鋼鐵零件電解除蠟工藝

詹益騰，田志斌

（廣州市三孚化工有限公司，廣東 廣州 510663）

鋼鐵零件電解除蠟工藝

詹益騰*，田志斌

（廣州市三孚化工有限公司，廣東 廣州 510663）

介紹了鋼鐵零件電解除蠟工藝。其工藝條件為：SF-301C電解除蠟粉50 ～ 100 g/L，溫度50 ～ 80 °C，陽極電流密度5 ～10 A/dm2，時間2 ～ 3 min，陰極為不銹鋼板。實踐表明，采用該電解除蠟工藝可實現(xiàn)鍍前處理的自動化，大大提高了生產(chǎn)效率和電鍍質(zhì)量。

鋼鐵；前處理；電解除蠟

1 前言

鋼鐵拋光零件電鍍前的初端除蠟，以前一直沿用三氯乙烯等有機(jī)溶劑清洗，但有機(jī)溶劑嚴(yán)重環(huán)境污染，且生產(chǎn)成本高，已逐漸被除蠟水替代。除蠟水清洗工藝雖然避免了三氯乙烯等有機(jī)溶劑對環(huán)境的污染，但仍然存在除蠟時間較長、能耗大等問題，而且除蠟水除蠟后金屬表面不親水(生成一層“蠟?zāi)ぁ?，需要增加一道堿性脫膜工藝，生產(chǎn)中還常常因“蠟?zāi)ぁ泵摬粌?很難檢查)造成電鍍后的鍍層表面有麻點和發(fā)花等缺陷。本文介紹的電解除蠟工藝不僅可以快速清洗鋼鐵拋光零件表面的蠟垢和重油污，而且有縮短鍍前處理時間，降低生產(chǎn)成本，提高電鍍產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點。

2 工藝介紹

SF-301C電解除蠟粉由多種表面活性劑、滲透促進(jìn)劑、擴(kuò)散劑、螯合劑和堿助劑組成，借助電解除蠟溶液對鋼鐵拋光件表面蠟垢強(qiáng)力潤濕、滲透、剝離、分散等物理、化學(xué)作用，陽極電解時工件近陽極區(qū)的電化學(xué)作用以及大量析氧對蠟垢的機(jī)械剝離作用，快速徹底地清除工件表面的蠟垢，且清洗后的工件表面完全親水。

電解除蠟粉適用于鋼鐵拋光件初端陽極電解除蠟，也可用于被重油污染的毛坯件初端陽極電解除油或化學(xué)除油。

2. 1 使用方法

2. 1. 1 工藝條件

2. 1. 2 溶液配制

在電解除蠟槽中注入清水，加入SF-301C電解除蠟粉，攪拌至徹底溶解，然后加溫至工作溫度。

2. 1. 3 日常維護(hù)

(1) 電解除蠟粉中的堿組分是按配方設(shè)計的，在生產(chǎn)中不允許往除蠟溶液中補(bǔ)加各種堿。

(2) 除蠟溶液在使用過程中，由于主要成分的消耗，其洗凈能力逐漸降低，在生產(chǎn)中最好每班(8 h)分析一次除蠟溶液的濃度，然后根據(jù)分析結(jié)果補(bǔ)加除蠟粉。

1999年6月5日，中共中央印發(fā)了《關(guān)于黨中央部門機(jī)構(gòu)改革的意見》。這次改革，主要是根據(jù)形勢的變化和黨的中心工作的需要，進(jìn)一步理順職能關(guān)系，精簡、調(diào)整內(nèi)設(shè)機(jī)構(gòu)和人員編制，優(yōu)化人員結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)機(jī)關(guān)活力。按照“有利于進(jìn)一步堅持、加強(qiáng)和改善黨的領(lǐng)導(dǎo)，有利于進(jìn)一步鞏固黨的執(zhí)政地位和提高黨的執(zhí)政水平，有利于全面加強(qiáng)黨的思想、組織和作風(fēng)建設(shè)。要著眼于使各部門關(guān)系協(xié)調(diào)、職責(zé)清晰、機(jī)構(gòu)和人員編制精干，形成一個結(jié)構(gòu)合理、管理科學(xué)、工作高效的運行機(jī)制”的原則進(jìn)行。

(3) 電解除蠟槽要設(shè)計溢流口，勤清除懸浮于液面的油污。

(4) 工件表面的蠟垢清洗后會沉于槽底，為保持除蠟溶液潔凈，要常抽底除去沉降于槽底的污垢。

(5) 長期使用后除蠟溶液變得渾濁，需更換槽液。更換周期根據(jù)生產(chǎn)情況來定。

2. 2 管理及分析方法

2. 2. 1 波美度的控制

溶液波美度一般控制在6.5 ～ 10 °Bé，1 L溶液每添加13 g除蠟粉，大約可使溶液的波美度升高1 °Bé。

2. 2. 2 濃度的滴定分析

取10 mL除蠟溶液于250 mL的錐形瓶內(nèi)，加80 mL水，然后滴加酚酞指示劑3 ～ 5滴，此時溶液變?yōu)榧t色。用0.5 mol/L的H2SO4溶液滴定，當(dāng)除蠟液由紅色變?yōu)闊o色時記下H2SO4消耗量為V(單位mL)，則SF-301C除蠟液的質(zhì)量濃度可按下式計算：ρ(除蠟液)= 8.1V。

2. 3 鋼鐵拋光件前處理參考工藝流程

3 性能測試

為了檢驗SF-301C電解除蠟粉的性能，測試了電解除蠟溶液的表面張力、濁點、pH、熱浸除重油污能力、熱浸除拋光蠟垢能力、電解除重油污能力、電解除蠟垢能力、腐蝕性、高溫穩(wěn)定性、低溫穩(wěn)定性和漂洗性。

3. 1 測試方法

目前，國內(nèi)尚無電解除蠟粉質(zhì)量指標(biāo)及試驗方法的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此其溶液pH、熱浸除重油污能力、熱浸除拋光蠟垢能力、腐蝕性、高低溫穩(wěn)定性和漂洗性主要參照QB/T 2117–1995《通用水基金屬凈洗劑》的測試方法進(jìn)行。其溶液表面張力采用“液滴重量法”進(jìn)行測試。

除重油污和除蠟垢能力的測試方法如下：

(1) 試片的制備。選用50 mm × 25 mm × 5 mm的45鋼作為試片，對其表面進(jìn)行磨光、初拋光和精拋光，初拋光采用恒星牌的黃蠟(黃拋光膏)，精拋光采用恒星牌的紅蠟(紅拋光膏)。試片拋光后，放入(40 ± 2) °C的恒溫干燥箱中干燥30 min，冷卻稱重(m1)。電解除重油污和熱浸除重油污的試片與上述相同，只是表面改為人工涂覆油污，恒溫干燥后稱重(m1)。

因熱浸除蠟和電解除蠟的試片拋光時其質(zhì)量有損耗，故試片質(zhì)量(m0)按下述方法測量：在試片除蠟、稱重后，將試片吊掛在S形掛鉤上，然后浸入無水乙醇中，再用鑷子夾脫蠟紗布擦洗，接著將試片移至(30 ± 5) °C的三氯乙烯中漂洗，隨后用熱風(fēng)吹干，吊掛在試片架上，放入(40 ± 2) °C的恒溫干燥箱中干燥2 h，冷卻至室溫并稱重(m0)。

(2) 電解除蠟溶液的濃度及操作條件為：

(3) 電解除油和電解除蠟的方法：在1 000 mL的燒杯中倒入800 mL電解除蠟溶液，然后將燒杯置于恒溫水浴鍋中，燒杯內(nèi)的兩邊掛兩塊不銹鋼陰極板，中間掛除蠟或除油的試片，用導(dǎo)線連接12 V硅整流電源，打開電源開關(guān)并把電流調(diào)至1.5 A(此時Ja為6 A/dm2)，通電1 min，關(guān)閉電源后將除蠟或除油試片取出，在(60 ± 2) °C的400 mL純水中擺洗30 s，掛于試片架上后放入(40 ± 2) °C的恒溫干燥箱中干燥2 h，然后冷卻至室溫并稱重(m2)。凈洗力計算公式如下：

3. 2 試驗結(jié)果

SF-301C電解除蠟粉的性能測試結(jié)果見表1。

4 生產(chǎn)應(yīng)用

SF-301C電解除蠟工藝已在國內(nèi)獲得較大規(guī)模的應(yīng)用，取得了一定的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。例如某電鍍仿金鉸鏈的公司，原鋼鐵拋光鉸鏈的鍍前處理流程為：自動生產(chǎn)線外除蠟水高溫除蠟(溫度80 ～ 90 °C，時間20 ～ 30 min)—手工擦洗—上掛具—上環(huán)形自動生產(chǎn)線—化學(xué)除油(60 ～ 70 °C，時間5 min)—水洗2次—陰極電解除油(溫度60 ～ 70 °C，時間3 min)—陽極電解除油(溫度60 ～ 70 °C，時間1 min)—水洗2次—陰極電解酸活化—水洗 2次—電鍍。該公司搬到新廠房后采用電解除蠟工藝，前處理工藝流程如2.3所述，直接在環(huán)形電鍍自動線上進(jìn)行鍍前處理，時間比老工藝縮短約20 min。

由于舊的除蠟工藝耗時較長，環(huán)形自動線所占的工位較多，自動線的投資太大，因此大多數(shù)廠家都把除蠟放在自動線外，用手工操作。改用電解除蠟工藝后，除蠟時間縮短，鍍前處理才有可能實現(xiàn)自動化，從而大大提高了生產(chǎn)效率以及電鍍一次合格率。

表1 SF-301C電解除蠟粉性能測試結(jié)果Table 1 Property test results of SF-301C electrolytic dewaxing powder

也有廠家采用除蠟水超聲波除蠟，除蠟時間可以縮短到5 ～ 6 min，但成本太高。

Electrolytic dewaxing process for iron and steel parts//

ZHAN Yi-teng*, TIAN Zhi-bin

An electrolytic dewaxing process for iron and steel parts was introduced. The process conditions are as follows: SF-301C electrolytic dewaxing powder 50-100 g/L, temperature 50-80 °C, anodic current density 5-10 A/dm2, treatment time 2-3 min and stainless steel sheet as cathode. The practice showed that the process has features of realizing pretreatment automation and greatly improving production efficiency and electroplating quality.

iron and steel; pretreatment; electrolytic dewaxing

Guangzhou Sanfu Chemical Industry Co., Ltd., Guangzhou 510660, China

TG178

A

1004 – 227X (2011) 02 – 0006 – 03

2010–09–27

2010–11–04

詹益騰（1945–），男，廣東惠來人，研究員，公司總工程師，國務(wù)院特殊津貼專家，國家清潔生產(chǎn)審核師，廣東電鍍協(xié)會清潔生產(chǎn)專業(yè)委員會技術(shù)總監(jiān)，主要從事無氰鍍鋅、無氰堿銅、低溫堿性除油工藝、銅染色劑等方面的研究。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) zhrzhn@126.com，(Tel) 13503066986。

[ 編輯：吳定彥 ]