1 镀前处理概述
从⼯序上区分，电镀加⼯门类可分为镀前处理、电镀和镀后处理三⼤部分。镀后处理不是所有电镀加⼯都必须的⼯序，但镀前处理却是任何电镀都不可缺少的。从统计资料分析，现代电镀认为40%的不合格品都来⾃于不良的镀前处理。因此，越来越多的电镀⼯作者关注如何加强镀前处理。镀前处理涉及的内容⾮常多，对不同基体材质的处理⽅法与要求⼜不⼀样。
若要系统介绍，则可写⼀本数⼗万字的专著。本讲座只就带共性的、⼏乎任何⼯件都不可避免的镀前除油作⼀简介，原因是⽣产实践中有不少⼈对除油基本原理缺乏了解，操作过程中出现了⼀些低级错误。
2 油污的来源及分类
2. 1 来源
制件表⾯总是或多或少地存在油污，其主要来源有：
(1) 对基体材料的防蚀保护。
对于易受⼤⽓腐蚀的⾦属材料，为增强其存放期间的防蚀性，出⼚时要涂覆防锈油脂。典型的例⼦是冷轧薄钢板(板材或成卷带钢)，多要涂覆防锈油脂，贴防锈纸甚⾄塑料胶膜等。铝板也常作涂油处理。薄板通常⽤作冲压、弯折成型⽤，⼀旦起点状或成⽚锈蚀，⼜⽆法采⽤机械磨抛去除，则可能因亮度不⾜、表⾯发花⽽报废。所以冷轧钢板往往油多锈少，彻底除油成为主要的镀前处理⼯序。实践发现，不同钢材⽣产⼚家所涂防锈油脂不⼀样，制成⼩件后⼜难以电解除油；⽽化学除油时，对某⼀类防锈油脂去除效果好的配⽅，对另⼀类防锈油脂的去除效果则未必理想。若材料存放时间过久，防锈油⼲固后去除更为困难。因⽽对这类材质⼯件的除油，有时很费脑筋，需⼀定的知识与实验。 (2) 机械或压铸加⼯引⼊的油污。
在对材料进⾏车、磨、钳等机加⼯时，为保证加⼯性、延长加⼯⼑具等的使⽤寿命，往往采⽤加油的润滑、冷却切削成型等；对加⼯后的⼯件作中间防锈处理有时还故意涂覆或浸防锈油脂。采⽤搓丝机对标件搓丝或采⽤打头机打头时都要淋油，故标准件镀前都糊满了油污(⽽⾃攻钉、⽔泥钉之类淬⽕处理后⼜有⼀层很厚的氧化层)。镀硬铬的轴件、内腔体、模具等磨削后多打有防锈油，甚⾄涂黄油。压铸件为了易于脱模，加了脱模剂；⽽冷拉拔件为了延长拉丝模寿命，有时也加⼊润滑油脂。
(3) ⼯序间防锈处理。
当⼯件加⼯程序多、加⼯周期长时，作为⼯序间防锈，有时也⽤防锈油脂。
(4) 电镀前其他⼯序引⼊。超顺磁性
对需磨抛的⼯件要求⾼时，粗砂、细砂⼲磨后要涂抛光膏拉“油砂”。⽤软布轮、⿇轮抛光时，则必须采⽤⽩油、黄油、绿油等抛光膏。⼯件表⾯，特别是孔眼周围、盲孔内部，甚⾄糊有成团成堆的抛光油，很难去除⼲净。
(5) 操作污染。
在周转、装挂或栓挂⼯件时，⼯具、⼿套、汗⼿摆弄⼯件时，也附着油污。有时⼯件先作酸洗，酸洗液或清洗⽔表⾯的油膜也会附在⼯件上。
2. 2 油污的分类
不同性质的油污要采⽤不同的去油⽅式与⽅法来去除，才能取得良好效果。从性质上分，油可分为两⼤类：皂化类油与⾮皂化类油。
动物油、植物油的主要成分为脂肪（⽢油三酸脂等），它们能与碱发⽣皂化反应，⽣成溶于⽔的⽢油和肥皂，因此这类油称为皂化油。
从⽯油、煤等地下矿产物提炼、裂解产⽣的矿物油，如汽油、煤油、柴油、机油、凡⼠林、沥青、煤焦油等，其主要成分为碳氢化合物，它们不与碱发⽣皂化反应，因此称为⾮皂化类油。
制件上往往同时含有两类油。⽬前，矿物油类在⼯农业⽣产及⽇常⽣活中应⽤⽇⼴，在油污中所占⽐例更⼤，⽽动植物油则主要⽤作⾷⽤油。
由于实际⼯件上总是同时存在皂化类与⾮皂化类油污，因此除油液中必须同时含有能去除这两类油污的两种组分。
3. 1 碱类物质
碱类物质对去除皂化类油的效果较好，分为强碱与弱碱两类。
3. 1. 1 强碱类
强碱类物质碱性强，⽤量少。最常⽤的是氢氧化钠，俗称苛性钠、烧碱、⽕碱，⽪肤接触时有热烫的感觉。氢氧化钾(苛性钾)的碱性更强，但价贵，⽤于除油则成本太⾼。对于某些镀液，如焦磷酸盐镀铜、HEDP 镀铜、镀⾦、镀银等，采⽤K+时的效果⽐采⽤Na+时的效果好，则⽤苛性钾。苛性钠有⽤铁桶装的固体碱(称为“桶碱”)，⽤塑料袋装的⽚状物(称为“⽚碱”)，以及杂质多的溶液(称为“液碱”)。桶碱相对便宜，但⽤时要先捣碎，较为⿇烦。碱应密封保存，否则很易潮解，其与空⽓中⼆氧化碳反应会部分转化为碳酸钠。
游艇门苛性钠溶于⽔为放热反应，使⽤时应注意安全。特别是在捣碎桶碱时，慎防溅⼊眼中。
3. 1. 2 弱碱类
弱碱类从分⼦结构看多为盐类，它们溶于⽔后因⽔解反应⽽显碱性。
（1）纯碱（即碳酸钠，⼤苏打），有⽆⽔、⼀⽔和⼗⽔3种，粉状或结晶状，⼀般⼯业品为含⽔物。其溶于⽔发⽣⽔解反应，⽣成碳酸氢钠，即⼩苏打。
（2）磷酸三钠（正磷酸钠）
其⼯业品常含12个结晶⽔，分⼦式为Na3PO4▪12H2O。溶于⽔后⽔解成碱。
由于苛性钠与碳酸钠除油后，⼯件表⾯残碱很不易清洗⼲净（即⽔洗性差），再活化时与酸中和，⼯件表⾯易附着盐类，因⽽效果不好。磷酸三钠的⽔洗性好，加⼊磷酸三钠后⼯件表⾯残碱易于清洗⼲净，故除油液中往往既加碳酸钠⼜加磷酸三钠，且后者的加⼊量⼤于前者。
碱类物质还有利于钢铁件在除油时处于钝化态，具有⼀定的短暂防蚀功能。电解除油液中含有碱类物质，可提⾼除油液的电导率。对于锌压铸件、精密铝件之类的两性⾦属，溶液碱度过⾼时会受到腐蚀，因⽽不宜⽤苛性钠等强碱，⼀般只⽤碳酸钠与磷酸三钠。
档案管理方法
3. 2 表⾯活性剂
⼯件表⾯的油污常以矿物油居多(如标准件、机加⼯后的保护油等)，⽽它们不与碱类发⽣皂化反应，难以⽤碱直接去除，只能借表⾯活性剂的乳化作⽤(详见第三讲)来去除。表⾯活性剂的润湿、渗透、分散等能⼒也可加快除油速度。乳化作⽤对皂化类油也有去除作⽤。故表⾯活性剂是除油液的必备组分。皂化反应⽣成的肥皂也是⼀种表⾯活性剂，但其作⽤很有限。如今，不少除油剂(粉)的实际成分主要是经筛选后复配的表⾯活性剂，有些还加有弱碱类物质。除油液中只加碱⽽不加⼊表⾯活性剂，除油效果会很差。
表⾯活性剂中⽤得最多的是⾮离⼦型表⾯活性剂，如乳化作⽤良好的OP乳化剂；⽤阴离⼦型表⾯活性剂⼗⼆烷基硫酸钠也有效。在复配表⾯活性剂时应注意，不能将阴离⼦型表⾯活性剂与阳离⼦型表⾯活性剂混⽤，否则两者相互反应后会
钠也有效。在复配表⾯活性剂时应注意，不能将阴离⼦型表⾯活性剂与阳离⼦型表⾯活性剂混⽤，否则两者相互反应后会⽣成沉淀⽽失效。
有些售品清洗剂本⾝就是多种表⾯活性剂的复配物。洗⾐粉、洗洁精等也是复配物。⽆磷低泡洗⾐粉的环保性好，其良品⽤于电解除油会有很好的效果。
⽰例（略）中加了不少硫酸钠作为“增量剂”，它对除油并⽆多⼤作⽤，表⾯活性剂所起的作⽤才是主要的，其选择是关键。电镀助剂中的所谓“低温除油剂”也是如此，其成本并不⾼。这些助剂并不神秘，稍有知识，多做试验，便可⾃⾏开发。
3. 3 其他物质
3. 3. 1 ⽔玻璃(硅酸钠)
⽔玻璃过去⼴泛⽤作除油液的组分之⼀，它既具有碱性，⼜有表⾯活性作⽤，但现今均不主张采⽤。原因是除油后若不⽤热⽔洗(现不少⼚都去掉了该⼯序，特别是采⽤电加热的)再冷⽔洗，稍未洗净，在下⼀步活化时硅酸钠会与酸反应⽣成附着牢固的硅胶，从⽽影响镀层的结合⼒。
3. 3. 2 辅助类物质
采⽤三聚磷酸钠或多聚磷酸钠部分代替磷酸三钠，除油效果更好。在对铝件、锌压铸件除油时，加⼊适量的焦磷酸钠、葡萄糖酸钠，也能获得更好的效果。
4 除油⽅法
4. 1 有机溶剂除油
利⽤对油污有溶解作⽤的汽油、煤油、酒精、三氯⼄烯、四氯化碳、氟⾥昂等进⾏浸泡、擦洗，对两类油污均有去除作⽤。但有机溶剂价格贵、易挥发，多数具有易燃性，现已较少采⽤。对于成堆的抛光膏、黄油之类，有时还不得不⽤细布、棉纱等沾有机溶剂揩擦作为预除油。⽆专⽤设备⽽采⽤浸泡法除油时，有机溶剂重复使⽤，除油不会彻底，因为浸洗后，溶于其中的油污待溶剂挥发后⼜会残留在⼯件表⾯。对于⼀些加⼯附加值很⾼、要求除油彻底⽽⼜⽆法电解除油的⼩件，如电⼦管、显像管中的电真空⼩件、电⼦电镀件(⾮连续带材)，有时仍采⽤有机溶剂除油，甚⾄采⽤三氯⼄烯⽓相除油专⽤设备(三氯⼄烯可循环利⽤)进⾏除油。
4. 2 ⼿⼯抹油
对于⼤件(如长轴件镀硬铬)，有时仍采⽤⼿⼯抹油。最省的⽅法是沾⽔泥浆擦抹，既带碱性⼜有机械作⽤。但应注意冲洗后再抹净表⾯的⽔泥，否则，⼀是⽔泥带⼊镀槽有害，⼆是镀层易发花甚⾄⿇砂。
4. 3 化学除油
将⼯件悬挂或⼩件⽤框篮等盛装后，置于加温的化学除油液中浸洗或煮，则为化学除油。⼀般来说，液温越⾼，除油效果越好。所谓的“室温除油剂”，液温低时也应加热。原因是静置条件下传质主要靠扩散作⽤，液温低时传质效果不好；加热时，除油液的热运动更有助于对流传质。对于易重叠的平⾯
件，应及时翻动。除油液脏时，应及时地部分或全部更新。化学除油难以去除钢铁件酸洗后表⾯产⽣的⿊膜、⿊灰，⼀般仅适于除油要求不⾼的场合或作为电解除油的预除油。对油多⽽⼜需磨抛的⼯件，化学除油可作为磨抛前的预处理。
4. 4 滚光或振筛除油
在滚光机或振筛机内加⼊除油剂进⾏除油，由于⼯件的滚动或振动，⼯件翻转快，且除油液对制件表⾯有冲刷作⽤，⽐静置化学除油快且效果好。⼀般仅适于标件等⼩件除油。若相互摩擦、撞击会损伤⼯件表⾯，则应慎⽤。最好滚桶转速、振动频率与振幅都可调(如采⽤变速电机控制)。加⼊OP 乳化剂与硫酸，有时可实现除油、除锈⼀步完成。
4.5 氧化除油法
由于浓硫酸不具挥发性且有强氧化性，因此有时⽤作氧化除油。其氧化作⽤有 2 个⽤处：⼀是将油污氧化分解去除；⼆
由于浓硫酸不具挥发性且有强氧化性，因此有时⽤作氧化除油。其氧化作⽤有 2 个⽤处：⼀是将油污氧化分解去除；⼆是除油后⼯件表⾯因氧化作⽤⽽处于钝态，不致发⽣腐蚀。故钢铁⼩件、锌压铸件、铝件、铜件上除油均可应⽤。⼀般于室温除油即可，也可在加温条件下除油。浓硫酸氧化法除油在标件氯化钾滚镀锌上应⽤较多。该法在使⽤时应注意以下问题：
温度自动控制系统
(1)⼯件必须在⼲燥情况下进⾏除油。若表⾯或盲孔件附⽔多，硫酸被局部稀释后则不具有强氧化性，反⽽会腐蚀⼯件。
(2)除油后沥⼲浓硫酸，接着应⽴即⽤⼤量冷⽔快速清洗⼲净，清洗速度不均匀时局部⽣成的稀硫酸也会腐蚀⼯件。⽤⽔洗槽清洗，其体积应⼩，清洗⽔要及时更换。
(3)使⽤后，浓硫酸表⾯的浮油应及时⽤细密的不锈钢丝⽹瓢打⼲净，否则⼯件取出后表⾯⼜会附着⼀层油污。切莫嫌⿇烦⽽敷衍了事。
(4)操作时应穿戴好防护⽤品，防⽌出现⼈伤事故。
浓硫酸氧化除油后的废酸中也含有不少油污及氧化产物，液⾊发⿊，如何妥善处置是⼀个问题，偷偷倒掉不是办法。
4.6 超声波除油与清洗
声⾳是⼀种波。⼈体听觉能感知的频率从⼏⼗赫⾄16 千赫左右。更低频率的为次声波（⼤象能发出并接收），⾼于16千赫的为超声波（蝙蝠⽆视⼒，靠发射和接受超声波来飞⾏、捕⾷）。⽤超声波发⽣器与换能器对除油液施加超声波的除油⽅法称为超声波除油。在超声波作⽤下，溶液内交替产⽣减压和增压作⽤。在减压作⽤下，溶液中形成⽆数⼩的真空点，蒸汽及液中溶解⽓体进⼊其中形成很⼩的
⽓泡；在其后产⽣的瞬间增压作⽤下，⽓泡被压破，发⽣飞散⽽产⽣冲击波。⽓泡破坏时可产⽣数⼲度⾼温及数千⼤⽓压的压⼒，具有⾮常强烈的搅拌作⽤。这种在超声波作⽤下不断发⽣的⽆数微⽓泡的形成⼜破坏的作⽤，称为超声波的“空化作⽤”。
静置条件下的化学除油缺乏搅拌作⽤（低温条件下则更差），故除油速度与彻底性并不好。⽽超声波的空化作⽤则极⼤地提⾼了除油速度与效果。但超声波除油槽难以做⼤，故⼀般局限于⼩件应⽤。超声波除油越来越多地⽤于抛光件、盲孔件和铆接的夹层件，特别是锌压铸件。超声波除蜡则主要是指对⼩型抛光件上附着的抛光蜡采⽤超声波的⽅法彻底去除。
在清洗⽔中施加超声波，则成为超声波清洗，它对于具有盲孔的复杂件、有铆焊的夹层件的内部清洗有良好的效果。
4.7 电解除油
电解除油速度快、效果好，往往作为镀前的最终除油⼯序。电解除油的反应实质为电解⽔：即在阳极上产⽣氧⽓，在阴极上产⽣氢⽓。猛烈析出的⽓体起到强烈空⽓搅拌的作⽤，能撕裂、粉碎油膜。⽓泡上升，其表⾯也能黏附油污，将油污带⾄液⾯。在电极极化作⽤下，降低了油/液界⾯的表⾯张⼒，使表⾯活性剂的乳化作⽤加快。
电解除油时，阴阳极间施加的电压越⾼（或电流密度越⼤）、液温越⾼，则除油越快、越彻底。因都应加温，故除油槽最好加保温层以节能。对于锌压铸件、铝件等两性⾦属，为防⽌基体腐蚀，液温应控制在⼯艺规定的范围内，故宜设数显恒温控制装置（电加热⽐蒸汽加热更易于实现恒温控制）。⼀般半年⾄⼀年应清槽⼀次，去掉缸底泥渣。有条件的最好设置专⽤的除油液循环过滤装置。液⾯泡沫层中⿊⾊富油的泡沫，应及时打捞去除。
4.7.1 阴极除油
将置放⼯件的铜杆与整流器输出的负极相连，电解除油时⼯件作为阴极，这称为阴极除油。阴极除油的优点是：
(1)由于电解2个⽔分⼦产⽣2个氢⽓分⼦和1个氧⽓分⼦，因此阴极上产⽣的⽓体体积是阳极上的⼀倍（标准状态下,1 mol任意⽓体的体积均为22.4L），故阴极上⽓体的搅拌作⽤⽐阳极上的强，除油速度快。
(2)由于阴极上不会发⽣基体⾦属的氧化溶解，且阴极上产⽣的活性氢原⼦具有还原作⽤，因此不会腐蚀基体，且能去除其表⾯的钝化层。对铝件、锌压铸件、铜件等有⾊⾦属的除油显⽰出优越性。
阴极除油的缺点有：
实验室升降台
(1)存在基体渗氢问题。由于阴极上产⽣氢⽓，其分⼦体积⼩、渗透⼒强，易于渗⼊基体⽽产⽣氢脆，破坏基体的机械性能，甚⾄造成氢致延迟断裂。另外，渗⼊基体的氢⽓在电镀时逸出，会产⽣很⼤的压⼒，甚⾄造成镀层起泡。举⼀实
能，甚⾄造成氢致延迟断裂。另外，渗⼊基体的氢⽓在电镀时逸出，会产⽣很⼤的压⼒，甚⾄造成镀层起泡。举⼀实例： 20 世纪中期，国内推⼴⽆氰锌酸盐镀锌时，某⼚新上DE镀锌，但镀后不久镀层总起细泡，对镀液反复调整均不能克服；后怀疑是否为镀前处理造成，检查发现电解除油接成了阴极除油，改为阳极除油后就不再起泡了。
(2)除油时因阴极沉积，故⼯件表⾯不⼲净。除油材料均⽤⼯业材料，且使⽤过程中会引⼊杂质。除油液稍脏，其中的⾦属阳离⼦杂质会如电镀时⼀样，在⼯件表⾯沉积，产⽣⿊⾊甚⾄海绵状沉积物，影响镀层结合⼒。
因此，单独采⽤阴极除油是不可⾏的。
4.7.2 阳极除油
将⼯件置于阳极时的电解除油称为阳极除油。其优缺点与阴极除油刚好相反。阳极除油的优点是：
(1)阳极上产⽣氧⽓，故不存在基体渗氢问题。
(2)除油液中的阳离⼦杂质不会在阳极上沉积，故除油后⼯件表⾯很⼲净。对于酸洗过的钢铁件，其表⾯残留的碳化铁⿊灰也因阳极溶解⽽被去除⼲净。
阳极除油的缺点有：
(1)除油速度⽐阴极除油慢。原因之⼀是阳极上产⽣的氧⽓体积为阴极氢⽓的⼀半，通⼊相同电量时阴极上产⽣的⽓体较少，其搅拌作⽤以及对油膜的撕裂粉碎作⽤也较弱；再者，阳极上析氧消耗了OH- ，⼯件界⾯液层的pH下降，不利于皂化反应的进⾏；三者，氧⽓泡较氢⽓泡体积⼤，在⼯件表⾯滞留的能⼒⼩，上浮时带出油滴的作⽤也就弱。
(2)基体可能存在阳极腐蚀与氧化问题。钢铁件阳极除油后，正常情况下因⽣成氧化膜⽽处于钝态，不会腐蚀；但铝、锌、锡、铅、铜及铜合⾦等不易钝化的⾦属会因阳极溶解⽽受到腐蚀（紫铜件阳极除油后，表⾯被氧化⽽⽣成⿊⾊的氧化铜）。
对钢铁件阳极除油应强调⼀点：除油液中不允许引⼊过多的氯离⼦（如⽤盐酸酸洗后未洗净，尤其是复杂管件），否则Cl- 会破坏除油后形成的钝化膜，产⽣深坑点状铁锈似的腐蚀物。此时，提⾼除油液中苛性钠的含量，情况会有所缓解；若不⾏，只能部分或全部更新除油液。
镍上装饰镀铬的不合格铬层，⽤阳极电解除油褪除⽐⽤盐酸褪除的效果好。原因是：⽤浓度较⾼的盐
酸（过稀的盐酸对铬⽆褪除作⽤）褪除时，盐酸会渗⼊镍层的孔隙之中，很难洗净；清洗后再镀铬时，盐酸渗出，镀铬后铬层易发灰。阳极电解褪除⽆此问题，但褪铬后镍层因阳极钝化严重，应认真活化后再套铬。经磨光的铁基体上所镀的薄层 (20 µm以下)硬铬，阳极电解褪铬后不会降低基体本⾝的光亮度。
阳极电解除油速度较慢的问题，通常采⽤提⾼液温、加⼤电流密度来解决。对钢铁件电解除油主张采⽤阳极除油。现多数直接将钢槽与整流器输出负极相连，槽体即作为阳极⽽不另设铁板阳极。
4.7.3 换向除油
为了发挥阴、阳极电解除油各⾃的优点、消除其缺点，可采⽤先阴极除油后阳极除油的“换向除油”法。有 2 种实施⽅案：
(1)双槽法
采⽤ 2 个电解除油槽，第⼀槽接成阴极除油，第⼆槽接成阳极除油。在第⼀槽中阴极除油后不清洗，再于第⼆槽中阳极除油。此法需两套除油设备，⼿⼯操作时会增⼤劳动强度。若以镀有⾊⾦属为主且采⽤⾃动线⽣产，可考虑此⽅案，但阳极除油时间要短。
(2)单槽法
过去采⽤⼤铜排制作的双⼑双掷直流换向开关来实现先阴极后阳极电解除油。如今有了⾃动换向整流电源的问世，操作⽅便了，但电源较贵。
双槽法的阴极除油或换向除油的除油液均要求⼗分清洁。
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