除油的目的是除去金属表面的油污,作为需要进行蚀刻的工件,不管是加工线路板或是加工一般的机械零部件还是装饰性工件,也不管是加工航天航空部件或舰船等高要求工件。在这些待加工的工件中,有些是要进行图文蚀刻,有些是要进行结构蚀刻,有些只对其工件的一面或双面进行进行整体化学蚀刻或称为化学校形。对这些工件的表面首先都须要进行有效的清洁处理。一个理想的清洁表面须是除去了油脂、防锈层、氧化皮,同时又洗去了各种标记符号和其他不溶性外来物质的表面。这一清洁作用的目的是为保证防蚀层在金属表面的粘附力和蚀刻速率均匀一致所必不可缺少的条件。

在普通的工业环境中,金属蚀刻的各种毛料都会受到各种污染,这些污染包括工业环境中的油污、手印迹、抛光膏残余物、冲压或切削时所使用的冲压油冷却剂等,同时也包括了专门用于防止金属表面锈蚀的防护油,这时的防护油就由防护层变成了去除的油污层。因此,在对金属进行化学蚀刻之前都极力主张对每种要进行蚀刻的材料制定出一套标准的清洁处理规程,并在生产中严格按照这一规程对工件进行清洁处理。

对于不同的金属材料其清洁处理的细节有所不同,但其基本路线是一致的,都会包括以下几个方面。

1. 溶剂清洁

有机溶剂对皂化油和非皂化油都有很强的溶解作用,并能去除工件表面的标记符号、残余抛光膏等,溶剂清洗主要的针对对象是非皂化油污类的污染。其特点是除油速度快,一般不会腐蚀金属,但除油不彻底,经有机溶剂清洗过的工件还不能在工件表面形成亲水层,不能算是完成了清洁处理,这时还要经过化学或电解的方法来进行更进一步的清洁处理。

2. 化学除油

化学除油用于除去看不见的油污、表面灰尘、微量的防锈层以及一些在运输转运或生产过程中所形成的少量污染物。化学除油包括碱性化学除油和酸性化学除油。

(1) 碱性除油。在化学除油中碱性除油是一种常用的方法,这主要在于它的成本低、易于管理、溶液基本无毒、除油效果好、设备简单。其除油原理是借助于碱液对可皂化性油污的皂化作用和表面活性剂对非皂化油污的乳化作用,来达到除去这两类油污的目的。

(2) 酸性除油。酸性除油剂一般由无机酸或有机酸、表面活性剂、级蚀剂及渗透剂等组成。酸性除油也是金属表面常用的除油方法,酸性除油的特点是不需要加温,在常温情况下即可有良好的除油效果。近年来一些酸性除油添加剂的开发使酸性除油得到了广泛应用,同时酸性除油还具有除锈功能。选用酸性除油时,酸的浓度不应过高,以免造成对工件的腐蚀及对设备的腐蚀。酸性除油剂常用的酸类有硫酸、磷酸、硝酸、盐酸、柠檬酸等。表面活性常用OP、平平加、磺酸等。对于铝合金不能采用盐酸,对于黑色金属及铜合金不能采用硝酸。在酸性除油剂中添加磷酸有利于清洗过程的进行。在除油剂还应加入缓蚀剂,常用的缓蚀剂有乌洛托品、硫脲等。氟化物是酸性除油剂中常用的渗透剂,氟化物的加入能明显加强其除油效果,还可降低酸浓度,提高除油效率。特别是铝合金、铜合金、不锈钢的酸性除油,氟化物的添加将使除油效果显著增强。在这3种金属的酸性除油配方中铝合金宜采用低含量的氟化物,以氟化氢铵为例以不高于2g/1L为宜,铜合金和不锈钢可在5g/L~10g/L的范围内进行添加。在酸性除油中,当其他条件一定时,提高氟化氢铵浓度可明显加快除油速度并提高除油效果。

酸性除油一般都是在常温的情况下进行,如果加温到40℃左右可明显提高除油效果,常温除油时工作缸可采用硬PVC,加温除油时应采用PP制作。酸性除油溶液的加温应用铁氟龙加热器。

3.电化学除油

也称电解除油,在碱性电解液中金属工件受直流电场的作用发生极化作用,使金属一溶液界面张力降低,溶液易于润湿并渗入油膜下的工件表面。同时,在电解时金属表面析出大量的氢气或氧气对油膜的猛烈冲击和撕裂,对溶液产生强烈的搅拌,油膜被分散成细小的油珠脱离工件表面而进入溶液中形成乳浊液,从而达到除油的作用。

电解除油时根据需要可采用阳极除油,也可采用阴极除油,对于不易发生氢脆的金属大多采用阴极除油,也可采用阴阳极交替的方式来进行清洗,电解除油用于要求高的工件,由于电解除油成本较高,一般情况下较少采用。

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