Как удаляют остатки мыла и фосфата после волочения?

Когда смазка на линии волочения выстроена правильно, на поверхности остаётся намеренно оставленный слой: фосфатные кристаллы с осевшей в их порах мыльной плёнкой. Этот слой делает свою работу во время волочения. Проблема начинается, когда деталь идёт с волочения на сварку, окраску, цинкование или термообработку, потому что большинство этих операций ожидает чистый металл.

В статье разбираем, какой дефект даёт остаток в какой операции, методы удаления, почему мыло и фосфатный слой требуют разных подходов и как проверяется чистота.

Что именно остаётся на поверхности?

Поверхность после волочения состоит не из одного материала; там несколько слоёв друг на друге:

• Свободный порошок мыла: избыток, не приставший к поверхности и легко удаляемый механически.
• Мыльная плёнка, спрессованная под давлением: слой, впрессованный в поверхность внутри волоки, с прочным сцеплением.
• Прореагировавшее мыло: там, где применяется реактивное мыло, — часть, вступившая во взаимодействие с фосфатным слоем; удалить её труднее всего.
• Фосфатный кристаллический слой: конверсионное покрытие, связанное с металлом; оно остаётся на месте, даже когда мыло ушло.
• Металлическая пыль и продукты износа: мелкие частицы от износа волок и поверхности.

У этого различения есть практическое следствие: «отмыть мыло» и «снять поверхность до голого металла» — не одна и та же работа. Первое обычно решается щелочной мойкой; второе требует снятия и фосфатного слоя. Как слой связывается с металлом, объясняется в статье что такое фосфатирование.

Сколько очистки требует каждая операция?

Последние две строки таблицы важны: очистка — не всегда правильный ответ. Очистка поверхности на промежуточном проходе уничтожает основу смазки для следующего волочения; очистка на складе снимает защиту от коррозии. Второй момент мы разбираем в статье почему ржавеет фосфатированная проволока.

Методы удаления

Щелочная мойка

Самый распространённый способ удалить остаток мыла — мойка горячим щелочным раствором. Механизм тот же, что и при обезжиривании перед фосфатированием: щёлочь и ПАВ растворяют плёнку, а механическое воздействие снимает её с поверхности. Параметры и методы проверки из статьи что такое обезжиривание применимы напрямую. Щелочная мойка снимает мыло, но не убирает фосфатный слой.

Кислотное снятие

Если нужно удалить и фосфатный слой, в дело вступает кислотная ванна. Слой растворяется, и поверхность доходит до голого металла. Здесь два риска: кислота может атаковать металл сильнее, чем задумано, и незащищённая поверхность быстро ржавеет после снятия. Поэтому после кислотного снятия поверхность должна без ожидания уйти на следующую операцию.

Механическая очистка

Щётки, дробеструйная обработка и механическое сдирание убирают и мыло, и слой без химии. Отсутствие нагрузки на сточные воды — преимущество. Против этого — изменение шероховатости поверхности, риски по размерам и качеству поверхности на тонких сечениях и необходимость контролировать пыль.

Термическое удаление

Расчёт на то, что остаток выгорит в печи термообработки, — распространённый, но рискованный подход. Мыло не испаряется полностью; как продукт горения оно может оставить пятна на поверхности и отложения внутри печи. При садках, входящих в печь без контролируемой предварительной очистки, страдают и поверхность деталей, и обслуживание печи.

Сравнение методов

На практике большинство линий комбинирует эти методы: сначала механическое удаление свободной пыли, затем щелочная мойка, при необходимости кислотное снятие и промывка на каждом этапе. Последовательность выстраивают по тому, что нужно следующему процессу.

Как проверяется чистота?

Тонкая мыльная плёнка невидима глазу; «выглядит чистым» не является критерием приёмки. Есть несколько проверок, применимых в цехе:

• Проба на разрыв водяной плёнки: на чистой поверхности вода растекается сплошной плёнкой; если она разбивается на капли, остаток есть.
• Проба белой салфеткой: след, оставшийся на чистой белой салфетке, проведённой по поверхности, показывает, что рыхлый остаток переносится.
• Контроль моечной ванны: концентрацию и нагрузку загрязнений щелочной ванны нужно измерять регулярно; очищающая способность падает незаметно.
• Электропроводность промывки: её рост показывает, что унесённая химия накапливается и промывка становится недостаточной.
• Проверка на выходе процесса: настоящее доказательство — в следующей операции; нужно следить за пористостью шва, тестами адгезии краски или числом непокрытых участков при цинковании.

Настоящий критерий приёмки по чистоте — не внешний вид поверхности, а результат следующего процесса.

Сокращение остатка у источника

Самый действенный способ снизить стоимость очистки — не допускать переноса большего количества мыла, чем нужно. Переполнение мыльницы, неверная структура частиц и выбор продукта, оставляющего чрезмерный остаток, вместе увеличивают и расход мыла, и нагрузку по очистке. Эти две статьи затрат обычно отслеживают отдельно, но питаются они из одного источника. Сторону расхода мы разбираем в статье снижение расхода мыла.

В выборе продукта тоже есть баланс: малоостаточное мыло облегчает очистку, но прочностью плёнки жертвовать нельзя. Правильный баланс задаётся обжатием изделия и его процессом после волочения — см. выбор волочильного мыла.

Кратко

Поверхность после волочения несёт мыльную плёнку и фосфатный слой; в зависимости от следующего процесса они либо являются источником дефектов, либо полезны. Мыло обычно снимают щелочной мойкой, а если нужно убрать и фосфатный слой — кислотным снятием или механической очисткой. Решение следует принимать не с вопросом «насколько чисто должно быть», а с вопросом «чего ожидает следующий процесс»; проверку же делают не по внешнему виду поверхности, а по результату следующей операции.

Kimfosan производит цинкфосфатные покрытия (KİMSOL) и волочильные мыла (Kimkal). Если после волочения вы сталкиваетесь с дефектами, связанными с поверхностью, на этапе сварки, окраски или цинкования, обратитесь к нашей технической службе, чтобы вместе пересмотреть стадии линии и выбор продукта. Работая с 1982 года, Kimfosan оказывает техническую поддержку с учётом ваших технологических условий на своём заводе в Картепе / Коджаэли, Турция.