电解脱脂

电解技术

电解脱脂是一种采用工件作阴极或阳极，在碱性清洗溶液中电解，从而除去油脂及其他污物的方法。

简介

电解脱脂是将金属浸在特定的电解液中，通上直流电进行电解处理，以达到脱脂的目的。要脱脂的工件可以是阴极，也可以是阳极。工件是阴极的叫阴极电解脱脂，工件是阳极的叫阳极电解脱脂。电解脱脂比化学脱脂效率高得多，并且脱脂彻底。

将金属工件作为一个电极，浸在电解液中，通入直流电时，由于极化作用，金属-溶液界面的界面张力降低，溶液很容易渗透到油膜下的工件表面，发生还原或氧化反应，析出大量的氢气和氧气。它们脱离金属表面浮出，产生强烈的搅拌作用，猛烈地冲击和撕裂油膜，使吸附在工件上的油膜被碎成细小的油珠，迅速与工件脱离，进入溶液后成为乳浊液，从而达到脱脂的目的。

铝合金化学性质活泼，阳极电解会生成阳极氧化膜，或发生腐蚀溶解，所以不能使用阳极电解脱脂。铝合金没有氢脆现象，可以使用阴极电解脱脂。电解脱脂液一般是碱性的。

影响因素

1.氢氧化钠的浓度

氢氧化钠是强电解质，其水溶液导电能力强（浓度越高，导电能力越强）、电流密度大、脱脂速度快。氢氧化钠对钢铁有钝化作用，可以防止钢铁工件在阳极电解脱脂时腐蚀。氢氧化钠对铝合金有强烈的腐蚀性，所以不能用于铝合金的电解脱脂。

2.表面活性剂的选择

电解脱脂时，表面活性剂的作用已降到次要地位。通常不大量使用OP-10、烷基硫酸钠、清洗剂6501、6502及肥皂等表面活性剂。因为他们的发泡能力强，若电解脱脂液中大量添加上述成分，工作时产生的大量含有氢气、氧气的泡沫会覆盖整个槽液表面，长期堆积难以散去，遇到电极接触不良产生的电火花，极易爆炸。因此，电解脱脂液中通常只加入磷酸三钠、碳酸钠、硅酸钠和低泡表面活性剂。动物油和植物油在电解过程中会被加速除去，在碱性状态下，由于皂的生成会导致槽液泡沫越来越多。当槽液上面的泡沫太多时应及时驱散、取出和放进工件时要及时切断电源，不能带电上下槽，避免发生爆炸，防止发生安全事故。

3.电流密度

提供电流密度，可以提高脱脂速度和改善深孔与不通孔内的脱脂效果，但电流密度太高时，会形成大量的碱雾，污染车间里的空气，还可能腐蚀工件。不仅在阳极脱脂时产生腐蚀作用，铝合金工件在阴极脱脂时，电流密度太大，也会因阴极区溶液的PH值升高，而溶解腐蚀。合适的电流密度，保证析出足够的气体，才能将工件表面的油污清除干净，一般为3A/dm2~10A/dm2。

4.温度

提高温度可降低电解液的电阻，增加电流密度，促进油污的皂化和乳化作用，加快脱脂速度，提高脱脂效率，节约电能。但温度过高，不仅消耗大量的热能，热蒸汽污染车间的空气，恶化劳动条件，还可能腐蚀铝合金工件。合适的温度是35℃~60℃。槽液的温度一般低于化学脱脂，电解脱脂主要靠电解时产生的气体对油污剥离，同时使溶液的乳化、皂化的作用大幅度加强。一般来讲相同的油污用电解脱脂较化学方法效率要高很多。

5.槽体和电极材料

铝合金的电解脱脂槽，应使用钢质或衬钢材料，但不能把钢槽当电极使用。若钢槽参加电解，就会破坏钢槽的防腐层，导致铁元素溶入电解液中，使电解液被污染而报废。电极可以用不溶性材料制成，如石墨、不锈钢、镍板等。

要求

1）增加电流密度会促进水的电解，产生的气体较多，搅拌效果增加，洗净性向上。

2）温度上升时，金属表面附着的油脂黏度会降低而容易流动，电导度增加有助于皂化作用，提高洗净力。

3）电解洗净液中蓄积的油分增加时，不但降低洗净效果，洗净液还有发泡增加的倾向，须设定油分浓度的管理限度范围。

分类

电解脱脂包括阴极电解脱脂(工件作阴极)、阳极电解脱脂(工件用作阳极)、换向法电解脱脂(工件的极性连续转换)、PR法电解脱脂(使用PR电流)等。

(一)阴极电解脱脂

在阴极电解清洗中，工件作阴极，它上面残留的油污在电解时被大量产生的氢气搅拌冲走，初生态的氢还有还原表面氧化膜而起到活化的作用，有利于基体金属与镀层具有良好的结合强度。

反过来，它也有缺点，就是容易使钢铁发生氢脆。特别是对高碳钢或弹簧钢，极易发生氢脆。此外，溶于溶液中的金属杂质可能附着在阴极(工件)上。如果溶液含有络合剂或螯合化合物、异金属杂质形成络离子，可能电沉积在阴极工件上，影响镀层与基体的结合力。当铁板用作阳极材料时，在青铜和铜上可能形成一层铁镀层。在这种情况，使用的阳极材料必须是不溶性电极材料(如不锈钢、烧结炭等)。

阴极电解清洗溶液使用类似在碱性化学脱脂中用的碱及碱性盐，软化水添加剂以及一些低泡高效专用表面活性剂。根据基体金属不同，电解清洗液的组成与浓度都不一样，一般浓度偏低。如果使用易于产生泡沫的表面活性剂，泡沫阻碍了阳极上氧气和阴极上氢气的析出，在两个电极产生的氢气和氧气的气泡达到一定比例遇到火花可能会引起爆鸣。因此，一定要采用有效的低泡表面活性剂。

(二)阳极电解脱脂

在阳极电解清洗中，工件表面上产生的氧气也可以冲走油脂和其他污物，没有氢脆产生，没有杂质金属电沉积的可能性。但在工件表面上会形成氧化膜，但可以通过将其浸入稀酸溶液中轻易地除去。因此工件用作阳极时，必须小心防止工件表面遭阳极溶解而腐蚀表面，或产生针孔。这种方法不适用于化学性质活泼的金属材料如铝、锌和它们的合金的电解脱脂。

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