金屬制品的表面洗滌問題的探討

摘 要：金屬制品生產(chǎn)過程中，為了提高金屬制品工藝的美觀度和產(chǎn)品功能，往往需要對(duì)金屬制品表面進(jìn)行技術(shù)，在電鍍、磷化、噴涂、焊接和包裝過程中，必須及時(shí)去除金屬制品表面的污漬、灰塵、油漬、粘結(jié)劑等污染物，確保金屬制品表面的光潔、干凈。金屬制品表面清潔程度直接關(guān)系金屬產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。目前比較常見的方法有機(jī)械處理法、化學(xué)處理法、超聲波處理法以及激光清洗技術(shù)，本文主要對(duì)幾種清洗方法進(jìn)行詳細(xì)的闡述和說明。

關(guān)鍵詞：金屬制品；化學(xué)處理法；超聲波處理

金屬是一種可延展的導(dǎo)電導(dǎo)熱材料，在自然界廣泛存在。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，金屬制品在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，制造等各個(gè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，然而金屬很容易與空氣中的水分發(fā)生化學(xué)作用，產(chǎn)生銹蝕，對(duì)金屬工件造成一定的損害，影響到金屬的使用時(shí)間。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為了提高金屬制品的生產(chǎn)質(zhì)量，降低后續(xù)加工的難度，所以必須對(duì)金屬制品表面進(jìn)行清洗，按照金屬表面污染物質(zhì)，金屬制品污染可以分為油性污染、水溶性污染以及固體污染，金屬制品表面洗滌主要是清洗這三類污染物質(zhì)。常見的方法有機(jī)械處理法、化學(xué)處理法、超聲波處理法以及生物洗滌方法。

1 機(jī)械處理

機(jī)械處理法指通過機(jī)械的方式對(duì)金屬制品表面的污染物質(zhì)進(jìn)行清除，常用的機(jī)械處理方法包括噴丸和噴丸。噴丸是指使用拋丸機(jī)將丸粒的速度提高到一定值，然后從一定角度噴涂到旋轉(zhuǎn)絲的表面。在顆粒的沖擊下，鋼的表面彈性變形。碳鋼和低合金鋼絲相對(duì)較厚，可通過噴丸硬化去除氧化皮。然而，這種方法不適用于處理尺度相對(duì)較薄且金屬制品結(jié)合度較高的不銹鋼絲。實(shí)施這種方法的時(shí)候，對(duì)丸粒的要求比較高，丸粒的材質(zhì)、直徑大小、噴射速度、丸粒重量都會(huì)影響到處理效果；拋丸法指通過拋丸機(jī)提高彈丸的速度，然后將其投影到金屬產(chǎn)品的表面并清除鐵銹和氧化皮。由于拋丸的靈活性比較差，無法處理金屬制品內(nèi)部的死角，所以適合處理工件面積比較大、相對(duì)規(guī)則的物品。

2 手工處理法

手工處理法顧名思義就是通過人工的方式去除金屬制品表面的氧化皮和銹跡。這是最傳統(tǒng)的處理方式，這種處理方式效率比較低、工作強(qiáng)度比較大、處理效果不是很好，尤其是工件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜和有孔的零部件，處理起來比較困難，經(jīng)過酸性溶液清洗以后，無法去除殘留的酸性溶液，一定程度影響到工件的后期加工質(zhì)量。所以這種處理方法，正在逐漸被機(jī)械處理方法替代。

3 化學(xué)處理方法

化學(xué)處理方法指通過酸性溶液或者堿性溶液和金屬制品表面氧化物和污漬在酸性或堿性溶液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并溶解污染物和氧化物。達(dá)到去除金屬制品表面污漬和氧化物的目的。化學(xué)處理方法適合處理薄板件的污染問題和氧化問題，但是這種處理方法對(duì)時(shí)間要求比較嚴(yán)格，如果沒有控制好時(shí)間，可能導(dǎo)致酸性溶液和堿性溶液侵蝕金屬材料，金屬制品經(jīng)過酸洗和水洗以后，金屬制品表面非常干凈，但是由于金屬材料具有一定活性，很容易受到侵蝕，所以必須采用鈍化薄膜層將金屬制品表面和外界隔絕，所以鈍化膜的質(zhì)量影響到清潔效果。通過亞硝酸鈍化出來的鈍化薄膜彈性差、孔隙率大等缺點(diǎn)，所以金屬制品存放過程中依然會(huì)出現(xiàn)重新氧化現(xiàn)象，這不僅增加了生產(chǎn)成本，而且浪費(fèi)了大量金屬材料，影響了金屬產(chǎn)品的正常生產(chǎn)。

4 生物清洗方法

生物清洗指利用酶或者微生物將金屬制品表面的油污進(jìn)行清洗，在這個(gè)過程中，酶和微生物將油污進(jìn)行分解，轉(zhuǎn)化為無毒危害的水溶性物質(zhì)，達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。生物洗滌劑中含量大量的清洗酶，這些酶具有特殊的清洗功能，它的反應(yīng)速度比非酶的反應(yīng)速度的100-1000倍，所以只需要少量的清洗酶，就能夠達(dá)到清洗的目的。

5 超聲波處理法

超聲波處理是指將金屬部件放入清洗劑中，將換能器和功率超聲波頻率源的聲能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，并通過清洗槽壁將超聲波槽內(nèi)的清洗液噴射到超聲波中。罐內(nèi)液體在聲波作用下發(fā)生振動(dòng)，超聲波產(chǎn)生的振動(dòng)將金屬部件表面的污垢去除，并將其乳化并剝離，達(dá)到清洗目的。超聲波清洗清潔度高，各部分清潔度一致，清潔速度快。它不需要手動(dòng)接觸清潔。它安全可靠。它清潔深孔，精確控制，并清潔工件的隱藏部分，達(dá)到清潔而不損壞的目的。對(duì)一些精密度高、表面凹凸不平、工件表面比較復(fù)雜的零部件處理效果比較好。但是超聲波在處理亞微米級(jí)污染顆粒的清洗效果比較好，其次清洗槽的尺寸一定程度上限制了加工零件的范圍，而且清洗以后如何干燥清洗工件也是所要考慮到問題。

6 酸洗磷化工藝

為了去除線材表面的養(yǎng)護(hù)莫，并且在金屬表面形成一層磷酸鹽薄膜，減少線材的抽絲現(xiàn)象，以免金屬材料在冷鐓、成型等加工過程中造成對(duì)磨具的擦傷，必須對(duì)線材進(jìn)行酸洗磷化處理。具體工藝流程如下：酸洗——清水清洗——草酸——磷化——清水清洗——潤(rùn)滑劑。

6.1 酸洗

將整個(gè)盤元浸入到濃度為5-25%的三個(gè)鹽酸槽中，鹽酸的濃度分別為5%<低濃度≤10%，10%<中濃度≤20%，20<高濃度≤25%，根據(jù)酸槽濃度分別添加水或者鹽酸，將其配置到適合酸洗的濃度，線材從低濃度、中濃度、高濃度分別進(jìn)行酸洗，具體酸洗時(shí)間根據(jù)工藝情況確定。酸洗的時(shí)候要松捆酸洗，不要扎腰，在操作的時(shí)候要認(rèn)真檢查，及時(shí)翻料。對(duì)退火異常的線材表面氧化膜或者頑固性污垢的線材可以在弱酸中浸泡10-20分鐘以后再近些水系，水洗以后放在酸洗區(qū)域讓其表面生銹1-2天后，再進(jìn)行酸洗。

6.2 清水清洗

線材充分酸洗以后，再用清洗進(jìn)行沖洗，去除材料表面中的酸性溶液。線材從鹽酸槽中吊起的時(shí)候要停留片刻，減少線材表面的鹽酸溶液。清洗槽中的水為活水，用水沖洗線材上的污垢，并連同吊桿一起沖洗干凈，直到吊桿上的水位無黃色銹水為止。

6.3 草酸洗

線材進(jìn)行草酸洗前，必須檢測(cè)草酸溶液，草酸溶液的游離酸≤7pt，如果超過7pt或者沉渣過多，則需要及時(shí)更換草酸。線材經(jīng)過草酸清洗以后，放入到磷化槽，線材從草酸池中撈出來的時(shí)候，立即進(jìn)行磷化，不能放在空氣中太久，否則很容易生銹。

6.4 磷化

磷化的效果直接影響到線材表面的潤(rùn)滑層均勻性，在拉絲過程中很容易出現(xiàn)線材表面質(zhì)量問題，導(dǎo)致拉拔粉塵過多，影響到實(shí)際效果。磷化前首先檢查磷化液的濃度，磷酸鹽的酸度在37-47pt，溶液溫度控制在75-85℃，小線材5-8分鐘磷化一次，小線材不需要返料大線材8-15分鐘磷化一次，大線材磷化的時(shí)候需要及時(shí)翻料，直到磷化膜分布均勻致密顏色為暗灰色，用指甲輕輕刮表面有一條白色產(chǎn)生。

6.5 水洗潤(rùn)滑

線材磷化以后將其從磷化池中吊起并放置片刻，讓磷化液從線材表面掉落，防止過多的磷化液進(jìn)入到水洗池中，導(dǎo)致皂化劑變化。清洗干凈以后，濾干干燥以后，在線材表面涂抹潤(rùn)滑劑。

6.6 拉絲

將線材進(jìn)行拉絲，可以提高線材的硬度和剛度，在拉絲的時(shí)候，要合理控制拉絲機(jī)的轉(zhuǎn)速、溫度，防止金屬拉拔過程中摩擦變形，一般拉絲的溫度小于180攝氏度，否則容易造成金屬材料脆化。

7 結(jié)語

目前，山東濟(jì)南高能慶陽(yáng)激光清洗劑有限公司研發(fā)的激光清洗設(shè)備已經(jīng)獲得國(guó)家發(fā)明專利，并填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)激光清洗的空白。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，金屬表面清洗技術(shù)還在不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆菡，鄭利強(qiáng).低溫洗滌用表面活性劑的研究[J].中國(guó)洗滌用品工業(yè)，2011，（1）：82-84.

[2]王元蓀.專利文摘[J].中國(guó)洗滌用品工業(yè)，2014，（5）：66-68.

[3]夏敏，燕青芝，葛昌純，等.不銹鋼磨屑中鋼的回收及其性能研究[J].鑄造技術(shù)，2010，31（2）：172-175.

作者簡(jiǎn)介：畢勇，男，漢族，貴州遵義人，大專，現(xiàn)任助理工程師，主要從事的工作拉絲設(shè)備機(jī)械維護(hù)管理。