隨著我國(guó)汽車、家電、電子行業(yè)的迅速發(fā)展，電鍍鋅鋼板的需求也隨之增速，供不應(yīng)求及質(zhì)量和制造工藝水平的制約，使我國(guó)電鍍鋅鋼板 產(chǎn)品仍以進(jìn)口為主，而直接影響電鍍質(zhì)量的電鍍前處理工作，也一度成為多個(gè)行業(yè)關(guān)注的問題，今天迪賽環(huán)保想就電鍍前處理技術(shù)問題，淺析其研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景。

電鍍前處理主要包括粗糙表面的整平、除油、除銹( 又稱活化、浸蝕) 。除銹即除去表面的氧化物、銹蝕物、鈍化膜等( 包括強(qiáng)浸蝕、電化學(xué)浸蝕和弱浸蝕) 。若電鍍之前，工件表面不清潔或者有銹、油等，則沉積出來的鍍層與基體結(jié)合不牢，輕者起泡，重者起皮、脫落，且鍍層往往是不連續(xù)的，甚至是疏松的。電鍍前處理不當(dāng)，得不到合格的電鍍層，造成材料和能源的浪費(fèi)。因此，電鍍前處理技術(shù)對(duì)于電鍍質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。

1.電鍍前處理技術(shù)

1.1粗糙表面的整平

目前，國(guó)內(nèi)外粗糙表面常用的整平技術(shù)主要有磨光、拋光、滾光、噴砂等方法，拋光分為機(jī)械拋光、化學(xué)拋光和電解拋光。

化學(xué)機(jī)械拋光( CMP) 技術(shù)最早出現(xiàn)在20 世紀(jì)80 年代中期，由IBM 公司利用Strasburgh 公司生產(chǎn)的拋光機(jī)在EASTFISHKILL 工程進(jìn)行CMP 工藝開發(fā)的。目前，CMP 技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成以化學(xué)機(jī)械拋光機(jī)為主體，集在線檢測(cè)、終點(diǎn)檢測(cè)、清洗、甩干等技術(shù)于一體的化學(xué)機(jī)械平坦化技術(shù)。這對(duì)精密元件和器件，如集成電路、半導(dǎo)體元件表面清洗有著生產(chǎn)效率高，表面清潔度好，但投資大，對(duì)于拋光介質(zhì)要求嚴(yán)格。

表面滾磨光整加工技術(shù)：將零件置于盛有加工介質(zhì)( 磨塊、磨劑、水等) 的容器中，加工時(shí)，通過零件和磨塊之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使處于游離狀態(tài)的磨塊以一定的力對(duì)零件表面進(jìn)行碰撞、滾壓、滑擦、刻劃的微量磨削作用，改變零件表面的幾何特征，從而降低表面粗糙度值，增加表面輪廓支承率，改變表面紋理，去除毛刺等，改善表面層的物理力學(xué)性能，提高表面顯微硬度，表面形成變質(zhì)層，改善表面應(yīng)力狀態(tài)等，提高零件的清潔度，綜合改善零件的表面完整性，提高零件及其產(chǎn)品的使用性能和壽命，達(dá)到對(duì)零件表面光整加工的目的。目前，表面滾磨光整加工技術(shù)還停留在定性的理論研究、實(shí)驗(yàn)分析的階段。如何對(duì)其定量化研究、開發(fā)適用于特殊零件的表面滾磨光整工藝仍是難題。復(fù)合光整加工方法有利于優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，是表面滾磨光整加工的一個(gè)發(fā)展方向。

針對(duì)傳統(tǒng)的拋光方法在加工過程中無法對(duì)加工過程和主要的參數(shù)進(jìn)行精密的控制以致無法實(shí)現(xiàn)確定性的加工提出來的，確定性拋光技術(shù)就是采取各種各樣的手段對(duì)諸如拋光速率、傾斜角度、磁場(chǎng)強(qiáng)度等因素實(shí)現(xiàn)對(duì)拋光過程的控制，目前，這類技術(shù)主要有磁流變拋光、離子束拋光、磁射流拋光、氣囊拋光等確定性拋光方法。

電化學(xué)拋光是在一定電解液中金屬工件作為電極，使其表面粗糙度下降，光亮度提高，并產(chǎn)生一定金屬光澤的技術(shù)。該技術(shù)由R. Winer 等人在銀電化學(xué)拋光方面的第一個(gè)專利首次提出。法國(guó)P. A. Jacquet 在銅和鎳方面的研究把該技術(shù)推廣到工業(yè)化。電化學(xué)拋光與化學(xué)、機(jī)械拋光相比，能夠處理機(jī)械拋光、化學(xué)拋光無法拋到的凹處，而且內(nèi)外色澤一致，光澤持久，生產(chǎn)效率高，成本低廉和去除應(yīng)力集中的效果。因此，電化學(xué)拋光應(yīng)是未來拋光領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)方向。

目前，趙峰等在文中提出了幾種新型的復(fù)合電化學(xué)拋光技術(shù)。磁場(chǎng)輔助電化學(xué)拋光是指在電化學(xué)拋光時(shí)，在電極間引入外加磁場(chǎng)，使得陽極電解溶解的金屬離子在洛侖茲力和電場(chǎng)力的共同作用下改變其運(yùn)動(dòng)軌跡與速度，最終實(shí)現(xiàn)降低材料表面粗糙度的一種復(fù)合拋光新技術(shù)。超聲波電化學(xué)拋光是將電化學(xué)作用與超聲波振動(dòng)作用相結(jié)合的一種復(fù)合拋光技術(shù)，可大大提高拋光效率。脈沖電化學(xué)拋光是采用脈沖電源代替直流電源，利用非線性電解液、工具陰極與工件陽極之間保持較小的加工間隙的一種工件表面拋光方法。

1.2除油

除油，又稱脫脂，在進(jìn)行電鍍之前，必須清除零件表面上的油污，除油效果直接影響電鍍質(zhì)量。工件表面的油脂主要是各種碳?xì)浠衔?，有些與堿不起反應(yīng)，不可皂化，故稱為非皂化油，去除這種油只能依靠乳化或溶解作用來實(shí)現(xiàn)；而另一些油與堿發(fā)生皂化作用，稱為皂化油，可通過皂化、乳化和溶解作用去除這種油。常用的除油方法有： 物理機(jī)械法除油、有機(jī)溶劑除油法、化學(xué)除油法、電化學(xué)除油法以及上述方法的聯(lián)合法。

電化學(xué)除油是在堿性溶液中，以零件為陽極或陰極，采用不銹鋼板、鎳板、鍍鎳鋼板或鈦板為第二電極，在直流電作用下將零件表面油污除去的過程。電化學(xué)除油液與堿性化學(xué)除油液相似，但其主要依靠電解作用強(qiáng)化除油效果，通常電化學(xué)除油比化學(xué)除油更有效，速度更快，除油更徹底。

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(duì)零件表面的潤(rùn)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(shí)，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(shí)( 陰極除油) ，其表面進(jìn)行的是還原反應(yīng)，析出氫氣; 零件為陽極時(shí)( 陽極除油) ，其表面進(jìn)行的是氧化反應(yīng)，析出氧氣。電解時(shí)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?yàn)樾馀莺苋菀孜皆谟湍け砻妫S著氣泡的增多和長(zhǎng)大，這些氣泡將油膜撕裂成小油滴并帶到液面上，同時(shí)對(duì)溶液起到攪拌作用，加速了零件表面油污的脫除速度。

1.3除銹

最常用的除銹方法是浸蝕法與機(jī)械法。浸蝕主要有化學(xué)浸蝕和電化學(xué)浸蝕。浸蝕過程中往往還采用電解及超聲波振蕩等輔助措施，以達(dá)到去除某些較厚致密的氧化皮的目的。

電化學(xué)浸蝕利用直流電( 也可用交流電) ，在浸蝕液中去除金屬表面的氧化皮、廢舊鍍層及其他腐蝕產(chǎn)物。零件作為陽極時(shí)成為陽極浸蝕，零件作為陰極時(shí)成為陰極浸蝕，或陰極-陽極聯(lián)合浸蝕。零件在陽極依靠電化學(xué)溶解、電極上析出氧氣的機(jī)械剝離以及化學(xué)溶解作用將氧化物除去，所以浸蝕速度快、表面質(zhì)量好，不存在氫脆和雜質(zhì)在零件表面沉積，在生產(chǎn)上應(yīng)用得較多，但不可避免基體金屬的溶解。

零件的陰極浸蝕，主要是依靠電極上析出氫氣的機(jī)械剝離和化學(xué)溶解作用、氫對(duì)氧化物的還原作用等。不存在電化學(xué)溶解，大大降低了基體金屬過腐蝕的危險(xiǎn)。但因大量析出氫帶來了嚴(yán)重的氫脆問題，高強(qiáng)度鋼及對(duì)氫脆比較敏感的合金鋼及彈簧等不宜采用陰極浸蝕。

黑色金屬可在硫酸液中先在陰極進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的浸蝕，將氧化物基本除凈。然后轉(zhuǎn)向陽極短時(shí)間浸蝕，溶去在陰極浸蝕時(shí)附著在零件表面上的沉積物，并能減少氫脆的危害。這樣可以同時(shí)利用陰陽極浸蝕的優(yōu)點(diǎn)。

近年來，液體等離子體技術(shù)被用來進(jìn)行金屬表面的清洗和表面涂層處理。液體等離子體清洗的工作原理為將一種中性導(dǎo)電水溶液噴灑在生銹的金屬表面上或者將生銹的金屬浸泡在導(dǎo)電水溶液中，將生銹的金屬設(shè)定為陰極，在直流或交流電場(chǎng)作用下，在金屬表面產(chǎn)生等離子體，導(dǎo)致局部高溫將金屬銹去除。應(yīng)用此技術(shù)可取代目前清洗行業(yè)的酸堿洗滌，改善工人勞動(dòng)環(huán)境，減少環(huán)境污染和降低廢棄物的排放。

金屬前處理要根據(jù)具體要求而定，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，根據(jù)金屬種類和金屬表面狀況，而選用合適的電鍍前處理方法，或幾種組合運(yùn)用。

2、結(jié)語

( 1) 我國(guó)汽車、家電、電子行業(yè)發(fā)展迅速，由于質(zhì)量因素和制造工藝水平的制約，需要大量進(jìn)口電鍍鋅鋼板，電鍍前處理技術(shù)與電鍍質(zhì)量息息相關(guān)。

( 2) 電鍍前處理主要包括粗糙表面的整平、除油和除銹。電鍍前處理要根據(jù)不同的金屬和不同的金屬表面情況，確定一種合適的電鍍前處理方法，或者幾種前處理方法組合運(yùn)用。

( 3) 電化學(xué)方法能夠達(dá)到整平粗糙表面、除油和除銹的目的，減少了電鍍前處理的工序，提高了效率節(jié)約了成本，保護(hù)了環(huán)境，是電鍍前處理一種非常有效、經(jīng)濟(jì)的方法。

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