電化學(xué)除油

電化學(xué)除油定義：電化學(xué)除油又稱電解除油，在堿性電解液中金屬工件受直流電場(chǎng)的作用發(fā)生極化作用，使金屬—溶液界面張力降低，溶液易于潤(rùn)濕并滲入油膜下的工件表面。同時(shí)，在電解時(shí)金屬表面析出大量的氫氣或氧氣對(duì)油膜的猛烈沖擊和撕裂，對(duì)溶液產(chǎn)生強(qiáng)烈的攪拌，油膜被分散成細(xì)小的油珠脫離工件表面而進(jìn)入溶液中形成乳濁液，從而達(dá)到除油的作用。

電化學(xué)除油原理：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(yáng)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(yáng)極時(shí)(陽(yáng)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?，隨著氣泡的增多和長(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。

電化學(xué)除油分類：電化學(xué)除油可分為陰極除油、陽(yáng)極除油及陰一陽(yáng)極聯(lián)合除油。陰極除油的特點(diǎn)是在制件上析出氫氣，即2H2O+2e===H2十+20H一除油時(shí)析氫量多，分散性好，氣泡尺寸小，乳化作用強(qiáng)烈，除油效果好，速度快，不腐蝕零件。但析出的氫氣會(huì)滲入金屬內(nèi)部引起氫脆，故不宜用于高強(qiáng)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(shí)，零件表面將會(huì)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(yáng)極除油的特點(diǎn)是在制件上析出氧氣，即 40H一===02十+2H20+4e除油時(shí)，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(yáng)極表面溶液的 pH值降低，不利于除油。同時(shí)陽(yáng)極除油時(shí)析出的氧氣促使金屬表面氧化，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(yáng)極溶解。所以，有色金屬及其合金和經(jīng)拋光過(guò)的零件，不宜采用陽(yáng)極除油。但陽(yáng)極電化學(xué)除油沒(méi)有“氫脆”，鍍件上也無(wú)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(yáng)極電化學(xué)除油是不適宜的。由于陰極除油和陽(yáng)極除油各有優(yōu)缺點(diǎn)，生產(chǎn)中常將兩種工藝結(jié)合起來(lái)，即陰極一陽(yáng)極聯(lián)合除油，取長(zhǎng)補(bǔ)短，使電化學(xué)除油方法更趨于完善。在聯(lián)合除油時(shí)，采用先陰極除油、再短時(shí)間陽(yáng)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(diǎn)，同時(shí)也可除去“氫脆”。因?yàn)樵陉帢O除油時(shí)滲入金屬中的氫氣，可以在陽(yáng)極除油的很短時(shí)間內(nèi)幾乎全部除去。此外，零件表面也不會(huì)氧化或腐蝕。實(shí)踐中常采用電源自動(dòng)周期換向?qū)崿F(xiàn)陰一陽(yáng)極聯(lián)合除油。對(duì)于黑色金屬制品，大多采用陰極一陽(yáng)極聯(lián)合除油。對(duì)于高強(qiáng)度鋼、薄鋼片及彈簧件，為保證其力學(xué)性能，避免發(fā)生“氫脆”，一般只進(jìn)行陽(yáng)極除油。對(duì)于在陽(yáng)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(jìn)行陽(yáng)極除油以除去零件表面雜質(zhì)沉積物，電解時(shí)間要盡量短，以免零件遭受腐蝕。

工藝條件：對(duì)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(shí)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(jī)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(shí)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(yáng)極除油時(shí)可適當(dāng)降低電流密度以防止金屬過(guò)腐蝕，所以電化學(xué)除油時(shí)電流密度一般控制在5～15A/dm2 。

溫度升高能加強(qiáng)乳化作用，從而有利于提高除油效果，同時(shí)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(guò)高必然會(huì)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(shí)還會(huì)加快零件的腐蝕。溫度過(guò)低時(shí)除油效果降低，有時(shí)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(shí)間通常定為先用陰極除油3～7min，再用陽(yáng)極除油0． 5～2min，以此綜合陰、陽(yáng)極除油的優(yōu)點(diǎn)達(dá)到對(duì)油污的清潔。

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(yáng)極，因?yàn)殍F板陽(yáng)極會(huì)溶解，而污染電解液。

由于電化學(xué)除油時(shí)，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(guò)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(shí)，即引起爆炸，造成事故。