钢铁件除蜡或除油后表面挂灰去除剂的研究
蒋国新*，陈泽宗，姜贻成
（广东华普科技股份有限公司，广东 广州 511442）
摘要：介绍了一种用于钢铁件电镀过程中，在除蜡、化学除油或电解除油工序后的挂灰去除剂。通过实验确定了该挂灰去除剂中
主要成分的质量分数如下：氢氧化钠 4.0% ~ 6.0%，葡庚糖酸钠(螯合剂)3.5% ~ 4.5%，丙烯酸聚合物(M70000)0.45% ~ 0.55%、
聚萘磺酸盐 0.45% ~ 0.55%，添加剂(包括润湿剂、渗透剂和净洗剥离剂)0.3% ~ 0.4%。该挂灰去除剂中不含强酸和强氧化剂，
在(55 ± 5) °C 和超声波辅助的条件下清洗 2 min，除灰效果很好。
关键词：钢铁；除蜡；除油；除挂灰；氢氧化钠；添加剂
中图分类号：TG178
文献标志码：A
文章编号：1004 – 227X (2018) 16 – 0722 – 03
Study of desmutting agent for iron and steels after dewaxing or degreasing // JIANG Guo-xin*, CHEN Ze-zong,
JIANG Yi-cheng
Abstract: A desmutting agent for iron and steel parts after dewaxing, chemical degreasing, and electrolytic degreasing
was introduced. Its main components were determined experimentally as follows: sodium hydroxide 4-6wt.%, sodium
glucoheptonate as chelating agent 3.5-4.5wt.%, M70000 acrylic polymer 0.45-0.55wt.%, polynaphthalenesulfonate 0.45-
0.55wt.%, and additives (i.e. wetting agent, penetrating agent, and removing agent) 0.3-0.4wt.%. The desmutting agent contains
none of strong acids or oxidants, and shows good performance with the assistance of ultrasound at 55±5 °C within 2 min.
Keywords: iron and steel; dewaxing; degreasing; desmutting; sodium hydroxide; additive
First-author’s address: Guangdong Huapu Technology Corp., Ltd., Guangzhou 511442, China
钢铁件经过除蜡、化学除油和电解除油工序之后，其表面会残留一层由直径极小(一般小于 0.01 μm)
的粉垢所构成的不完整薄膜，即“挂灰”，通常不能用水清洗掉，但用手或者布轻轻一抹就能除掉[1]。
这些粉垢主要源自于材料中的惰性元素、碳粒、硅粒、金属化合物等质点与难溶物。产生挂灰的原因主要
有以下几种[2]：
(1) 材质本身含碳量较高，一部分铁被溶解了，剩下的碳组分便形成挂灰。
(2) 在零件机加工过程中使用的润滑油、防锈油含有碳微粒，当吸附在工件表面的油污被除掉后，
碳微粒由于自身的表面能比较大，仍然吸附在零件表面而形成挂灰。
(3) 零件加工完后在较长的存放过程中吸附了空气中的尘埃，尘埃被零件表面的油膜吸附住，当油膜
被除掉时，尘埃紧紧吸附在零件表面而形成挂灰。
目前去除挂灰的方法主要有化学法[1]、电解法[1]和人工擦洗。人工擦洗效率低，而且很难将形状复杂
的零件擦洗干净。电解法容易造成工件过腐蚀，槽液使用周期短。传统的化学法使用强酸、强氧化剂等
化学试剂，对环境造成很大的污染，也严重影响操作人员的健康。
本文以氢氧化钠为主，配以聚萘磺酸盐、丙烯酸聚合物、葡庚糖酸钠及少量添加剂，制备了一种
环保型钢铁挂灰去除剂，考察了各组分的含量对除灰效果的影响。
1 实验
1. 1
工件
45 钢门锁面板，长 230 mm、宽 67 mm、厚 0.5 mm。经五金工厂冲压成型后或者经打磨、抛光蜡
抛光的工件在电镀厂进行除蜡或除油后，其表面残留了一层肉眼不易观察到的挂灰。
收稿日期：2018–07–31
作者简介：蒋国新（1963–），男，湖南常德人，工程师，1984 年于中南矿冶学院(现中南大学)获冶金物理化学专业学士学位，2003 年于香港国际
商学院获在职工商管理硕士学位，现任公司技术总监，从事表面处理研究。
作者联系方式：(E-mail) jianggx66@sina.com。钢铁件除蜡或除油后表面挂灰去除剂的研究
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1. 2
主要试剂
氢氧化钠，山东滨化；葡庚糖酸钠，阿克苏诺贝尔化学品有限公司；聚萘磺酸盐、
丙烯酸聚合物(M70000)，巴斯夫；添加剂，由润湿剂、渗透剂和净洗剥离剂复配而成。
挂灰去除剂的基础配方为：氢氧化钠 5%，葡庚糖酸钠 4%，丙烯酸聚合物 0.5%，聚萘磺酸盐 05%，
添加剂 0.4%。
1. 3
主要仪器
CH-01AM 超声波清洗机，苏州创惠电子有限公司；JJ500 电子天平，常熟市双杰测试仪器厂；
WSZ0745TB 显微放大镜，广州市微域光学仪器有限公司。
1. 4
实验方法
在(55 ± 5) °C 的条件下，将工件放在挂灰去除剂工作液中进行超声波清洗 2 min 后取出，垂直上下
过水后用白色餐巾纸擦拭工件表面，将擦拭工件后的纸巾摊开，放在显微镜下看是否有黑色挂灰。
2 结果与讨论
2. 1
氢氧化钠含量的确定
由表 1 可知：氢氧化钠的质量分数在 3.0%以下时，挂灰除不干净；当达到或超过 3.5%时，挂灰能
被彻底去除。所以，确定氢氧化钠的质量分数为 4.0% ~ 6.0%。
表 1 氢氧化钠对除灰的影响
Table 1 Effect of sodium hydroxide on desmutting
w(氢氧化钠)/ %
清洗效果
w(氢氧化钠)/ %
清洗效果
1.0
不干净 4.5
很干净
1.5
不干净 5.0
很干净
2.5
不干净 6.0
很干净
3.0
较干净 6.5
很干净
3.5
很干净 7.0
很干净
2. 2
螯合剂含量的确定
螯合剂是挂灰去除剂中的主要成分。葡庚糖酸钠是一种易于生物降解的螯合剂，其质量分数对挂灰
洁净程度的影响见表 2。当葡庚糖酸钠的质量分数在 3.0%以下时，挂灰去除效果不理想，3.0%以上则效果
很好。所以，确定葡庚糖酸钠的质量分数为 3.5% ~ 4.5%。
表 2 葡庚糖酸钠对除灰的影响
Table 2 Effect of sodium glucoheptonate on desmutting
w(葡庚糖酸钠)/ %
清洗效果
w(葡庚糖酸钠)/ %
清洗效果
0.5
不干净 3.0
很干净
1.0
不干净 3.5
很干净
1.5
较干净 4.0
很干净
2.0
较干净 4.5
很干净
2.5
较干净 5.0
很干净
2. 3
丙烯酸聚合物含量的确定
由表 3 可知，只有当丙烯酸聚合物的质量分数大于等于 0.4%时，才能将挂灰去除干净。所以，确定
丙烯酸聚合物的质量分数为 0.45% ~ 0.55%。
表 3 丙烯酸聚合物(M70000)对除灰的影响
Table 3 Effect of acrylic polymer M70000 on desmutting
w(丙烯酸聚合物)/ %
清洗效果
w(丙烯酸聚合物)/ %
清洗效果
0.1
不干净 0.6
很干净
0.2
不干净 0.7
很干净
0.3
较干净 0.8
很干净
0.4
很干净 0.9
很干净
0.5
很干净 1.0
很干净钢铁件除蜡或除油后表面挂灰去除剂的研究
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724
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2. 4
聚萘磺酸盐含量的确定
由表 4 可知：当聚萘磺酸盐的质量分数不足 0.4%时，挂灰去除不彻底；当大于等于 0.4%时，挂灰
能被彻底去除。所以，确定聚萘磺酸盐的质量分数为 0.45% ~ 0.55%。
表 4 聚萘磺酸盐对除灰的影响
Table 4 Effect of polynaphthalenesulfonate on desmutting
w(聚萘磺酸盐)/ %
清洗效果
w(聚萘磺酸盐)/ %
清洗效果
0.1
不干净 0.6
很干净
0.2
较干净 0.7
很干净
0.3
较干净 0.8
很干净
0.4
很干净 0.9
很干净
0.5
很干净 1.0
很干净
2. 5
添加剂含量的确定
由表 5 可知：添加剂质量分数在 0.25%以下时，挂灰除不干净；当达到或超过 0.25%时，挂灰去除
彻底。所以，确定添加剂的质量分数为 0.30% ~ 0.40%。
表 5 添加剂对除灰的影响
Table 5 Effect of additive on desmutting
w(添加剂)/ %
清洗效果
w(添加剂)/ %
清洗效果
0.05
不干净 0.30
很干净
0.10
不干净 0.35
很干净
0.15
不干净 0.40
很干净
0.20
较干净 0.45
很干净
0.25
很干净 0.50
很干净
3 结论
采用氢氧化钠、葡庚糖酸钠、丙烯酸聚合物(M70000)、聚萘磺酸盐和添加剂的质量分数分别为
4.0% ~ 6.0%、3.5% ~ 4.5%、0.45% ~ 0.55%、0.45% ~ 0.55%和 0.3% ~ 0.4%的溶液，在(55 ± 5) °C 的温度
下借助超声波，能彻底去除钢铁件除蜡或除油后表面的挂灰。该工艺完全摒弃了强酸的使用，避免了
酸雾的产生，减低了对人体和环境的影响，令钢铁件表面挂灰清洗过程变得快速、高效与环保，适用于
自动电镀生产线，能极大地提高生产效率。
参考文献：
[1]
魏竹波, 周继维, 姚瑶. 金属清洗技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2003: 91.
[2]
宋乖鱼, 马忠信. 金属零件挂灰的去除[J]. 电镀与精饰, 2008, 30 (1): 20-22.
[ 编辑：温靖邦
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