金属前处理洁净度检测方法

金属前处理洁净度检测方法

简单地说，金属除油所起的作用是去除金属表面上在先前操作中积累的污物，为后续的操作作准备。

清洗金属不仅涉及除油剂类型的选择，而且还涉及到必须以给定速度(工件/小时)获得合格工件的合适的除油过程和工艺设备。

除油操作的等式可解释如下：

工艺设备＋工艺过程＋除油剂＝合格的工件/小时

等式中每一项在以给定的速度提供合格的工件而经济地操作中，都起到了一定的作用。等式也说明了某些操作中可能需要一种以上的除油剂，如在电镀线中。

选择的工业设备：吊挂线、滚桶线、螺旋型清洗机、超声波清洗等。

污物

污物是由先前操作或引入金属的表面调整所留存在金属表面上的物质。下面列出了在金属除油调整时可能遇到的各种污物的例子。在有些情况下，金属表面上可能会有一止一种污物：锈斑；鳞皮(焊接或热加工)；锈蚀；阻止后续精饰的氧化物；酸洗残渣；含碳的污物；拉延化合物；机器油；印记油；旋转润滑油；指印；精抛光化合物；抛光化合物；金属化合物；手套印；防腐蚀化合物；铜焊焊剂；浸渗加工润滑油的磷化膜；腐蚀产物；打印油墨；磨光化合物残渣；来自前道电镀工序留在表面上的光亮剂残余物；储藏时车间积尘。

这些污物一般可分成三类：

有机污物是一般用于金属成形、轧制、机加工操作中的润滑剂。润滑剂可能是以石油或合成(水溶性)配方为基础的，也可能会是肥皂、猪油、蜡制品。

无机污物包括锈斑、热加工和焊接的鳞皮、酸洗残渣以及氧化物(锈蚀)。

杂式污物包括车间灰尘、操作工件的手套印、铜焊操作的焊剂、淬火操作的焚烧物。

通常污物的去除不是简单反应，如猪油与苛性钠反应生成肥皂，反应可能更为复杂。

成为除油问题的一个重要范畴是污物的陈化。在金属表面陈化了一段时间的污物变得更难于去除。一个典型的例子是锌铸件上陈化的高光化合物。所以工件结束后，随后的操作工序后尽快地除油是非常重要的。

专利除油剂

首先，一种用于所有污物和所有金属的除油剂是不存在的，虽然氯化溶剂已开始获得这一美誉。

专利除油剂分成以下几类：

＊碱性(弱至强)；

＊中性(pH值7.0)；

＊酸性(弱至强)；

＊乳化液；

＊溶剂。

市场上除油剂的物理状态可以是粉末、液体或凝胶。

在除油剂的开发中，不仅要考虑污物，还要考虑待除油的基体金属。通常除油剂作用是去

除污物，且对金属表面无不利影响。例如，含有苛性钠的产品对压铸件、镀锌件或黄铜件除油，这样的产品将与这些有色金属表面反应。因此，选择合适的用于待除油的金属基体的除油剂是非常重要的。

大多数工业用的专利除油剂属于碱类。许多溶剂型除油剂出于对环境和其它有毒的考虑正

在逐步被淘汰；酸性除油剂一般用于不锈钢合金、锻铝合金、铜和黄铜合金的除油。

专利的碱性浸渍和喷射除油剂一般按配方配置用于清洗各种金属表面的金属成形润滑剂，面且也在各种金属，如铁类金属、铝合金、黄铜和镁合金的除油上获得应用。

在最近三年内，由于美国联邦和地方法规及企业自身所实施的对环境限制，新的除油剂配方的开发变得更为麻烦。

例如，对喷射除油剂的要求是产品在特定的要求除油时间内对大多数金属安全，但必须不含磷酸盐、硅酸盐、络合剂和亚硝酸盐，低的COD/BOD，且工作pH 值在8至9之间。

在配制除油剂时会涉及到一些限制，这些限制必须具有下列特性，例如：无铬酸盐；无磷酸盐；无硅酸盐；无氟化物；无络合剂；无亚硝酸盐；无溶剂；无泡沫产品；高闪点溶剂；粉末或液体；低BOD；无乳化剂；pH值7.0至9.0。

这些限制的原因如无氰化物、无溶剂、无络合剂和无磷酸盐是不言而喻的。

从这一系列的限制中，人们不难发现将来的产品不仅对环境安全，提供的除油剂更能使污物从除油液中分离。

洁净度测试

工件表面所需要的除油程度是随除油之后的操作而变化，且由其所决定的。工件的洁净度能描述为随特定的表面污染物，如油、脂、氧化物或特定的污物的去除而变化的函数。

用于测定表面洁净度的测试方法从原始的至非常复杂的都有。以下概述一些测试方法：

水膜破裂试验

水膜破裂试验测试表面上没有水膜破裂的连续水膜的存在。若水膜连续不破裂，表明不存在憎水性表面污染物。油、脂以及不溶性有机物是憎水性污染物的实例。水膜破裂试验不能反映是否有亲水性污染物或氧化物的存在。

白手套试验

白手套试验用于测试除油以后表面上有无微粒，在一定程度上有无有机污染物的存在。当工件水洗后仍旧湿的或干燥后都可以进行测试。待测试的工件表面用白手套、棉或擦镜纸擦拭，然后鉴定用于擦拭表面的材料是否有黑、灰、灰白色残留或油污的存在。如发现有污染物存在，在工件表面或用于擦拭表面的物品上进行显微镜检查或先进的化学或表面分析以确定污染物的性质。

其它方法

复杂的物理和化学分析方法可用来测试已经除油的表面上的残留的污染物。已除油和干燥的试样浸入湍流的溶剂溶液中，然后溶剂用来分析有机污染物和不溶性颗粒，溶剂中发现的污染物数量表面除油的程度。

已经除油的工件表面需要经过特殊的分析以确定是否有氧化物、有机物和颗粒污染物的存在。在严格的除油操作中要管出允许存在的污染物及其浓度。

分析技术如红外显微轮廓测定(Sandia国家实验室开发)，X射线充电子分光镜(Oak Ridge国家实验室)和光反射技术(陶氏化学公司)已用于分析关键的除油操作中残余污物。

如污物搀入能显示荧光的物质，将除油后的工件暴露于紫外光下确认残留物是不是存在。

根据表面张力的测定来测试表面的洁净度的方法以投入使用。务必确保使用对基体表面特定的测试液。