除锈、脱脂、酸洗、喷砂、烘干工艺的深度解析及作用

除锈、脱脂、酸洗、喷砂、烘干工艺的深度解析及作用

铝表面处理工艺

除锈——除油——酸洗——喷砂——烘干的工序，在我看来，其实都是为了“除锈”，只是深浅不同，简单介绍如下：

除锈——从技术角度讲，应为手工除锈，包括手工抛光。操作者用砂轮、针枪、钢丝轮等工具除锈。如用装有磨料的握持砂轮旋转磨削工件表面，去除工件表面的毛刺、氧化皮、焊渣、焊瘤等表面宏观缺陷。抛光是利用涂有抛光膏的抛光布轮在抛光机上高速旋转，抛光工件表面，减少工件表面的微观不平整，获得光亮的外观。磨削抛光会产生含有金属硅、布绒等粉尘，一般在工作点安装吸尘罩，粉尘经车间排风系统直接排到室外。

脱脂——又称除油，当金属表面沾满油污时，会形成一定的电化学反应惰性，影响后面的酸洗工序。脱脂是除去机器零件或铁制品表面油脂的工序。油脂主要来源于机械加工时的润滑油、防锈油，贮存时的油封，成型时的脱模剂，研磨抛光时的抛光膏等。根据工件脱脂的深度要求，常用的脱脂方法有：碱性化学脱脂、超声波脱脂、电化学脱脂，以及以上几种方法的结合。

a.碱性化学脱脂——主要用于去除工件上堆积的其它方法难以去除的干硬性油污。例如某化学脱脂所用的脱脂剂主要有NaOH(20-50g/L)、(20-40g/L)、•12H2O(20-40g/L)、硅酸钠(5-10g/L)、表面活性剂(1-2g/L)等，操作温度为40-90℃。清洗采用水浸泡，产生的清洗废水呈碱性，主要污染物为石油类。

b.超声波脱脂——利用超声波在液体中产生的空化效应，可以彻底清洗工件表面的油污，通过加入适当的脱脂剂，可以快速处理工件表面，达到较高的洁净度。常见的工艺流程为：浸泡→超声波清洗→清水漂洗（清水）。目前新型高效脱脂剂基本为无磷脱脂剂，主要成分为氢氧化钠、碳酸钠、OP乳化剂、葡萄糖酸钠及磷替代助剂等。脱脂废水的碱和无机盐含量较高，pH值也较高（8-10），可用于中和酸性废水。脱脂废水基本无毒，不会直接对生态和人体造成破坏和危害。洗出的油大部分呈乳化状态，当油污较多时也浮于液面，容易分离去除，对脱脂液的性能影响不大。因此，在生产中只需加入新的脱脂剂，不需要经常更换清洗液，可减少废水处理量。

c.电解脱脂

又称电化学脱脂，适用于对零件表面预处理要求较高的场合。电化学脱脂是将零件置于碱性溶液中作为阳极或阴极，以不锈钢板、镍板、镀镍钢板或钛板作为第二电极，在直流电作用下，去除零件表面油污的工艺过程。电化学脱脂液与碱性化学脱脂液类似，但主要依靠电解作用来加强脱脂效果。一般电化学脱脂比碱性化学脱脂更有效、更快速、更彻底。工件进入电解脱脂槽在一定的电流下进行清洗，然后用水冲洗。产生的清洗废水呈碱性，主要污染物为石油类。另外，此过程还会产生一些废乳化液。

酸洗——酸洗是将工件浸入酸性蚀刻液中（加热或不加热），使工件表面的氧化皮、锈蚀产物及其他碱性化学物质溶解，达到净化工件表面的目的。酸洗蚀刻液多为强酸（硫酸、硝酸、盐酸）。为防止过度蚀刻，通常在酸性蚀刻液中加入少量有机缓蚀剂，如磺化动物蛋白、皂角提取物、罗丹明（主要成分为二邻甲苯硫脲）、硫胺素、硫脲、六亚甲基四胺等。

酸洗过程中，由于工件与溶液发生反应，析出氢气和各种酸性气体，如氯化氢、氮氧化物、硫酸雾等。蚀刻后的工件必须用水清洗，而清洗水中含有工件溶解后产生的残酸和金属离子（铁、铜、铝、锌、镁、铬、镍等）。酸洗液有一定的寿命，当溶液中积累的金属离子达到一定浓度时，必须更新酸洗液。酸洗液中含有大量的金属离子和残酸，如果不回收或综合利用而必须倾倒，将增加污染物总量。

喷砂——此道工序主要应起美化作用。机加工件毛刺去除与表面美化喷砂可以清理工件表面的微小毛刺，使工件表面更加光滑，消除毛刺的危害，提高工件的档次。另外，喷砂可以在工件表面交界处产生非常微小的圆角，使工件更加美观，加工精度更高。喷砂设备的粉尘浓度中等，约为/m3，粉尘粒径分布多为中粗粒，20-60μm占32%，60μm以上占总量的45%；粉尘性质为硅砂粉，常温下操作，干燥、无毒、无腐蚀、无粘着性。一般采用旋风除尘器除尘。

烘干——为了防止工件酸洗后生锈或表面带水，影响表面质量，最后要对工件进行烘干。如果用锅炉蒸汽烘干工件，此过程只会产生含有少量杂质的冷凝水。

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