Fizykochemiczne oczyszczanie podłoża

Zasadniczym warunkiem otrzymania powłok ochronnych, dekoracyjnych itp. (zarówno organicznych, jak i nieorganicznych) o odpowiedniej jakości i przyczepności do podłoża jest uzyskanie wystarczająco czystej powierzchni metalu podłoża. Na powierzchni metalu na skutek jej specyficznej budowy (deformacja kryształów, obecność obcych substancji różnego rodzaju na granicy ziarn itp.) mogą zachodzić różnorodne przemiany. Przemiany te są albo natury czysto chemicznej (np. tworzenie się zgorzeliny przy obróbce cieplnej metali), albo elektrochemicznej (korozja atmosferyczna zachodząca na skutek procesów elektrochemicznych) lub fizycznej, bądź też fizykochemicznej (zjawiska adhezji lub adsorbcji). Przez oczyszczenie powierzchni w sensie fizykochemicznym należy więc rozumieć usunięcie wszystkich produktów powyższych przemian.

W technice przygotowanie powierzchni przeprowadza się za pomocą obróbki mechanicznej (szlifowanie, polerowanie) odtłuszczania oraz wytrawiania. Należy podkreślić, że stosowanie zarówno elektrochemicznych metod uszlachetniania powierzchni metalu jak i chemicznych wymaga jak najbardziej dokładnego jej oczyszczenia. Niedotrzymanie tego warunku może spowodować zmiany w jakości otrzymanych powłok niekoniecznie od razu widoczne, a ujawniające się nawet po kilku miesiącach.

Wrażliwość na ślady pozostałych zanieczyszczeń jest różna dla różnych metod. Np. cieniutka warstewka nafty wpływa dodatnio na przebieg procesu fosforanowania lub cieniutka warstewka tlenków nie przeszkadza przy barwieniu metali. Natomiast przy stosowaniu wszystkich metod ele-ktrolitycznego uszlachetniania powierzchni wymagane jest bardzo dokładne oczyszczenie powierzchni.

Istniejący pogląd, że niektóre kąpiele galwaniczne są mniej czułe na ślady tłuszczu, gdyż same działają odtłuszczająca (np. cyjankowe kąpiele alkaliczne) lub utleniają resztki tłustych zanieczyszczeń (kąpiele chromowe) jest tylko warunkowo słuszny. Zanieczyszczenia te bowiem nagromadzają się z biegiem czasu w kąpieli i mogą następnie powodować duże zakłócenia w jej pracy. Dotyczy to zwłaszcza nowoczesnych wysokowydajnych kąpieli do otrzymywania powłok z połyskiem.

Ponieważ wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia, które mogą znajdować się na powierzchni metalu posiadają bardzo zróżnicowane własności fizykochemiczne, przeto w trakcie usuwania ich muszą zachodzić bardzo skomplikowane procesy, utrudniające opracowanie uniwersalnej metody oczy­szczania. Z tego względu konieczna jest znajomość własności metali, substancji zanieczyszczających i środków czyszczących oraz długoletnie doświadczenie w stosowaniu metod oczyszczania.

Zanieczyszczenia można podzielić na dwie główne grupy: związków heteropolarnych i związków homeopolarnych. Związki heteropolarne są to głównie tlenki i sole metali, homeopolarne natomiast — węglowodory z past polerskich, środków ułatwiających przeciąganie, środków antykorozyjnych itp. Pierwsze z nich, głównie nieorganiczne, można usunąć przez działanie podobnych związków heteropolarnych, np. kwasów nieorganicznych, drugie natomiast, będące przeważnie związkami organicznymi, usuwa się z powierzchni przy użyciu pokrewnych im rozpuszczalników homeopolamych.

Trzecią pośrednią grupę stanowią związki o własnościach częściowo hetero- i częściowo homeopolamych (kwasy tłuszczowe, estry glicerynowe kwasów tłuszczowych itp.), które rozpuszczają się w wodnych roztworach związków alkalicznych lub w stopionych alkaliach oraz w chlorowcowanych, względnie niechlorowcowanych rozpuszczalnikach homeopolamych. Część tych związków rozpuszcza się w bezwodnych kwasach organicznych, (np. w bezwodnym kwasie octowym), które można dodawać do kąpieli trawiących sporządzonych z bezwodnych kwasów nieorganicznych.

Oczyszczona powierzchnia metalu wykazuje wielką aktywność do przemian chemicznych, względnie elektrochemicznych, ze składnikami powietrza, wodą używaną do płukania itp. Dlatego też środki czyszczące muszą posiadać również własności przejściowego pasywowania oczyszczonej powierzchni metalu, tzn. hamowania na niej przez odpowiednio długi okres czasu procesów korozji. Uzyskuje się to przez dodatek specjalnych substancji (np. azotyny, benzoesany, fosforany, chromiany i inne), powodujących utworzenie się na metalu cieniutkiej warstewki ochronnej. Warstewka ta nie może jednak przeszkadzać w dalszej obróbce uszlachetniania powierzchni metalu.

Opracowano wiele metod fizycznych, chemicznych, fizykochemicznych (elektrochemicznych), przy pomocy których – mniej lub więcej dokładnie – można usunąć szkodliwe zanieczyszczenia z powierzchni metalu.

Komentarze