一种适用于铝表面的电解清洗工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种适用于铝表面的电解清洗工艺。工艺步骤如下：1）预清洗，采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解；2）电解清洗，在水基清洗剂的作用下，以120~150A/dm2的电流密度清洗0.05-0.1s；3）刷洗，采用碱液刷洗金属表面3次，清除表面上的铁屑和油污；4）漂洗，利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净，采用热风烘干；所述水基清洗剂的组成配比如下：表面活性剂KE-10.8-1.2g/l，表面活性剂SDBS2.0-2.5g/l，表面活性剂NP-102.2-2.6g/l，助洗剂0.5-0.6g/l，复合缓蚀剂0.8-1g/l，溶剂为水。
【专利说明】-种适用于铝表面的电解清洗工艺
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属元件制造加工业【技术领域】，具体涉及一种适用于铝表面的电解清 洗工艺。
【背景技术】
[0002] 清洗是指清除工件表面的液体和固体污染物，使工件表面达到一定的洁净度。清 洗也是热处理生产过程中一道不可忽视的中间辅助工序。所有经机加、热处理前的工件都 应进行。否则，热处理前、后工件表面上的油污等直接进入炉内加热挥发和燃烧，容易造成 车间空气污染，工件表面状态也不好，甚至影响热处理质量，特别是对化学热处理以及真空 热处理。清洗可以提高热处理生产效率及热处理质量，与热处理有关的环保，清洗属于清洁 热处理范畴。
[0003] 完整的电解清洗过程包括预清洗、电解清洗、漂洗和烘干等工序，其中电解清洗是 核心。电解清洗是将金属通过热的强碱溶液，在金属表面产生电解效应去除金属表面的油、 铁粉和其它松散杂质。清洗剂的成分组成和清洗性能是一个影响清洗效果的重要因素，它 决定了残留物是否能够完全脱离金属表面，脱离金属表面的污染物是否能够很好地被乳化 和皂化，避免再次对金属产生污染。目前普遍均使用普通型电解清洗工艺，普通型电解清洗 装置的电流密度一般在5.4~21.6 A/dm2之间，极板间距为51~152 mm。由于电流密度较低， 故极板长度较大，电解总时间较长，电耗较高。
[0004] 铝密度小，虽然质软，但可制成合金，所以广泛应用于飞机、船舶、汽车等制造业。 铝的导电性也较好，虽然导电率不如铜，但是铝导线单位体积重量轻而且成本低廉，表面形 成的氧化膜具有一定绝缘性，所以广泛应用于电器制造业、无线电工业等行业。铝具有较强 的导热能力，所以被制成各种换热设备、炊具等。由铝制造的设备中若积存或者附着渣油， 就需要进行合理的清洗。但是以往的除油清洗剂大多碱性较强，还需要借助高温的条件，这 样的清洗剂对资源、能源都有很大的损耗，而且容易引发安全事故，造成环境污染。研制新 型的以表面活性剂为主要清洗成分的水系渣油碳钢清洗剂，能高效、安全、绿色环保的清除 碳钢表面渣油，从经济、安全和环保的角度都具有现实意义。
[0005] CN91109760. 0,名称为"水溶性金属清洗液"的发明专利申请，该清洗液以水为溶 齐U，加入乳化剂十二烷基磺酸钠、OP- 1 〇 ;防锈剂五氯酚钠、苯甲酸钠、亚硝酸钠；清洗 剂三乙醇胺、聚乙二醇、乙醇、磷酸配制而成的，它可用于各种钢材、铸铁制件的清洗。但缺 点是泡沫多，导电率低，一般需要加热使用，不适用于电解清洗。
【发明内容】
[0006] 针对上述技术问题，本发明提供了一种适用于铝表面的电解清洗工艺。本工艺清 洗效果好，去污能力强，渣油脱脂率可达99. 5%以上，防锈性能良好。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： 一种适用于铝表面的电解清洗工艺，其特征在于： 1) 预清洗 采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解，并减轻下道清洗工序的 负荷； 2) 电解清洗 在水基清洗剂的作用下，以12(Tl50 A/dm2的电流密度清洗0. 05-0. Is ; 3) 刷洗 采用碱液刷洗金属表面3次，清除表面上的铁屑和油污； 4) 漂洗 利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净，采用热风烘干； 所述水基清洗剂的组成配比如下： 表面活性剂KE-I 0. 8-1. 2 g/1 表面活性剂SDBS 2. 0-2. 5 g/1 表面活性剂NP-10 2. 2-2. 6 g/1 助洗剂 0? 5-0. 6 g/1 复合缓蚀剂 0.8-1 g/1 溶剂为水。
[0008] 表面活性剂的筛选与应用是铝表面水基清洗剂的关键。本发明选用表面活性剂 KE-1、SDBS和NP-10能降低体系的表面张力，可有效促进铝表面油污的润湿、渗透、乳化和 分散，将铝表面油污清洗干净。借助电解作用，将清洗剂工作液组分迅速渗透到油污与金属 之间，使油污迅速剥离铝表面，剥离后表面活性剂将油脂乳化，在电解的作用下将油脂打散 并均匀分布于体系中，极高地提高了水基清洗剂的除油性能。
[0009] 另一方面，由于表面活性剂KE-USDBS和NP-10的官能团中带有多分支支链结构， 相对于直链结构的表面活性剂而言，其在液体膜表面的阻碍排液和"修复"作用大大降低， 泡沫稳定性减弱，因此起泡后泡沫消失得比较快。将它们复配，能达到很好的消泡和清洗效 果，符合清洗的要求。
[0010] 优选地，所述的助洗剂为三聚磷酸钠、4A沸石和硅酸钠中的一种或者两种以上的 组合。
[0011] 优选地，所述的复合缓蚀剂为聚乙烯和咪唑啉复配。
[0012] 进一步优选地，所述聚乙烯和咪唑啉的复配质量比例为1 :1。
[0013] 缓蚀剂聚乙烯和咪唑啉经化学吸附过程被吸附在金属表面，本身形成一层紧密的 膜，或与金属离子反应后形成一层紧密的膜，故缓蚀效果好。当其添加量为0.6 g/1时，最 低腐蚀率可达〇. 3%。
[0014] 优选地，所述清洗剂的质量分数在2%_3%时清洗效果最好。
[0015] 本发明所述的碱液中OIT的摩尔浓度为0? 5-0. 6mol/L。
[0016] 本发明所述的电解温度为75-80°C。
[0017] 本发明所述的极板间距为20 mm。
[0018] 本发明所述的热风烘干，是指在90-11 (TC下，烘干3-8min。
[0019] 本发明的有益效果在于： 1、更好的清洗效果，去污能力强，渣油脱脂率可达99. 5%以上，防锈性能良好。
[0020] 2、实现更高速度，线速度最高可达900 m/min。
[0021] 3、缩短电解清洗时间，可以有效的缩短机组长度。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合【具体实施方式】对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。
[0023] 实施例1 一种适用于铝表面的电解清洗工艺，工艺步骤如下： 1) 预清洗 采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解； 2) 电解清洗 在水基清洗剂的作用下，以l〇〇A/dm2的电流密度清洗0. Is ; 3) 刷洗 采用碱液刷洗金属表面3次，清除表面上的铁屑和油污； 4) 漂洗 利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净，采用热风烘干； 所述水基清洗剂的组成配比如下： 表面活性剂KE-I 0. 8g/l 表面活性剂SDBS 2. Og/1 表面活性剂NP-10 2. 2 g/1 三聚磷酸钠 〇. 5g/l 复合缓蚀剂 〇. 8g/l 溶剂为水。
[0024] 实施例2 一种适用于铝表面的电解清洗工艺，工艺步骤如下： 1) 预清洗 采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解； 2) 电解清洗 在水基清洗剂的作用下，以150 A/dm2的电流密度清洗0. 05s ; 3) 刷洗 采用碱液刷洗金属表面3次，清除表面上的铁屑和油污； 所述的碱液中〇H_的摩尔浓度为0. 5mol/L。
[0025] 4)漂洗 利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净，采用热风烘干； 所述水基清洗剂的组成配比如下： 表面活性剂KE-I I. 2 g/1 表面活性剂SDBS 2. 5 g/1 表面活性剂NP-10 2. 6 g/1 4A 沸石 0? 6 g/1 复合缓蚀剂 I g/1 溶剂为水。
[0026] 实施例3 一种适用于铝表面的电解清洗工艺，工艺步骤如下： 1) 预清洗 采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解； 2) 电解清洗 在水基清洗剂的作用下，以110 A/dm2的电流密度清洗0. 06s，电解温度为70°C ; 3) 刷洗 采用碱液刷洗金属表面3次，清除表面上的铁屑和油污； 所述的碱液中OfT的摩尔浓度为0. 6mol/L。
[0027] 4)漂洗 利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净，采用热风烘干； 所述水基清洗剂的组成配比如下： 表面活性剂KE-I 0. 9g/l 表面活性剂SDBS 2. I g/1 表面活性剂NP-IO 2. 3 g/1 硅酸钠 0. 52g/l 聚乙烯和咪唑啉 0. 9g/l 溶剂为水。
[0028] 实施例4 一种适用于铝表面的电解清洗工艺，工艺步骤如下： 1) 预清洗 采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解； 2) 电解清洗 在水基清洗剂的作用下，以120A/dm2的电流密度清洗0. 07s，电解温度为90°C，极板间 距为20謹； 3) 刷洗 采用碱液刷洗金属表面3次，清除表面上的铁屑和油污； 所述的碱液中〇H_的摩尔浓度为0. 55mol/L。
[0029] 4)漂洗 利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净，采用热风烘干； 所述水基清洗剂的组成配比如下： 表面活性剂KE-I 0. 9g/l 表面活性剂SDBS 2. 3g/l 表面活性剂NP-IO 2. 5g/l 三聚磷酸钠和硅酸钠 0. 55g/l 聚乙烯和咪唑啉 0. 85g/l 溶剂为水。
[0030] 所述清洗剂在清洗时的质量分数为2. 5%。
[0031] 实施例5 一种适用于铝表面的电解清洗工艺，工艺步骤如下： 1) 预清洗 采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解； 2) 电解清洗 在水基清洗剂的作用下，以130A/dm2的电流密度清洗0. 08s，电解温度为80°C，极板间 距为20謹。
[0032] 3)刷洗 采用碱液刷洗金属表面3次，清除表面上的铁屑和油污； 所述的碱液中〇H_的摩尔浓度为0. 52mol/L。
[0033] 4)漂洗 利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净，采用热风烘干； 所述水基清洗剂的组成配比如下： 表面活性剂KE-I I. Og/1 表面活性剂SDBS 2. 2g/l 表面活性剂NP-10 2. 2g/l 三聚磷酸钠和4A沸石 0. 56g/l 聚乙烯和咪唑啉 0. 9g/l 溶剂为水。
[0034] 所述聚乙烯和咪唑啉的复配质量比例为1 :1。
[0035] 所述清洗剂在清洗时的质量分数为2%。
[0036] 所述的热风烘干，是指在90°C下，烘干lOmin。
[0037] 实施例6 一种适用于铝表面的电解清洗工艺，工艺步骤如下： 1) 预清洗 采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解； 2) 电解清洗 在水基清洗剂的作用下，以125A/dm2的电流密度清洗0. 06s，电解温度为75°C，极板间 距为20謹。
[0038] 3)刷洗 采用碱液刷洗金属表面3次，清除表面上的铁屑和油污； 所述的碱液中〇H_的摩尔浓度为0. 56mol/L。
[0039] 4)漂洗 利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净，采用热风烘干； 所述水基清洗剂的组成配比如下： 表面活性剂KE-I I. Og/1 表面活性剂SDBS 2. 3 g/1 表面活性剂NP-IO 2. 2 g/1 三聚磷酸钠和硅酸钠 0. 55g/l 聚乙烯和咪唑啉 0. 8g/l 溶剂为水。
[0040] 所述聚乙烯和咪唑啉的复配质量比例为1 :1。
[0041] 所述清洗剂在清洗时的质量分数为3%。
[0042] 所述的热风烘干，是指在IKTC下，烘干3min。
[0043] 实施例7 一种适用于铝表面的电解清洗工艺，工艺步骤如下： 1) 预清洗 采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解； 2) 电解清洗 在水基清洗剂的作用下，以135 A/dm2的电流密度清洗0. 09s，电解温度为85°C，极板 间距为20謹。
[0044] 3)刷洗 采用碱液刷洗金属表面3次，清除表面上的铁屑和油污； 所述的碱液中〇H_的摩尔浓度为0. 58mol/L。
[0045] 4)漂洗 利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净，采用热风烘干； 所述水基清洗剂的组成配比如下： 表面活性剂KE-I I. lg/1 表面活性剂SDBS 2. 4 g/1 表面活性剂NP-10 2. 2 g/1 三聚磷酸钠和硅酸钠 0. 55g/l 聚乙烯和咪唑啉 0. 8g/l 溶剂为水。
[0046] 所述聚乙烯和咪唑啉的复配质量比例为1 :1。
[0047] 所述清洗剂在清洗时的质量分数为3%。
[0048] 所述的热风烘干，是指在KKTC下，烘干6min。
[0049] 实施例8 含尘量试验 本发明的电解清洗工艺对铝表面清洗后的含尘量结果见表1。
[0050] 表 1
【权利要求】
1. 一种适用于铝表面的电解清洗工艺，其特征在于：工艺步骤如下： 1) 预清洗 采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解； 2) 电解清洗 在水基清洗剂的作用下，以12(Tl50 A/dm2的电流密度清洗0. 05-0. Is ; 3) 刷洗 采用碱液刷洗金属表面3次，清除表面上的铁屑和油污； 4) 漂洗 利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净，采用热风烘干； 所述水基清洗剂的组成配比如下： 表面活性剂KE-1 0. 8-1. 2 g/1 表面活性剂SDBS 2. 0-2. 5 g/1 表面活性剂NP-10 2. 2-2. 6 g/1 助洗剂 0? 5-0. 6 g/1 复合缓蚀剂 0.8-1 g/1 溶剂为水。
2. 根据权利要求1所述的一种适用于铝表面的电解清洗工艺，其特征在于：所述的碱 液中〇H_的摩尔浓度为0? 5-0. 6mol/L。
3. 根据权利要求1所述的一种适用于铝表面的电解清洗工艺，其特征在于：所述的电 解温度为75-80°C。
4. 根据权利要求1所述的一种适用于铝表面的电解清洗工艺，其特征在于：所述的极 板间距为20 mm。
5. 根据权利要求1所述的一种适用于铝表面的电解清洗工艺，其特征在于：所述的热 风烘干，是指在90-1KTC下，烘干3-8min。
6. 根据权利要求1所述的一种适用于铝表面的电解清洗工艺，其特征在于：所述的助 洗剂为三聚磷酸钠、4A沸石和硅酸钠中的一种或者两种以上的组合。
7. 根据权利要求1所述的一种适用于铝表面的电解清洗工艺，其特征在于：所述的复 合缓蚀剂为聚乙烯和咪唑啉复配。
8. 根据权利要求7所述的一种适用于铝表面的电解清洗工艺，其特征在于：所述聚乙 烯和咪唑啉的复配质量比例为1 :1。
9. 根据权利要求1所述的一种适用于铝表面的电解清洗工艺，其特征在于：所述水基 清洗剂在清洗时的质量分数为2%-3%。
【文档编号】C25F3/04GK104451852SQ201410688777
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】周保华 申请人:成都川硬合金材料有限责任公司