一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝。工藝步驟如下：1）預(yù)清洗，采用熱浸洗或噴洗的方法將工件上的污染物軟化、分離、溶解；2）電解清洗，在水基清洗劑的作用下，以100~120A/dm2的電流密度清洗0.05-0.08s；3）刷洗，采用堿液刷洗金屬表面3次，清除表面上的鐵屑和油污；4）漂洗，利用流動的凈水將已脫落但尚浮在工件表面上污物沖洗干凈，采用熱風(fēng)烘干；所述水基清洗劑的組成配比如下：表面活性劑KE-10.8-1.2g/l，表面活性劑AES1.5-2.5g/l，表面活性劑NP-7 2.0-2.5g/l，表面活性劑NP-102.2-2.6g/l，助洗劑0.5-0.6g/l，復(fù)合緩蝕劑0.8-1g/l，溶劑為水。
【專利說明】-種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬元件制造加工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適用于鋼碳表面的電解 清洗工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 清洗是指清除工件表面的液體和固體污染物，使工件表面達到一定的潔凈度。清 洗也是熱處理生產(chǎn)過程中一道不可忽視的中間輔助工序。所有經(jīng)機加、熱處理前的工件都 應(yīng)進行。否則，熱處理前、后工件表面上的油污等直接進入爐內(nèi)加熱揮發(fā)和燃燒，容易造成 車間空氣污染，工件表面狀態(tài)也不好，甚至影響熱處理質(zhì)量，特別是對化學(xué)熱處理以及真空 熱處理。清洗可以提高熱處理生產(chǎn)效率及熱處理質(zhì)量，與熱處理有關(guān)的環(huán)保，清洗屬于清潔 熱處理范疇。
[0003] 完整的電解清洗過程包括預(yù)清洗、電解清洗、漂洗和烘干等工序，其中電解清洗是 核心。電解清洗是將金屬通過熱的強堿溶液，在金屬表面產(chǎn)生電解效應(yīng)去除金屬表面的油、 鐵粉和其它松散雜質(zhì)。清洗劑的成分組成和清洗性能是一個影響清洗效果的重要因素，它 決定了殘留物是否能夠完全脫離金屬表面，脫離金屬表面的污染物是否能夠很好地被乳化 和皂化，避免再次對金屬產(chǎn)生污染。目前普遍均使用普通型電解清洗工藝，普通型電解清洗 裝置的電流密度一般在5.Γ21.6 A/dm2之間，極板間距為51~152 mm。由于電流密度較低， 故極板長度較大，電解總時間較長，電耗較高。
[0004] 依據(jù)含碳量的多少，一般可以將碳鋼分成高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼三類。其中高 碳鋼的強度好、韌性差，所以機械強度小，容易發(fā)生斷裂，不適合作機械及一些領(lǐng)域中的材 料，生活中高碳鋼常被用作制作炒鍋的材料；低碳鋼的韌性好，但是強度低，常被制成鐵絲 使用；由碳鋼制造的設(shè)備中若積存或者附著渣油，就需要進行合理的清洗。但是以往的除 油清洗劑大多堿性較強，還需要借助高溫的條件，這樣的清洗劑對資源、能源都有很大的損 耗，而且容易引發(fā)安全事故，造成環(huán)境污染。研制新型的以表面活性劑為主要清洗成分的水 系渣油碳鋼清洗劑，能高效、安全、綠色環(huán)保的清除碳鋼表面渣油，從經(jīng)濟、安全和環(huán)保的角 度都具有現(xiàn)實意義。
[0005] CN91109760. 0,名稱為"水溶性金屬清洗液"的發(fā)明專利申請，該清洗液以水為溶 齊U，加入乳化劑十二烷基磺酸鈉、OP- 1 〇 ;防銹劑五氯酚鈉、苯甲酸鈉、亞硝酸鈉；清洗 劑三乙醇胺、聚乙二醇、乙醇、磷酸配制而成的，它可用于各種鋼材、鑄鐵制件的清洗。但缺 點是泡沫多，導(dǎo)電率低，一般需要加熱使用，不適用于電解清洗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝。本工藝 清洗效果好，去污能力強，渣油脫脂率可達99. 5%以上，防銹性能良好。
[0007] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，其特征在于： 1) 預(yù)清洗 采用熱浸洗或噴洗的方法將工件上的污染物軟化、分離、溶解，并減輕下道清洗工序的 負荷； 2) 電解清洗 在水基清洗劑的作用下，以10(Tl20 A/dm2的電流密度清洗0. 05-0. 08s ; 3) 刷洗 采用堿液刷洗金屬表面3次，清除表面上的鐵屑和油污； 4) 漂洗 利用流動的凈水將已脫落但尚浮在工件表面上污物沖洗干凈，采用熱風(fēng)烘干； 所述水基清洗劑的組成配比如下： 表面活性劑KE-I 0. 8-1. 2 g/1 表面活性劑AES 1. 5-2. 5 g/1 表面活性劑NP-7 2. 0-2. 5 g/1 表面活性劑NP-10 2. 2-2. 6 g/1 助洗劑 0· 5-0. 6 g/1 復(fù)合緩蝕劑 0.8-1 g/1 溶劑為水。
[0008] 表面活性劑的篩選與應(yīng)用是鋼碳表面水基清洗劑的關(guān)鍵。本發(fā)明選用表面活性劑 KE-1、AES、NP-7和NP-10能降低體系的表面張力，可有效促進鋼碳表面油污的潤濕、滲透、 乳化和分散，將鋼碳表面油污清洗干凈。借助電解作用，將清洗劑工作液組分迅速滲透到油 污與金屬之間，使油污迅速剝離鋼碳表面，剝離后表面活性劑將油脂乳化，在電解的作用下 將油脂打散并均勻分布于體系中，極高地提高了水基清洗劑的除油性能。
[0009] 另一方面，由于表面活性劑KE-1、AES、NP_7和NP-10的官能團中帶有多分支支鏈 結(jié)構(gòu)，相對于直鏈結(jié)構(gòu)的表面活性劑而言，其在液體膜表面的阻礙排液和"修復(fù)"作用大大 降低，泡沫穩(wěn)定性減弱，因此起泡后泡沫消失得比較快。將它們復(fù)配，能達到很好的消泡和 清洗效果，符合清洗的要求。
[0010] 優(yōu)選地，所述的助洗劑為三聚磷酸鈉、4A沸石和碳酸鈉中的一種或者兩種以上的 組合。
[0011] 優(yōu)選地，所述的復(fù)合緩蝕劑為聚醚和咪唑啉復(fù)配。
[0012] 進一步優(yōu)選地，所述聚醚和咪唑啉的復(fù)配質(zhì)量比例為1 :1。
[0013] 緩蝕劑聚醚和咪唑啉經(jīng)化學(xué)吸附過程被吸附在金屬表面，本身形成一層緊密的 膜，或與金屬離子反應(yīng)后形成一層緊密的膜，故緩蝕效果好。當其添加量為0.6 g/Ι時，最 低腐蝕率可達〇. 3%。
[0014] 優(yōu)選地，所述清洗劑的質(zhì)量分數(shù)在2%_3%時清洗效果最好。
[0015] 本發(fā)明所述的堿液中OF的摩爾濃度為0· 5-0. 6mol/L。
[0016] 本發(fā)明所述的電解溫度為70-90°C。
[0017] 本發(fā)明所述的極板間距為20 mm。
[0018] 本發(fā)明所述的熱風(fēng)烘干，是指在90-110°C下，烘干3-10min。
[0019] 本發(fā)明的有益效果在于： 1、更好的清洗效果，去污能力強，渣油脫脂率可達99. 5%以上，防銹性能良好。
[0020] 2、實現(xiàn)更高速度，線速度最高可達900 m/min。
[0021] 3、縮短電解清洗時間，可以有效的縮短機組長度。

【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明的實質(zhì)性內(nèi)容作進一步詳細的描述。
[0023] 實施例1 一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，工藝步驟如下： 1) 預(yù)清洗 采用熱浸洗或噴洗的方法將工件上的污染物軟化、分離、溶解； 2) 電解清洗 在水基清洗劑的作用下，以l〇〇A/dm2的電流密度清洗0. Is ; 3) 刷洗 采用堿液刷洗金屬表面3次，清除表面上的鐵屑和油污； 4) 漂洗 利用流動的凈水將已脫落但尚浮在工件表面上污物沖洗干凈，采用熱風(fēng)烘干； 所述水基清洗劑的組成配比如下： 表面活性劑KE-I 0. 8g/l 表面活性劑AES I. 5g/l 表面活性劑NP-7 2. Og/1 表面活性劑NP-10 2. 2 g/1 三聚磷酸鈉 〇. 5 g/1 復(fù)合緩蝕劑 0.8 g/1 溶劑為水。
[0024] 實施例2 一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，工藝步驟如下： 1) 預(yù)清洗 采用熱浸洗或噴洗的方法將工件上的污染物軟化、分離、溶解； 2) 電解清洗 在水基清洗劑的作用下，以150 A/dm2的電流密度清洗0. 05s ; 3) 刷洗 采用堿液刷洗金屬表面3次，清除表面上的鐵屑和油污； 所述的堿液中〇H_的摩爾濃度為0. 5mol/L。
[0025] 4)漂洗 利用流動的凈水將已脫落但尚浮在工件表面上污物沖洗干凈，采用熱風(fēng)烘干； 所述水基清洗劑的組成配比如下： 表面活性劑KE-I I. 2 g/1 表面活性劑AES 2. 5 g/1 表面活性劑NP-7 2. 5 g/1 表面活性劑NP-IO 2. 6 g/1 4A 沸石 0· 6 g/1 聚醚和咪唑啉 I g/1 溶劑為水。
[0026] 實施例3 一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，工藝步驟如下： 1) 預(yù)清洗 采用熱浸洗或噴洗的方法將工件上的污染物軟化、分離、溶解； 2) 電解清洗 在水基清洗劑的作用下，以110 A/dm2的電流密度清洗0. 06s，電解溫度為70°C ; 3) 刷洗 采用堿液刷洗金屬表面3次，清除表面上的鐵屑和油污； 所述的堿液中0Γ的摩爾濃度為0. 6mol/L。
[0027] 4)漂洗 利用流動的凈水將已脫落但尚浮在工件表面上污物沖洗干凈，采用熱風(fēng)烘干； 所述水基清洗劑的組成配比如下： 表面活性劑KE-I 0. 9g/l 表面活性劑AES I. 6g/l 表面活性劑NP-7 2. lg/1 表面活性劑NP-10 2. 3g/l 碳酸鈉 （λ 55g/l 聚醚和咪唑啉 0. 85g/l 溶劑為水。
[0028] 實施例4 一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，工藝步驟如下： 1) 預(yù)清洗 采用熱浸洗或噴洗的方法將工件上的污染物軟化、分離、溶解； 2) 電解清洗 在水基清洗劑的作用下，以120A/dm2的電流密度清洗0. 07s，電解溫度為90°C，極板間 距為20謹； 3) 刷洗 采用堿液刷洗金屬表面3次，清除表面上的鐵屑和油污； 所述的堿液中〇H_的摩爾濃度為0. 55mol/L。
[0029] 4)漂洗 利用流動的凈水將已脫落但尚浮在工件表面上污物沖洗干凈，采用熱風(fēng)烘干； 所述水基清洗劑的組成配比如下： 表面活性劑KE-I I. 0 g/1 表面活性劑AES I. 8 g/1 表面活性劑NP-7 2. 2g/l 表面活性劑NP-IO 2. 5g/l 三聚磷酸鈉和碳酸鈉 0. 56g/l 聚醚和咪唑啉 〇. 9 g/1 溶劑為水。
[0030] 所述清洗劑在清洗時的質(zhì)量分數(shù)為2. 5%。
[0031] 實施例5 一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，工藝步驟如下： 1) 預(yù)清洗 采用熱浸洗或噴洗的方法將工件上的污染物軟化、分離、溶解； 2) 電解清洗 在水基清洗劑的作用下，以130A/dm2的電流密度清洗0. 08s，電解溫度為80°C，極板間 距為20謹。
[0032] 3)刷洗 采用堿液刷洗金屬表面3次，清除表面上的鐵屑和油污； 所述的堿液中〇H_的摩爾濃度為0. 52mol/L。
[0033] 4)漂洗 利用流動的凈水將已脫落但尚浮在工件表面上污物沖洗干凈，采用熱風(fēng)烘干； 所述水基清洗劑的組成配比如下： 表面活性劑KE-I I. lg/1 表面活性劑AES 2. Og/1 表面活性劑NP-7 2. 3g/l 表面活性劑NP-10 2. 3g/l 4A沸石和碳酸鈉 0. 52g/l 聚醚和咪唑啉 0. 85g/l 溶劑為水。
[0034] 所述聚醚和咪唑啉的復(fù)配質(zhì)量比例為1 :1。
[0035] 所述清洗劑在清洗時的質(zhì)量分數(shù)為2%。
[0036] 所述的熱風(fēng)烘干，是指在90°C下，烘干lOmin。
[0037] 實施例6 一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，工藝步驟如下： 1) 預(yù)清洗 采用熱浸洗或噴洗的方法將工件上的污染物軟化、分離、溶解； 2) 電解清洗 在水基清洗劑的作用下，以125A/dm2的電流密度清洗0. 06s，電解溫度為75°C，極板間 距為20謹。
[0038] 3)刷洗 采用堿液刷洗金屬表面3次，清除表面上的鐵屑和油污； 所述的堿液中〇H_的摩爾濃度為0. 56mol/L。
[0039] 4)漂洗 利用流動的凈水將已脫落但尚浮在工件表面上污物沖洗干凈，采用熱風(fēng)烘干； 所述水基清洗劑的組成配比如下： 表面活性劑KE-I I. Og/1 表面活性劑AES 2. Og/1 表面活性劑NP-7 2. lg/1 表面活性劑NP-IO 2. 2 g/1 三聚磷酸鈉 0. 55g/l 聚醚和咪唑啉 0. 8g/l 溶劑為水。
[0040] 所述聚醚和咪唑啉的復(fù)配質(zhì)量比例為1 :1。
[0041] 所述清洗劑在清洗時的質(zhì)量分數(shù)為3%。
[0042] 所述的熱風(fēng)烘干，是指在IKTC下，烘干3min。
[0043] 實施例7 一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，工藝步驟如下： 1) 預(yù)清洗 采用熱浸洗或噴洗的方法將工件上的污染物軟化、分離、溶解； 2) 電解清洗 在水基清洗劑的作用下，以135 A/dm2的電流密度清洗0. 09s，電解溫度為85°C，極板 間距為20謹。
[0044] 3)刷洗 采用堿液刷洗金屬表面3次，清除表面上的鐵屑和油污； 所述的堿液中〇H_的摩爾濃度為0. 58mol/L。
[0045] 4)漂洗 利用流動的凈水將已脫落但尚浮在工件表面上污物沖洗干凈，采用熱風(fēng)烘干； 所述水基清洗劑的組成配比如下： 表面活性劑KE-I I. Og/1 表面活性劑AES 2. lg/1 表面活性劑NP-7 2. 2g/l 表面活性劑NP-10 2. 3 g/1 三聚磷酸鈉 0. 56g/l 聚醚和咪唑啉 0. 8g/l 溶劑為水。
[0046] 所述聚醚和咪唑啉的復(fù)配質(zhì)量比例為1 :1。
[0047] 所述清洗劑在清洗時的質(zhì)量分數(shù)為3%。
[0048] 所述的熱風(fēng)烘干，是指在KKTC下，烘干6min。
[0049] 實施例8 含塵量試驗 本發(fā)明的電解清洗工藝清洗后含塵量結(jié)果見表1。
[0050] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，其特征在于：工藝步驟如下： 1) 預(yù)清洗 采用熱浸洗或噴洗的方法將工件上的污染物軟化、分離、溶解； 2) 電解清洗 在水基清洗劑的作用下，以10(Tl20A/dm2的電流密度清洗0. 05-0. 08s ; 3) 刷洗 采用堿液刷洗金屬表面3次，清除表面上的鐵屑和油污； 4) 漂洗 利用流動的凈水將已脫落但尚浮在工件表面上污物沖洗干凈，采用熱風(fēng)烘干； 所述水基清洗劑的組成配比如下： 表面活性劑KE-1 0. 8-1. 2 g/1 表面活性劑AES 1. 5-2. 5 g/1 表面活性劑NP-7 2. 0-2. 5 g/1 表面活性劑NP-10 2. 2-2. 6 g/1 助洗劑 0? 5-0. 6 g/1 復(fù)合緩蝕劑 0.8-1 g/1 溶劑為水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，其特征在于：所述的 堿液中〇H_的摩爾濃度為0? 5-0. 6mol/L。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，其特征在于：所述的 電解溫度為70-90°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，其特征在于：所述的 極板間距為20 mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，其特征在于：所述的 熱風(fēng)烘干，是指在90-KKTC下，烘干3-10min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，其特征在于：所述的 助洗劑為三聚磷酸鈉、4A沸石和碳酸鈉中的一種或者兩種以上的組合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，其特征在于：所述的 復(fù)合緩蝕劑為聚醚和咪唑啉復(fù)配。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，其特征在于：所述聚 醚和咪唑啉的復(fù)配質(zhì)量比例為1 :1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于鋼碳表面的電解清洗工藝，其特征在于：所述水 基清洗劑在清洗時的質(zhì)量分數(shù)為2%-3%。
【文檔編號】C25F1/06GK104372397SQ201410689113
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】周保華 申請人:成都川硬合金材料有限責任公司