Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков В.К. - Способы обработки материалов (1093325), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Обезжиривание материаловОбезжиривание материалов относится к одному из способовподготовки поверхностей деталей перед той или иной их отделкой (склеивание, окраска, гальваническая обработка и т.п.). Подобезжириванием понимают операцию очистки поверхности изделия от механически приставших загрязнений, не соединенных химически с металлом, т.е. речь идет не только об удалении жировых загрязнений, но и об удалении механически приставших твердых загрязнений. Обезжиривание в щелочныхрастворах (иногда с применением электрического тока), в органических растворителях и эмульсионное обезжиривание относится к черновой обработке, при которой с поверхности материала удаляются в большей или меньшей степени загрязнения,попавшие на нее при хранении, механической обработке, в результате эксплуатации и т.п. При обезжиривании могут встречаться загрязнения в виде органических и неорганических веществ.
К первым относятся разные минеральные масла (смазочные, консервирующие и др.), вазелины, жиры, воски, парафин,стеарин и т.п. Ко вторым относятся неорганические остатки(полировальные пасты, пыль и другие твердые загрязнения).Вещества, входящие в загрязнения, могут переходить в растворобезжиривания в виде растворимых соединений или удалятьсяс поверхности материала не растворением, а путем других физико-химических процессов. На процесс обезжиривания влияетсостав растворов, смываемость раствора, его температура, механические воздействия и т.п.Для щелочного раствора обезжиривания в первую очередьнеобходимы сульфированные жирные соединения, растворыкоторых сильно вспениваются, хорошо смачивают, диспергируют и эмульгируют.274Представителем этой группы поверхностно активных веществ является синтапон СР (порошок), содержащий в качествеактивного компонента 27% смеси сульфированного олеилалкоголя и ацетилалкоголя.
Отношение Na2O: SiO2 в сортах силикатов, поступающих в продажу, самое разнообразное: от ортосиликата (2:1), сесквисиликата и метасиликата до жидкого стеклас соотношением около 1:3. При выборе того или иного силиката руководствуются требуемой щелочностью раствора или (приобезжиривании легких металлов) их способностью разрушатьсящелочами.Из фосфатов следует указать в качестве обезжиривающегокомпонента ортофосфат, а для смягчения жесткости воды – пирофосфат и разные полифосфаты.Состав ванн обезжиривания можно изменять путем комбинирования основных компонентов и получать различные эффективные растворы обезжиривания (табл.
51). В общих чертахэти растворы подразделяются на:а) очень щелочные растворы (pH 12…14) – для грубой очистки стали от сильного загрязнения;б) среднещелочные растворы (pH 11…12) – преимущественно чернового обезжиривания при подготовке поверхностей;в) слабощелочные растворы (pH 10…11) – для обезжиривания цветных и легких металлов.Таблица 51Составы щелочных растворов для стали,составленные из разных химикатовКомпоненты, в %Na3PO4⋅12H2ONa4P2O7Na2SiO3⋅5H2ONa2SiO4Na2CO3NaOHПоверхностно-активные вещества132–––46166Номер раствора23456– 55 35 50 –––5 30 ––– 50 ––85 ––––10 35 – 13 60– 10 8– 305–27 107–25––2550–275По способу же применения растворы подразделяются на пенящиеся растворы – для обезжиривания погружением и на непенящиеся растворы (без поверхностно-активных веществ илис непенящимися поверхностно-активными веществами) – дляобезжиривания обрызгиванием.При приготовлении растворов обезжиривания хорошие результаты дают следующие составы:а) раствор для обезжиривания стальных и чугунных деталейпогружением:Na3PO4 ⋅ 12H2O – 10…20 г/л, оптимум 15 г/л;Na2SiO3 ⋅ 9H2O – 25…50 г/л, оптимум 35 г/л;синтапон CP в порошке – 1-3 г/л, оптимум 2 г/л.К составу этого раствора больше всего приближаются4…7%-ные растворы препарата P3S;б) раствор для обезжиривания стальных и чугунных деталейобрызгиванием:Na3PO4 ⋅ 12H2O – 3…10 г/л, оптимум 6 г/л;Na2SiO3 ⋅ 9H2O – 10…20 г/л, оптимум 14 г/л.Ближе всего к составу этого раствора подходят 1…3%-ныйраствор препарата Р3;в) щелочная ванна обезжиривания для обезжиривания цветных и легких металлов:Na3PO4 ⋅ 12H2O – 5…10 г/л, оптимум 8 г/л;Na2CO3 безводный – 5…10 г/л, оптимум 8 г/л;жидкое стекло 1:3 – 25…50 г/л, оптимум 40 г/л;синтапон СР в порошке – 1…3 г/л, оптимум 2 г/л.Ближе всего к составу этого раствора подходят 2…5%-ныйраствор препарата Р3.Обезжиривание в органических растворителях является относительно быстрым способом, но в большинстве случаев поверхность очищается недостаточно, поэтому его используютглавным образом для предварительной очистки сильно замасленных предметов перед дальнейшим их обезжириванием(электролитическим).Обезжиривание в органических растворителях стоит дороже– как за счет высокой стоимости самих растворителей (расходы276на регенерацию использованных растворителей), так и за счетрасходов на обеспечение необходимых санитарных требований,поскольку испарения большинства растворителей являютсявредными для человека, а также огнеопасными.Обезжиривание в органических растворителях мелких деталей осуществляют погружением, а крупных – обтиранием.
Этообезжиривание применяют: для удаления толстых слоев жира;для обезжиривания поверхностей сложной конфигурации; дляобезжиривания крупногабаритных изделий.В качестве растворителей используются бензин, керосин ихлорированные углеводороды. Бензин растворяет большинствожиров, относительно устойчив, однако легко воспламеняется изачастую ядовит. Керосин более гигроскопичен, чем бензин,менее горюч, при длительном обезжиривании позволяет удалять окалину. Бензин и керосин применяют при штучном обезжиривании деталей путем погружения и воздействия щеткой.После обезжиривания требуется тщательная просушка (обычнов опилках).
Эти растворители ухудшают адгезию последующихпокрытий поверхностей. В крупных производствах используютрастворители из ряда хлорированных углеводородов, в основном трихлорэтилен (CHCl = CCl2) и тетрахлорэтилен(CCl2 = CCl2), которые не огнеопасны, относительно устойчивыи менее ядовиты. Они очень хорошо растворяют большинствожиров, легко поддаются регенерированию. При их применениинеобходимо соблюдать определенные правила, поэтому ихприменяют в специальных аппаратах. При воздействии трихлорэтилена на алюминий могут произойти реакции, при которыхвыделяется большое количество тепла, и весь трихлорэтиленбыстро разлагается, что иногда сопровождается взрывом (прибольшой площади соприкосновения, например, при наличии врастворе большого количества алюминиевой стружки).Электролитическое обезжиривание используют для удаления последних остатков жира и некоторых других загрязненийс поверхности металлических изделий перед гальваническойметаллизацией, причем процесс обезжиривания может сопровождаться одновременно с омеднением.277По существу электролитическое обезжиривание можно считать обезжириванием в щелочном растворе с применениемэлектрического тока.
К эмульгированию, диспергированию ирастворению добавляется механическое действие пузырьковгазов, выделяющихся на электродах (один из которых являетсяобрабатываемой деталью). Таким образом, время электролитической очистки значительно меньше, чем при обезжириваниибез электрического тока. Требуемую плотность тока10…30 А/дм2 обеспечивают необходимой щелочностью раствора (соли NaCl или Na2SO4 в растворе неприемлемы) и повышением температуры раствора до 60…100°С.Из предшествующего анализа факторов, влияющих на процесс электролитического обезжиривания, видно, что составрастворов в данном случае не имеет такого большого значения,как состав некоторых растворов при гальванической металлизации.В настоящее время найден определенный ассортимент отдельных компонентов раствора электролитического обезжиривания, который можно считать почти установившимся.
К ранееприменяемым материалам – едкому натру и соде, придающимэлектролиту необходимую щелочность и электрическую проводимость – в настоящее время добавились вещества, которыеблагодаря своим физико-химическим свойствам облегчаютобезжиривание. Это прежде всего силикаты с самым различным соотношением Na2O: SiO2 и фосфаты. Цианиды для этихцелей перестают применять потому, что их функции при обезжиривании могут быть выполняемы другими, неядовитыми иболее устойчивыми, компонентами раствора.
Отказались такжеи от применения буры. По некоторым данным, алюминат натрия и винный камень могут защищать цинк и алюминий отвоздействия электролита обезжиривания, но в больших масштабах эти вещества не применяются.В настоящее время используются также электролиты, содержащие поверхностно-активные вещества. В табл. 52 приведены составы растворов наиболее распространенных электролитов обезжиривания.278Таблица 52Состав некоторых электролитов для обезжиривания сталиКомпонентыNa3PO4⋅12H2ONa4P2O7Na2SiO3⋅5H2ONa4SiO4Жидкое стеклоNa2CO3NaOHСмачивающее вещество135550–––822–935–––551Номер раствора345–5525––––––50–––––2035552810202––630–––53035–Для каждого отдельного случая можно подобрать подходящий электролит, учитывая при подборе компонентов самыеразличные обстоятельства: требования к степени чистоты поверхности, стоимость химикатов, данные условия производстваи др.Электролитическое обезжиривание можно осуществлять какпри катодном, так и при анодном включении предмета, однакона катоде выделяется вдвое больше водорода, чем кислорода наанодах, вследствие чего получается двукратный механическийэффект, однако в катодном пространстве происходит местноеувеличение щелочности, что может привести к коррозии некоторых металлов (олово, цинк, свинец, медь).
Катодное включение не должно продолжаться более 3 мин, так как возможнопоявление водородной хрупкости материала.Эмульсионное обезжиривание – это комбинированный способ очистки поверхностей с одновременным применением растворителя и эмульгатора. Эмульсионное обезжиривание обеспечивает быструю очистку и является наиболее эффективнойоперацией черновой очистки. Одновременное воздействие органического растворителя со щелочным раствором обезжиривания или с эмульгатором не только упрощает очистку тем, что279обе операции объединяются, но также значительно повышаетэффективность раствора. В зависимости от содержания воды врастворе эмульсионное обезжиривание подразделяют на дваспособа: эмульсионную очистку (эмульгатор разбавляется слабым щелочным раствором в соотношении от 1:10 до 1:200) иэмульсионное растворение (используют в основном концентрированные препараты в соответствующей пропорции или с таким содержанием воды, при котором она при рабочей температуре полностью смешивается с растворителем).
Средний составэмульсионного очистительного препарата содержит: растворителя 30…90%, эмульгатора 4…40%, стабилизатора 10...20%,воды 10...20%. Примером эффективного препарата может служить раствор, содержащий: 88% керосина, 72% олеина, 3,8%триэтаноламина, 1% триклезола. При растворении 100 г этогопрепарата в 1 л воды и скорости окунания 10 раз в минуту продолжительность очистки составляет 0,5…3 мин при температуре раствора 90…50°С.В настоящее время выпускается самое большое число различных препаратов для эмульсионного обезжиривания, например «Декарбон Т», «Декарбон V» и другие, содержащие различные пропорции растворителя и эмульгатора. При использовании всех эмульсионных очистительных препаратов необходимо соблюдать меры предосторожности.11.3. Гальваническая обработка металловГальваническое лужение нашло широкое распространение вконсервной промышленности для покрытия внутренних поверхностей консервных банок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
