氣體能敏捷離開外表.

(3) 外表張力(surface tension)愈大則渦流感化密度(cavitation density)愈小.

(4) 粘度(viscosity)愈大則須較大的能量起渦流感化.

(5) 超音波能量(ultrasonic power)要適當,太大或太小都不好.

(6) 蘋律(frequency)愈大需高能量來產生不異之渦流感化,通俗在21~45kHz.

(7) 工件之曝露(part exposure),工件裡面必需接觸到超音波洗淨液,通過錯誤有1.工件安排不適當構成空氣袋(gas pockets).有時須要翻動工件,2.籃子內小工件太多,負荷過多,寧可少許屢次不要大批屢次,3.籃子及掛架(baskets or fixtures for holding parts)阻礙音波.

(8) 污點(contaminants)種類:

1.可溶性污物(soluble contaminamts).

2.不溶性由可溶性粘合污物(non-soluble,held by soluble binder contaminanys)如切削屑粘附在油指物上.).

3.不溶性污物(non-soluble contaminants).

(9) 洗淨液化學成分(cleaning chemical).

(10) 設備(equipments).

3.3.2 超音波洗淨之道理及優點

道理:

超音波洗淨的感化,是以超過人類聽覺聲蘋以上的波動在液體中傳導 ,當音波在洗淨劑中傳導,由於聲波是一種縱波,縱波推動介質的感化會使液體中壓力變化而產生無數細小真空泡,稱之為<浮泛現象>(cavitation). 當氣泡受壓爆破時,會產生強大的衝擊能,可將固著在物件死角內的污垢打散,並增添洗淨劑的洗淨結果.由於超音波蘋率高波長短,穿透力強,是以對有隱蔽細縫或複雜結構的洗淨物,能夠達到完整洗淨的驚人結果.

優點:

(1)節省人力及時間:下降野生本錢,不用將物品拆開和用手洗擦,

大批節省人力及時間.

(2)完整洗濯:緊密整機及昂貴物品,都可完整洗濯而不傷材質.

(3)複雜物的洗濯:能將複雜形狀的物品,死角及隱蔽孔洞之污垢完

全洗濯,消除通俗洗濯法無法降服的難題.

(4)操縱簡單:免去物料流程的擔誤,減少在製品瓶頸,增添產量.

(5)可共同洗劑:可操縱性質溫和之溶劑,達成加倍的洗淨結果,免去

危險性.

3.4水洗 (Water Rinsing)

水洗需不影響產品品質.鍍件之活性,不產生化學物於鍍件外表,乾燥後不發生變色或侵蝕感化.

(1)水洗方程式(rinsing equation)

D*Ct=F*Cr

D=帶入量(dragin)

Ct=帶入量濃度(concentration of dragin)

F=水洗槽流量(flow throufgh the rinsingtank)

Cr=水洗濃度(concentration in the rinse)

水洗方程式表現帶入溶質的量等於水洗流出的溶質的量,如鹽進入量(salt in) =鹽流出量(salt out).

(2)水洗效力(effectivity of the rinse)E,

E=(F*Cr)/(D*Ct)

(3)水洗濃度比值(rinsing concentration ratio)Rc,

Rc=Ct/Cr

(4)污物極值(concentration limit)

水洗允許化學物濃度之最大值.

(5)水洗流量(flow of water throught a rining tan)

F=D*Ct/Cr

F=Rc*D

(6)水洗體積比值(volume rining ratio)Rv,

Rv=F/D=====> E=Rv/Rc

(7)多段式水洗(multiple rining),兩段式水洗可省水而三段式可更省水,三段以上省水則不確定,但為了收受接管化學物則用三段以上水洗.

(8)水洗槽設計.

(9)水洗自動節制(automatic control),操縱導電度(conductivity) 節制器(controller)或稱之水洗槽節制器(rinse tank controller)來維持必然水洗濃度程度Cr節制水的流量F,F=K*D 水的流量為帶入量乘一個設定長數K

(10)水洗中水之雜質如石灰或鎂的化合物等所產生的硬質會影響清潔力,以是需加以軟化,其體例有:

1. 用碳酸鹽或磷酸鹽再加蘇打灰使硬水中之鹽分沉澱.

2.增添無機多磷酸鹽或有機螯合劑使硬水中的鹽份不起感化.

3.操縱泡氟石或離子交換樹指軟化硬水.

3.5 電解研磨

電解研磨是類似電鍍,須直流電.電解液,但任務放在陽極,操縱禿出金屬部份電流集合,及凹處極化較大的感化將工件磨平,磨光,也使外表成鈍化更耐磨蝕.電解研磨去除很少許的金屬外表,較深的刻痕記號及非金屬雜質不能去除 . 電解研磨的時間很短約2~12分鐘,除非外表開初就粗慥,或為了去除相當量的金屬如尺寸節制,毛邊去除就需較長時間.電解研磨優於機械研磨的是沒有變形,沒有刷痕 ,沒有標的目的性,及能表現出真實金屬顏色.電解研磨的節制身分有溫度.電流密度,時間,電解液,攪拌等,要有好的電解液結果基材的結晶要細緻是很首要的,通長結果不佳的緣由有:1.結晶太粗大 2.不均勻結構 3.非金屬雜質 4.冷札標的目的性的痕跡 5.鹽類或銹凈化物 6.過度酸浸 7.不當或過度冷抽加工.

3.6 拋光(buffing)的情勢

(1)硬拋光(hard buffing)

(2)色澤拋光(color buffing)

(3)接觸拋光(contact buffing)

(4)Mush buffing.

3.6.1拋光輪(buffing wheels)

拋光輪有以下情勢:

(1)Bish buff

(2)Finger buff

(3)Full-disk buff

(4)Peced buff

(5)Finnel and sisal buffs  

3.6.2 拋光化合物(buffing componds)

(1)Tripoli compound:用於非經鐵金屬

(2)Bobbing compounds:用於鋁及銀合金

(3)Cut or cutdown compounds:非鐵金屬

(4)Cut and color compounds.

(5)Cut or color compounds.

(6)Stainless stell buffing compounds.

(7)Stell buffing compounds.

(8)Chromium buffing compounds.

(9)Rough compounds.

(10)Emery paste.

(11)Greaseless compounds.

(12)Liquid buffing compounds.  

3.6.3 研磨及拋光自動化機器

(1)Rotary automatic machines.

(2)Straight-line machines.

(3)Reciprocating straight-line machines.

(4)Horizontal return straight-line machines.

(5)Oversal or modular rectangular type straight-line equipment.

3.6.4 研磨及拋光自動化(automation of polishing and buffing)

電鍍工程中研磨及拋光佔大部份野生本錢且高度塵埃,樂音及振動之惡劣任務環境及公害,還有因個人技術差異使品質不均勻等問題其解決有賴於半自動化或全自動化.自動化可行性之決定身分有(1)任務形狀,(2)任務材質,(3)加工精度,(4)產量,(5)任務尺寸巨細,(6)本錢代自動化可自動送料,下料,換地位,移位等操縱程式化節制(program-mable controller)或機器人(robots)操縱.

3.5 整體研磨(Mass Finishing)

(1) 優點:

1.本錢低

2.操縱簡單

3.各種金屬及非金屬都可

4.鍍件尺寸及行狀限定少

5.加工程度彈性大

6.整機全數的外表,邊緣及角都可感化到

(2) 缺點:

1.角的研磨感化比外表大

2.孔洞或深凹處感化較外表小  

3.5.1 整體研磨的體例

(1)滾筒研磨(barrel finishing)

(2)振動研磨(vibratory finishing)

(3)Centrifugal Disc finishing

(4)Centrifugal Barrel finishing

(5) Spindle finishing

3.5.2 整體研磨的應用

(1)清潔,除銹,脫脂

(2)去毛邊

(3)邊及角的圓滑化

(4)改變外表狀況如外表應力

(5)去除粗拙面(磨平)

(6)亮光化(磨光)

(7)按捺腐蝕

(8)乾燥  

3.5.3 滾桶研磨的情勢

(1)Open-end, tilting

(2)Bottienecked

(3)Horizontal actagonal

(4)Triple-action,polygonal

(5)Multiple drums

(6)Multi-compartment

(7)Endtoading

(8)Submerged

 

滾桶研磨性質(media)與任務的比率決定身分有:

(1)任務尺寸及複雜性(complexity)

(2)研磨性質堆積性(possibility of media lodging)

(3)工件重疊性(possibility of parts nesting)

(4)加工品質

 

3.5.4 整體研磨設備之選擇身分

(1) 產品的請求:

  1.工件的尺寸及結構

  2.批量(batch size)

  3.工件的請求

  4.工件的節制性(variety of parts)

  5.每小時的任務量

  6.每一年的產量

(2) 品質的請求:

  1.工件處理前的品質