一般用户对于超声波清洗机的认识,就是清洗零部件的污垢,主要是针对机油所粘的物质的清洗。但是很多用户并不了解,超声波清洗机还能够借助磷酸为介质彻底的清楚机械零件表面产生的锈迹,效果显著。
钢铁在热轧制时,其表面常生成一层5-10um氧化皮,通常称作鳞皮。同时钢铁在腐蚀介质中形成>50um膜通常成为铁锈。其结构主要由三部分组成,即r-Fe2O3H2O,a- Fe2O3H2O和FeOx(OH)3-2x,较稳定的外层锈层结构主要是铁的三价氧化物。磷酸是中等强度酸,对铁有较大的结合能力。它在任何浓度下都几乎没有氧化性,其挥发性很低。铁锈中Fe2O3 和Fe3O4可被磷酸溶液溶解其反应式如下:
Fe2O3+6H3PO4 —— 2Fe(H2PO4)3+3H2O Fe3O4+8H3PO4 —— 2Fe(H2PO4)3+Fe(H2PO4)2+4H2O
由于Fe+2离子在磷酸中的溶解速度比Fe+3离子大。通过鳞皮缝渗入的磷酸在溶解Fe2O3 和Fe3O4的同时以更快的速度溶解底层的FeO,其反应如下 FeO+2H3PO4 — Fe(H2PO4)2+H2O,使鳞皮脱离基体。
同时钢铁基体与磷酸发生反应但是其速度比溶解鳞皮慢。其反应式如下:
Fe+2H3PO4 — Fe(H2PO4)2+H2 。在基体表面生成的气体外溢时加速撕裂和剥离较难溶解的外层鳞皮。另一方面,在超声波作用下磷酸溶液混合速度加快,使金属表面上的磷酸溶液不断更新,维持接近整体的浓度。由于超声波的“空化”效应,产生强大的机械冲击力,因而使工件表面除锈进行的快而彻底。
超声波清洗机在具体的除油除锈操作时,可采用15%磷酸作介质并加入适量除油液,工作表面的氧化物及油污在超声空化场中经2-3分钟可完全清除干净,并且在其表面生成不溶性磷酸盐薄膜。如果不用水冲洗,盐酸膜在空气中也具有抗腐蚀能力。盐酸膜在磷化时起晶核作用,可形成一层良好的磷化膜提高粉末的附着力和抗蚀力。因此,磷酸除锈常用在涂装前处理中。 |