電化學(xué)除油

電化學(xué)除油可分為陰極除油、陽極除油及陰一陽極聯(lián)合除油。陰極除油的特點是在制件上析出氫氣，即2H2O+2e===H2十+20H一除油時析氫量多，分散性好，氣泡尺寸小，乳化作用強烈，除油效果好，速度快，不腐蝕零件。但析出的氫氣會滲入金屬內(nèi)部引起氫脆，故不宜用于高強度鋼、彈簧鋼等脆性較敏感的金屬零件。此外，當(dāng)電解溶液中含有少量鋅、錫、鉛等金屬粒子時，零件表面將會有一層海綿狀金屬析出，污染金屬零件，并影響鍍層的結(jié)合力。為此，采取單一的陰極電化學(xué)除油是不適宜的。陽極除油的特點是在制件上析出氧氣，即40H一===02十+2H20+4e除油時，一方面氧析出泡少而大，與陰極電化學(xué)除油相比，其乳化能力較差，因此其除油效率較低;另一方面由于氫氧根離子放電，使陽極表面溶液的pH值降低，不利于除油。同時陽極除油時析出的氧氣促使金屬表面氧化，甚至使某些油脂也發(fā)生氧化，以致難于除去。此外，有些金屬或多或少地發(fā)生陽極溶解。所以，有色金屬及其合金和經(jīng)拋光過的零件，不宜采用陽極除油。但陽極電化學(xué)除油沒有"氫脆"，鍍件上也無海綿狀物質(zhì)析出。據(jù)以上利弊關(guān)系的比較，采用單一的陽極電化學(xué)除油是不適宜的。由于陰極除油和陽極除油各有優(yōu)缺點，生產(chǎn)中常將兩種工藝結(jié)合起來，即陰極一陽極聯(lián)合除油，取長補短，使電化學(xué)除油方法更趨于完善。在聯(lián)合除油時，最好采用先陰極除油、再短時間陽極除油的操作方法。這樣既可利用陰極除油速度快的優(yōu)點，同時也可消除"氫脆"。因為在陰極除油時滲入金屬中的氫氣，可以在陽極除油的很短時間內(nèi)幾乎全部除去。此外，零件表面也不至于氧化或腐蝕。實踐中常采用電源自動周期換向?qū)崿F(xiàn)陰一陽極聯(lián)合除油。對于黑色金屬制品，大多采用陰極一陽極聯(lián)合除油。對于高強度鋼、薄鋼片及彈簧件，為保證其力學(xué)性能，絕對避免發(fā)生"氫脆"，一般只進行陽極除油。對于在陽極上易溶解的有色金屬制件，如銅及其合金零件、鋅及其合金零件、錫焊零件等，可采用不含氫氧化鈉的堿性溶液陰極除油。若還需要進行陽極除油以除去零件表面雜質(zhì)沉積物，電解時間要盡量短，以免零件遭受腐蝕。

常用電化學(xué)除油工藝規(guī)范列于表3-9。

對除油質(zhì)量影響較大的電化學(xué)除油工藝條件是電流密度、溫度與除油時間。

電流密度的選擇應(yīng)保證析出足夠數(shù)量的氣泡，既能使油污被機械撕裂、剝離電極表面，又能攪拌溶液。提高電化學(xué)除油的電流密度可以加快除油速度，縮短除油時間，提高生產(chǎn)效率，但電流密度提高，陰極除油滲氫作用增大，電能消耗加劇。另外，陽極除油時可適當(dāng)降低電流密度以防止金屬過腐蝕，所以電化學(xué)除油時電流密度一般控制在5~15A/dm2。

溫度升高能加強乳化作用，從而有利于提高除油效果，同時可以增加溶液電導(dǎo)，降低槽電壓，節(jié)約電能。但溶液溫度過高必然會引起室內(nèi)堿霧彌漫，惡化環(huán)境，溶液蒸發(fā)加快。當(dāng)溶液中含有較高的氯離子時還會加快零件的腐蝕。溫度過低時除油效果降低，有時零件表面還可能出現(xiàn)銹蝕。電化學(xué)除油的溶液溫度一般控制在60~80℃。

按常規(guī)工藝，除油時間通常定為先用陰極除油3~7min，再用陽極除油0.5~2min，以此綜合陰、陽極除油的優(yōu)點達到對油污的徹底清除。

此外在電化學(xué)除油槽中，還要注意陰極除油不能用鐵板作陽極，因為鐵板陽極會溶解，而污染電解液。

由于電化學(xué)除油時，電極上不斷產(chǎn)生的氫氣和氧氣具有乳化作用，故電化學(xué)除油溶液中可以少加或不加乳化劑。過多的乳化劑在液面形成的泡沫易黏附在零件表面，不易清洗，也影響電極表面氣體的逸出。當(dāng)大量析出的氫氣和氧氣被液面上的泡沫覆蓋，一旦遇到電極與掛具接觸不良引起電火花時，即引起爆炸，造成安全事故。

電化學(xué)除油除了具有化學(xué)除油的皂化與乳化作用外，還具有電化學(xué)作用。在電解條件下，電極的極化作用降低了油與溶液的界面張力，溶液對零件表面的潤濕性增加，使油膜與金屬間的黏附力降低，使油污易于剝離并分散到溶液中乳化而除去。在電化學(xué)除油時，不論是制件作為陽極還是陰極，其表面上都有大量氣體析出。當(dāng)零件為陰極時(陰極除油)，其表面進行的是還原反應(yīng)，析出氫氣;零件為陽極時(陽極除油)，其表面進行的是氧化反應(yīng)，析出氧氣。電解時金屬與溶液界面所釋放的氧氣或氫氣在溶液中起乳化作用。因為小氣泡很容易吸附在油膜表面，隨著氣泡的增多和長大，這些氣泡將油膜撕裂成小油滴并帶到液面上，同時對溶液起到攪拌作用，加速了零件表面油污的脫除速度。

電化學(xué)除油除了具有化學(xué)除油的皂化與乳化作用外，還具有電化學(xué)作用。在電解條件下，電極的極化作用降低了油與溶液的界面張力，溶液對零件表面的潤濕性增加，使油膜與金屬間的黏附力降低，使油污易于剝離并分散到溶液中乳化而除去。在電化學(xué)除油時，不論是制件作為陽極還是陰極，其表面上都有大量氣體析出。當(dāng)零件為陰極時(陰極除油)，其表面進行的是還原反應(yīng)，析出氫氣;零件為陽極時(陽極除油)，其表面進行的是氧化反應(yīng)，析出氧氣。電解時金屬與溶液界面所釋放的氧氣或氫氣在溶液中起乳化作用。因為小氣泡很容易吸附在油膜表面，隨著氣泡的增多和長大，這些氣泡將油膜撕裂成小油滴并帶到液面上，同時對溶液起到攪拌作用，加速了零件表面油污的脫除速度。