电解脱脂是将金属浸在特定的电解液中,通上直流电进行电解处理,以达到脱脂的目的。要脱脂的工件可以是阴极,也可以是阳极。工件是阴极的叫阴极电解脱脂,工件是阳极的叫阳极电解脱脂。电解脱脂比化学脱脂效率高得多,并且脱脂彻底。
  将金属工件作为一个电极,浸在电解液中,通入直流电时,由于极化作用,金属-溶液界面的界面张力降低,溶液很容易渗透到油膜下的工件表面,发生还原或氧化反应,析出大量的氢气和氧气。它们脱离金属表面浮出,产生强烈的搅拌作用,猛烈地冲击和撕裂油膜,使吸附在工件上的油膜被碎成细小的油珠,迅速与工件脱离,进入溶液后成为乳浊液,从而达到脱脂的目的。
  铝合金化学性质活泼,阳极电解会生成阳极氧化膜,或发生腐蚀溶解,所以不能使用阳极电解脱脂。铝合金没有氢脆现象,可以使用阴极电解脱脂。电解脱脂液一般是碱性的。

影响电解脱脂的各种因素:

  1.氢氧化钠的浓度
  氢氧化钠是强电解质,其水溶液导电能力强(浓度越高,导电能力越强)、电流密度大、脱脂速度快。氢氧化钠对钢铁有钝化作用,可以防止钢铁工件在阳极电解脱脂时腐蚀。氢氧化钠对铝合金有强烈的腐蚀性,所以不能用于铝合金的电解脱脂。
  2.表面活性剂的选择
  电解脱脂时,表面活性剂的作用已降到次要地位。通常不大量使用OP-10、烷基硫酸钠、清洗剂6501、6502及肥皂等表面活性剂。因为他们的发泡能力强,若电解脱脂液中大量添加上述成分,工作时产生的大量含有氢气、氧气的泡沫会覆盖整个槽液表面,长期堆积难以散去,遇到电极接触不良产生的电火花,极易爆炸。因此,电解脱脂液中通常只加入磷酸三钠、碳酸钠、硅酸钠和低泡表面活性剂。动物油和植物油在电解过程中会被加速除去,在碱性状态下,由于皂的生成会导致槽液泡沫越来越多。当槽液上面的泡沫太多时应及时驱散、取出和放进工件时要及时切断电源,不能带电上下槽,避免发生爆炸,防止发生安全事故。
  3.电流密度
  提供电流密度,可以提高脱脂速度和改善深孔与不通孔内的脱脂效果,但电流密度太高时,会形成大量的碱雾,污染车间里的空气,还可能腐蚀工件。不仅在阳极脱脂时产生腐蚀作用,铝合金工件在阴极脱脂时,电流密度太大,也会因阴极区溶液的PH值升高,而溶解腐蚀。合适的电流密度,保证析出足够的气体,才能将工件表面的油污清除干净,一般为3A/dm2~10A/dm2。
  4.温度
  提高温度可降低电解液的电阻,增加电流密度,促进油污的皂化和乳化作用,加快脱脂速度,提高脱脂效率,节约电能。但温度过高,不仅消耗大量的热能,热蒸汽污染车间的空气,恶化劳动条件,还可能腐蚀铝合金工件。合适的温度是35℃~60℃。槽液的温度一般低于化学脱脂,电解脱脂主要靠电解时产生的气体对油污剥离,同时使溶液的乳化、皂化的作用大幅度加强。一般来讲相同的油污用电解脱脂较化学方法效率要高很多。
  5.槽体和电极材料
  铝合金的电解脱脂槽,应使用钢质或衬钢材料,但不能把钢槽当电极使用。若钢槽参加电解,就会破坏钢槽的防腐层,导致铁元素溶入电解液中,使电解液被污染而报废。电极可以用不溶性材料制成,如石墨、不锈钢、镍板等。

2011年06月30日

金属前处理--脱脂

电解脱脂