Химическое и электрохимическое обезжиривание в ваннах

Обезжиривание деталей перед гальванической обработкой выполняется в ваннах с качающимися корзи¬нами (см. п. 7) и в галтовочных барабанах. Для элек¬трохимического обезжиривания применяют ванну, описанную в п. 7. Назначение обезжиривания состоит в удалении с поверхности деталей пленки органических жиров и мине¬ральных масел, а также различных твердых загрязне¬ний (мелкой металлической - и минеральной мыли), удерживаемых на детали жировой (масляной) пленкой. Органические жиры попадают на детали, если при их полировании применялись листы со стеарином, олеином, техническим салом, и от соприкосновения с чело¬веческими руками, которые, как бы чисто они ни были вымыты, всегда покрыты выделяющимися из кожи жиром и потом. Минеральные масла (и близкие к ним вещества) — это смазочные и консервирующие материалы, специально наносимые на металл при его хранении или попадающие на него в процессе механической обработки. Твердые загрязнения могут быть весьма разнообразными, но к ним в данном случае не относят окислы.
В гальванотехнической литературе иногда указывается, что при обезжиривании в щелочных растворах происходит омыление органических жиров, т. е. превращение их в легко растворимое в воде мыло. Теорети¬чески это правильно, но практическая ошибка такого утверждения заключается в том, что оно не учитывает элемента времени. Процесс омыления очень длителен. Причина этого в том, что даже при интенсивном кипении водный раствор щелочи и растопленный жир образуют два несмешивающихся между собой слоя и химическая реакция между ними идет чрезвычайно медленно, в течение нескольких часов.
Следовательно, даже при химическом обезжиривании, продолжающемся 0,5—2 ч, вряд ли можно ожидать какого-либо существенного омыления жира, а тем более при электрохимическом обезжиривании, продолжающемся не более 5 мин. К тому же преобладающее загрязнение — минеральные масла — не омыляются ни при каких условиях. Обезжиривание, удаленнее деталей органических жиров и минеральных масел достигается благодаря наличию в обезжиривающем растворе специально добавляемых эмульгаторов — веществ, которые проникают между частицами загрязнений и металлом, отделяют их таким образом от поверхности детали и удерживают в виде устойчивой эмульсии — мелких капелек, не сливающихся в сплошной слой жира, который иначе мог бы снова прилипнуть к детали. В растворе для электрохимического обезжиривания к действию эмульгаторов добавляется очень эффективное и интенсивное удаление загрязняющих частиц с поверхности детали пузырьками выделяюще¬гося газа (водорода — при катодном процессе и кислорода при анодном).
Надежное обезжиривание без эмульгаторов, даже при интенсивном газовыделении в электрохимическом процессе, практически невозможно. Ни едкие, ни углекислые щелочи эмульгирующими свойствами не обладают, они только создают благоприятные условия для работы эмульгаторов.
32. Обезжиривающие растворы
Эмульгаторы. В состав обезжиривающих растворов издавна вводились компоненты, обладающие более или менее заметным эмульгирующим действием. Так, например, небольшим эмульгирующим действием обла¬дает тринатрийфосфат. Более сильно эмульгирует жидкое стекло, но оно имеет существенный недостаток — в случае плохой промывки после обезжиривания при последующем активировании в слабокислом растворе неотмытое жидкое стекло под действием кислоты разлагается с образованием на детали нерастворимой пленки окиси кремния, нарушающей прочность сцепления покрытия. Хороший эмульгатор — обычное хозяйственное мыло, но при его концентрации свыше 3—5 г/л в концентрированном растворе щелочи оно высали¬вается и всплывает на поверхность раствора, образуя пленку, могущую прилипнуть к деталям при их извлечении из ванны. Кроме того, большинство сортов хозяйственного мыла содержит значительные количества канифоли в виде канифольного мыла, ко¬торое при гидролизе разлагается, образуя на детали канифольную пленку, препятствующую покрытию.
Хорошим эмульгирующим действием обладают синтетические эмульгаторы, выпускаемые ныие в очень широком ассортименте. К ним относятся ОП-7, ОП-10, синтанол ДС-10, сульфаиол НП-3 и др. Добавляют их в ванну обезжиривания в количестве 0,05—0,5 %, редко больше. Синтетические моющие средства. Промышленность выпускает синтетические моющие средства, специально предназначенные для обезжиривания металлических деталей в заводских условиях: ТМС-31. ТМС-70, МЛ-51, МЛ-52 и др. Для обезжиривания стальных деталей могут быть с успехом использованы жидкости, вы-пускаемые промышленностью для мытья столовой (бытовой) посуды, например «Жемчуг» (завода «Мое бытхим»), «Вильва» (завода «Ленбытхнм») и др. Во шый 0,5—1,0 %-ный раствор этих жидкостей при 40—50 °С и интенсивном перемешивании удаляет полироваль-ную пасту за 10—15 мин. При протирании деталей волосяными щетками вручную, подобно тому, как это делается кое-где еще и сейчас при мытье в бензине, керосине или иных горючих растворителях, обезжиривание достигается быстрее, чем в горючих растворите¬лях и совершенно безопасно как н пожарном, так и в гигиеническом отношении. Можно использовать и бытовые стиральные порошки, разводя их в концентрации, рекомендованной для применения в стиральной машине, но поскольку они предназначены не для стали, а для материи, надо предварительно проверить действие порошка данной марки на стальном образце, ибо некоторые вызывают заметную коррозию стали.
Завершающие и контрольные операции
Щелочные растворы плохо смываются с металлических деталей, поэтому промывку после химического и электрохимического обезжиривания нужно вести в горячей (70—90 °С) воде, но, поскольку после электрохимического обезжиривания обычно следует активиро-вание, куда деталь должна обязательно поступать холодной, во избежание ее обсыхания и окисления, то после электрохимического обезжиривания должна следовать сначала промывка в горячей воде, а затем — в холодной.
Невооруженным глазом можно увидеть на обезжиренной детали только значительные загрязнения и не удаленные при предшествующем травлении достаточно толстые пленки окислов.
Немного более чувствительный метод — протирание влажной поверхности деталей чистой белой тряпкой или фильтровальной бумагой при сильном нажиме. Это позволяет, например, заметить, благодаря жирному пятну на тряпке, остатки на детали плохо удаленной консервирующей смазки.
Широко распространен способ окунания испытываемой детали в воду, основанный на том, что вода не смачивает загрязненную поверхность металла, оставляя на извлеченной из воды детали в загрязненных местах хорошо видимые глазом разрывы водяной пленки. Однако в некоторых условиях, в частности, при малых количествах жировых загрязнений, при наличии следов мыла, облегчающих смачивание, небольших количеств ржавчины и мелкораздробленного металлического порошка (опилок), способ может не показать присутствия загрязнений и, наоборот, в некоторых случаях создать впечатление присутствия несуществующих загрязнений. Чтобы по возможности избежать грубых ошибок, нужно проводить испытание в следующей последовательности: после операции обезжиривания промыть деталь как обычно; затем промытую деталь опустить в чистую, холодную воду, дать стечь избытку воды в течение примерно 30 с, но не дольше, чтобы не успела испариться водяная пленка; осмотреть деталь; окунуть ее в 1—2 %-ную серную кислоту для разрушения следов мыла (не применять соляную кислоту!); затем опять окунуть в чистую холодную воду и вновь осмотреть деталь.
При чрезмерно толстом слое воды (при недостаточной выдержке для стекания) вода может удержаться и на грязной поверхности, а при излишне большой выдержке деталь обсохнет и создаст ложное представление о плохой смачиваемости.