电镀前处理

镀前除油工艺

1．有机溶剂除油

油脂多和要求高的零件，常用氯烃类有机溶剂如二氯甲烷、三氯乙烷和三氯乙烯等来除油。通过溶剂的浸渍、喷淋和蒸汽三重处理，将油脂溶解除去；加热的溶剂变成气体挥发，通过冷凝管冷凝成露滴落下，净化后进行回收，溶剂可往复循环使用。这一过程要求在专用的密闭容器中进行。二氯甲烷的毒性在有机溶剂中是比较小的，少量逸出只会污染空气，但不会污染水体。用这种方法除油需要有一套专用设备，设备投资较大；加上这几年来石油化工产品随着国际油价的一路飙升，价格也是扶摇直上，因此用这种方法进行除油的成本比较高，所以除油脂确实多、产品几何形状复杂而要求又比较高的外，一般不用此方法。

有机溶剂除油不能作为最后除油工序，因为其表面还会有少量油脂，待镀件还不能全部亲水。为此需增加一道电解除油工序。电解除油液中，可加氢氧化钠和碳酸钠，以作为导电介质，另外还需加YC 除油剂添加剂1~2mL/L。钢铁件最好阴阳极交替进行，以避免氢脆。

2．酸洗除油一步法除油

一般钢铁和铜及其合金零件可以采用酸洗除油一步法来除油。这种方法除油效果好，还能除抛光膏（除蜡），在除油的同时，把零件表面的锈和氧化膜也同时除去了，时间只要1~2min。配方为硫酸200~250g/L，OP-10乳化剂10~15g/L，硫脲3~5g/L，温度65~75℃。

铜件除油可用硫酸150~200g/L，PC-3铜件除油除膜剂30~35g/L，温度65~75℃。这一配方也可用于铜铁组合零件，铜离子不会置换到铁零件上。

在酸洗除油一步法过程中，溶液表面会浮着一层油脂，要及时用勺子把它沓到油水分离器中去。通过油水分离和过滤，这种油脂可回收。要方便的话，可把除油槽设计有溢油口，将上浮的油让其从溢油口流出，然后用塑料泵泵到油水分离器中去。所以要将表面浮油除去，一是不让其流入水体，造成污染，二是避免浮油粘污零件。

这种溶液到铁离子积累过多时，需要更换。

更换下来的溶液经过滤和冷冻，还可回收硫酸亚铁，冷冻过滤后的溶液仍可继续使用，这样就可将污染减少到最低的程度。

3．碱液除油

碱液除油已是多年延用的老工艺了。经典的配方有氢氧化钠、碳酸钠和磷酸三钠所谓“三碱”组成，而且温度很高，往往要达到90℃左右。其实这种除油溶液配方对现在的零件已大多不能起到好的效果。高温条件下的碱溶液，只能对动物和植物油起皂化作用，也就是油脂变成水溶性的肥皂被清洗去；但现在的电镀零件上的油脂极大多数是矿物油，矿物油是不能与碱液起皂化反应的，所以只能借溶液的高温将油脂脱除一些，而不能彻底除去。

碱性除油溶液中通常要加磷酸盐，如磷酸三钠、六偏磷酸钠和三聚磷酸钠等，这种磷酸盐在洗衣粉中含量也不少。含磷化合物虽能起到助洗作用，但它们对水体是富营养物质，危害也不可忽视。现在提倡用无磷洗衣粉和无磷洗涤剂的呼声很高，但实际行动却很缓慢。为保护环境，我们在前处理的除油溶液中要摒弃这些含磷化合物。这是有可能的，我们曾在这方面做了一些工作，开发出了一些无磷的除油剂和洗涤剂，效果还不错。如硅酸钠、羧甲基纤维素（CMC）和表面活性剂等配合，可把磷酸盐省去；但电镀前处理要注意，配方中最好不要有硅酸盐，因为电镀件除油后需要进行酸洗，如零件表面清洗不干净的话，硅酸盐遇酸变成硅胶，硅胶在水中不溶解，不能将其清洗掉，因此会影响镀层的结合力。

碱性除油配方中可引入表面活性剂。这种溶液除油是基于乳化的原理，所以碱浓度不必高，温度也不必高。按照建设环境友好型、资源节约型社会的要求，设计除油溶液最好要常温，同时要污染相对较少的配方。常温除油剂的主要组成成份的设计指导，我们是考虑了下列因素：

钢铁制件大都是经冲压和挤压加工出来的。一般机加工时要用矿物油作润滑剂，有的还要涂防锈油进行防锈；因此，这些钢铁零件表面多沾有矿物油。矿物油与碱液不能起皂化反应，所以在碱性溶液中不能将它除去；但可以用乳化方法除去。矿物油的亲油亲水平衡值（HLB）在9~12之间，除油溶液就要用不同非离子表面活性剂和阴离

子表面活性剂复配到HLB值与之相匹配，就能达到好的除油效果。如壬基酚与4个摩尔环氧乙烷加成的聚氧乙烯醚的HLB值为8.9，它的亲油性比较好，可以将油脂牢牢地“抓住”，再与亲水性较好的表面活性基团相结合，就可把油脂“拉向”水中；在水中形成水包油型（O/W）乳化颗粒，从而达到工件表面的除油作用。

为了节省能源，温度最好是常温；但有些油脂因粘度较高，常温条件下不能将其破蔽，需适当进行加温，一般可加温到45~50℃。在温度较低的除油溶液中，对除油剂的性能就有更高的要求，尤其在润湿、渗透和乳化等性能上。为此需加入渗透和润湿性较好的拉开粉、快速渗透剂T等，它们能渗入油膜层中，这样可在较低温度条件下达到除油效果。

除油后的工件还需在短期内防锈，因此又要加入某些兼有除油和络合作用的防锈剂，如6501、葡萄糖酸钠等。络合剂能络合硬水中钙、镁等离子，使水质软化。

根据上述指导思想，常温除油剂可由下列成份组成：

氢氧化钠——起辅助除油作用，主要功能是工件清洗后防锈。

6501——起除油和防锈作用。

葡萄糖酸钠——络合剂，软化水质，还能防锈。

拉开粉——阴离子表面活性剂，起乳化、渗透作用，在溶液中稳定性好。

快速渗透剂T——阴离子表面活性剂，有极佳的扩散、渗透、润湿作用，促进油脂在常温条件下乳化。在溶液中稳定性好。TX—4和TX—10——乳化剂，对油脂起乳化作用，按加入数量不同，

可调整HLB值。

如要低泡，可加入聚醚类表面活性剂。

上述除油方法中最后都要加一道电解除油，才能将油脂比较彻底地除净。

4．除油设备的改进

我国电镀行业和金属表面处理行业所用的除油槽多是平底柜形、圆形或方形的。除油溶液除了用超声波的外，其余多是静止的。因超声波装置价格较高，一般单位干脆不用。为了加快除油速度，多采用高温除油溶液，有的要达80℃以上，耗能量大。溶液垃圾脏物和油污多了，干脆倒掉换新的，这样使废水中COD和BOD超标，造成较严重的水体污染。