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铝型材电解除油原理及与化学除油相比的优势分析

   日期:2016-03-14     来源:网络    浏览:1470    评论:0    

    铝型材电解除油时,不论零件作为阴极还是阳极,其表面都大量的析出气体,这个过程实质是水的电解:
 
    2H2O=2H2↑+O2↑

    当工件作为阳极时,其表面上进行的是氧化过程并析出氧气:

    4OH--4e=O2↑+2H2O

    当工件作为阴极时,其表面上进行的是还原过程并析出氢气:

    4H2O+4e=2H2↑+4OH-

    电极表面上大量气体的析出,对油膜会产生强大的冲击和乳化作用。当把粘附有油膜的工件浸入碱性电解液时,由于油与碱液界面张力减少,油膜产生了裂纹。与此同时,电极由于通电而极化,电极极化虽然对非离子型油类没有多大作用,但是它却使金属与碱液间的界面张力大大降低,因此很快地加大了二者的接触面积,从而排挤附着在金属表面上的油污,使油膜进一步破裂成小油珠。由于电流的作用,在电极上生成了小气泡(氢气或氧气),这些气泡很易于滞留在油珠上,新的气体不断产生,气泡就逐渐变大,在气泡升力的影响下,油珠离开金属表面的趋势增大,当气泡的升力足够大时,它就带着油珠脱离铝型材表面跑到液面上来了。

    由此可见,碱性溶液中的电化学除油过程是电极极化和气体对油污机械撕裂作用的综合过程。

常用电化学除油工艺规范列于表3-9。

对除油质量影响较大的电化学除油工艺条件是电流密度、温度与除油时间。
电流密度的选择应保证析出足够数量的气泡,既能使油污被机械撕裂、剥离电极表面,又能搅拌溶液。提高电化学除油的电流密度可以加快除油速度,缩短除油时间,提高生产效率,但电流密度提高,阴极除油渗氢作用增大,电能消耗加剧。另外,阳极除油时可适当降低电流密度以防止金属过腐蚀,所以电化学除油时电流密度一般控制在5~15A/dm2。

温度升高能加强乳化作用,从而有利于提高除油效果,同时可以增加溶液电导,降低槽电压,节约电能。但溶液温度过高必然会引起室内碱雾弥漫,恶化环境,溶液蒸发加快。当溶液中含有较高的氯离子时还会加快零件的腐蚀。温度过低时除油效果降低,有时零件表面还可能出现锈蚀。电化学除油的溶液温度一般控制在60~80℃。

按常规工艺,除油时间通常定为先用阴极除油3~7min,再用阳极除油0.5~2min,以此综合阴、阳极除油的优点达到对油污的彻底清除。
此外在电化学除油槽中,还要注意阴极除油不能用铁板作阳极,因为铁板阳极会溶解,而污染电解液。

由于电化学除油时,电极上不断产生的氢气和氧气具有乳化作用,故电化学除油溶液中可以少加或不加乳化剂。过多的乳化剂在液面形成的泡沫易黏附在零件表面,不易清洗,也影响电极表面气体的逸出。当大量析出的氢气和氧气被液面上的泡沫覆盖,一旦遇到电极与挂具接触不良引起电火花时,即引起爆炸,造成安全事故。 

电解除油也叫电化学除油。它是将金属制件放入有一定组成的碱性溶液中作为电极(阴极或者阳极),通以电流来达到除汕处理目的的过程。

电解除油用的溶液与化学除油用的溶液相同,只不过浓度可以稀一点。这样,它不仅有化学除油的乳化作用和皂化作用,而且由于电流通过除油槽时,在阴极上产生氢气和阳极上产生氧气,大量气体发生对金属表面的溶液进行激烈地搅拌,从而促进了油污从金属表面脱离,同时金属表面的溶液不断得到更新,加速了皂化和乳化过程。电极上析出气体时,能把附着在零件表面上的油膜撕裂,在气泡作用下脱离金属表面,并被气泡带到溶液的表面漂浮,不会滞留在溶液中重新污染金属。与此同时,由于电流的作用,金属表面电化学性质也变化,表面就容易被水所润湿,这使油污从金属表面脱离,由于以上种种原因,使电化学除油比化学除油效果高得多。在一些电镀中,由于使用了电化学除油,使镀层获得了更高的结合力。

在电化学除油中,适当提高温度与提高电流密度一样,可以加快除油速度。在除油液中可以不加或尽量少加一些乳化剂。虽然乳化剂可以提高一些效果,但由于乳化剂发泡能力很强,造成电解时液面被大量的氢氧混和气体的气泡所覆盖,一遇到电极发出火花时,容易引起爆炸。

电解除油中,阴极除油效率比阳汲除油高些,而且一般不会产生铝合金件的腐蚀。但由于阴极上有大量的氢气析出,容易造成渗氢,而引起基体金属的“氢脆”。同时电解液中的少量锌、锡、铜、铝等金属离子杂质,能在金属制件表面呈海绵状的析出,使金属表面发黑、发灰,造成镀层结合不牢。鉴于上述优、缺点,可以采用阴、阳极联合除油方法。即先用阴极除油5~7分钟,再用阳极除油2~3分钟。但高强度钢及弹簧钢件,只能采用阳极除油,不能采用阴极除油。相反,对有色金属,如锌、铜、铝,锡及其合金,则只能采用阴极除油。

 
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