噴砂處理可分為干法噴砂和濕法噴砂。干法噴砂又分為露天噴砂和無塵噴砂，干法露天噴砂一般采用河砂或石英砂，粒度80～100目，以0.2～0.7MPa壓力的壓縮空氣噴射?？沙翡摪灞砻娴匿P層和氧化皮，獲得粗糙度均勻的表面。干法露天噴砂簡單易行，適用于大面積的表面處理，只是粉塵濃度大，污染環(huán)境，易患矽肺，危害健康，并且砂粒也難以回收。

    干法無塵噴砂是加砂、噴砂、集砂回收和工件都在密閉系統(tǒng)里，完全可以避免粉塵飛揚(yáng)，沒有空氣污染，保護(hù)環(huán)境，砂?；厥杖菀祝芍貜?fù)使用，只是不能對大面積工件進(jìn)行表面噴砂處理。

    濕法噴砂比干法噴砂適應(yīng)性更大，是將水和砂粒（如氧化鋁）按比例為3:1（體積）混合成砂漿，砂粒粒度140～325目，再以壓力為0.2～0.7MPa的壓縮空氣噴射。為防止噴砂處理后再生銹，預(yù)先于水中加入緩蝕劑，如亞硝酸鈉、三乙醇胺、乳化劑等，亞硝酸鈉的濃度為0.3%～0.5%，三乙醇胺為0.1%～0.3%，乳化劑為0.5%～1.0%。濕法噴砂處理的質(zhì)量好，無粉塵產(chǎn)生，但冬天不能露天操作。

    為了避免砂塵飛揚(yáng)，開始采用金屬丸代替河砂或石英砂進(jìn)行噴砂處理，金屬丸粒度為6～50目，廣泛用于型鋼、圓鋼、帶材、板材等的除銹處理。

    應(yīng)當(dāng)指出，噴砂處理方便高效，但對于薄型件不宜采用，容易產(chǎn)生翹曲或變形。細(xì)小部位很難處理。也不適用于高彈性材料。

    干冰噴砂是清垢除污的新方法，利用低溫（-73℃）的干冰細(xì)粒噴向被處理表面，使表面的污垢冷凍脆化及炸裂。當(dāng)干冰細(xì)粒鉆進(jìn)污垢裂縫后，隨即氣化，瞬間其體積膨脹近800倍，從而使污垢脫離被粘物表面。

    ③化學(xué)除銹化學(xué)法除銹就是利用化學(xué)反應(yīng)方法把金屬表面的銹蝕溶解剝落，它特別適用于小型和比較復(fù)雜的工件，或者是無噴砂設(shè)備條件的情況。化學(xué)除銹的依據(jù)是金屬的銹蝕產(chǎn)物主要是金屬的氧化物及氫氧化物，可被酸或堿溶解，實(shí)質(zhì)是一種強(qiáng)腐蝕。

    a.鋼鐵的除銹   鋼鐵表面的銹蝕主要成分是Fe₂O₃及Fe₃O₄和FeO，熱處理后的氧化皮主要是Fe₃O₄。這些鐵的氧化物都可用硫酸、鹽酸或混合酸處理除掉，其化學(xué)反應(yīng)如下：

 

 

    上述反應(yīng)（1）和（4）進(jìn)行最快。三氧化二鐵和四氧化三鐵是不大容易溶解的，只有當(dāng)酸滲到鐵的表面，鐵為陽極，與氧化皮接觸處首先溶解，生成氫氣，產(chǎn)生壓力，才使氧化物從鋼鐵表面脫落：

 

 

    同時(shí)，放出的氫氣能使三氧化二鐵和四氧化三鐵還原為氧化亞鐵，加大了在酸中的溶解度，還能加快黑色氧化皮的剝落。因而加速了除銹過程：

 

 

    然而，氫氣還可滲入鋼鐵內(nèi)部，引起氫脆。另外，氫氣逸出會帶酸霧，危害健康。為了消除這些不利影響，防止和減少除銹過程對金屬基體的腐蝕和氫脆，可于除銹液中加入適當(dāng)?shù)木徫g劑。常用的緩蝕劑為：用于硫酸溶液的緩蝕劑有若丁、烏洛托品-硫脲、有機(jī)胺類、鄰二甲苯硫脲、醛胺縮合物等；用于鹽酸溶液的緩蝕劑有六次甲基四胺、松香咪唑啉、糠醛等。緩蝕劑的用量一般為1～3g/L。若丁（rodine）的主要成分為鄰二甲苯硫脲、糊精、平平加、氯化鈉。

    鑄鐵件因含硅若以鹽酸除銹需加入一些氫氟酸，可加入六次甲基四胺、若丁、2-巰基苯并噻唑+OP等作緩蝕劑。

    以酸除銹要控制酸的濃度、處理溫度和時(shí)間。硫酸的濃度控制在20%～25%最好，鹽酸以15%～20%為佳。硫酸溶液的溫度一般在50～60℃，鹽酸溶液的溫度一般為30～40℃。

    鹽酸比硫酸溶解金屬氧化物的能力強(qiáng)，但硫酸發(fā)生氫脆現(xiàn)象比鹽酸少。

    鋼鐵化學(xué)除銹的典型配方如下。

    配方1：硫酸（96%）                      150～250g/L

            硫脲                                 2～3g/L

            水                                      余量

    處理溫度40～60℃；處理時(shí)間1～3min。

    配方2：鹽酸（38%）                       150～200g/L

            六次甲基四胺                         1～3g/L

            水                                      余量

    處理溫度30～40℃；處理時(shí)間：1～3min。

    配方3：鹽酸（38%）                           100g/L

            氫氟酸                             10～20g/L

            水                                      余量

    處理溫度30～40℃；處理時(shí)間1～5min。

    該配方適用于鑄件的除銹。

    配方4：鹽酸                                15%～18%

            氫氟酸                                 1.0%

            六次甲基四胺                           0.5%

            水                                     余量

    用于鋼鐵氧化皮的酸洗。

    鋼鐵除銹后不能用丙酮或丁酮擦洗，而應(yīng)用甲苯，因?yàn)橥惡形⒘克忠滓鹕P。

    b.不銹鋼的除銹   不銹鋼的表面有氧化鉻保護(hù)層，對酸有很強(qiáng)的耐蝕性，因此，常用硝酸和氫氟酸混合液除去無機(jī)和有機(jī)污物，其中硝酸的作用是使有機(jī)污物氧化分解，并使不銹鋼鈍化，而氫氟酸則對無機(jī)銹蝕有溫和的溶解作用。不銹鋼的除銹一般分為松散（動）銹蝕和除掉銹蝕兩步。如果銹層很薄，只進(jìn)行第2步即可。

    松散銹層的配方為：

    硫酸                             100g/L

    鹽酸                             100g/L

    水                                 余量

    處理溫度55～60℃；處理時(shí)間10～15min。

    除掉銹層的配方為：

    硫酸                              70g/L

    硝酸（65%）                      120g/L

    氫氟酸（35%）                     20g/L

    水                                 余量

    處理溫度18～25℃；處理時(shí)間30～60min。

    為防止對基體腐蝕，可加入少量緩蝕劑826（有機(jī)胺類）。為避免再氧化應(yīng)在22%～30%的稀硝酸中進(jìn)行鈍化處理，溫度為50℃:左右，時(shí)間控制在20～60min。

    c.鋁及其合金除銹   鋁及其合金表面的氧化膜，可用堿溶液或酸溶液除去，其中以堿溶液用得最普遍。堿溶液除銹的速度快、效率高。表面油污不嚴(yán)重時(shí)，不需要預(yù)先除油，可同時(shí)進(jìn)行，但是，如果控制不嚴(yán)，容易造成基體腐蝕，而酸溶液除銹則無此弊端，不過要預(yù)先用有機(jī)溶劑除油。

    常用的堿液為10%左右的氫氧化鈉溶液，溫度18～25℃，浸蝕時(shí)間0.5～1min。再于稀硝酸中20～30℃進(jìn)行浸蝕鈍化0.1～0.2min。為了改善外觀，可于10%的氫氧化鈉溶液中加入2%的氯化鈉。

    酸溶液的配方為：

    鉻酐                       65g/L

    硫酸                      350g/L

    水                          余量

    處理溫度60～70℃；時(shí)間0.5～20min。

    鋁合金經(jīng)表面處理后，膜的底部為多孔結(jié)構(gòu)，頂部為須狀結(jié)構(gòu)，其粘接性能顯著提高。

    d.銅及其合金除銹   銅及其合金的除銹通常在硫酸、硝酸和加有少量鹽酸的混合液中進(jìn)行。表面有黑色氧化亞銅薄層的工件，在浸蝕前應(yīng)先用10%（質(zhì)量）硫酸溶液進(jìn)行預(yù)浸蝕，然后再進(jìn)行光亮浸蝕，光亮浸蝕的配方為：

    硫酸（96%）                  10～20mL

    鉻酐                        100～200g

    水稀釋至                      1000mL

    處理溫度18～25℃；處理時(shí)間1～3min。

    還有，銅表面用39%FeCl₃水溶液處理1min，然后用25%鹽酸水溶液浸1min，再用磷酸鈉水溶液85～90℃浸泡2min，取出后水沸15min，110℃干燥2h?？梢蕴岣咩~的粘接強(qiáng)度。

    e.鋅及其合金除銹   鋅及其合金的銹蝕為白色、灰色和白色粉末的薄層，除銹配方為：

    氫氧化鈉                    5～10

    水                            1.0

    處理溫度60～70℃；處理時(shí)間0.5～1.0min。

    采用化學(xué)方法除銹需注意如下一些事項(xiàng)。

    Ⅰ.除銹液一般都具有強(qiáng)腐蝕性，要注意安全，不得使溶液飛濺到皮膚或衣物上。

    Ⅱ.除銹各步過程必須連續(xù)進(jìn)行，中途不要停頓，不然會影響除銹質(zhì)量和效果。

    Ⅲ.除銹過程中應(yīng)保持溶液濃度基本不變，水的蒸發(fā)應(yīng)隨時(shí)補(bǔ)加。

    Ⅳ.必須嚴(yán)格控制溫度和時(shí)間，以防過度腐蝕基體金屬。

    Ⅴ.以熱溶液除銹時(shí)，取出后應(yīng)先用熱水洗，再用冷水沖洗；于室溫進(jìn)行除銹時(shí)，取出后先用冷水洗，再用熱水沖洗。清洗要徹底，不殘留酸堿液。

    Ⅵ.必須注意水質(zhì)的變化，這是影響處理效果的重要因素，尤其是漂洗水的純度，對處理效果影響更大。

    Ⅶ.嚴(yán)禁將氧化劑、酸與酸酐放在一起，例如硫酸、鉻酐、亞硝酸鈉應(yīng)分開存放，以防混合產(chǎn)生爆炸或燃燒。

    Ⅷ.廢液要妥善處理，不能隨便排液，防止污染水體。

    Ⅸ.強(qiáng)酸、強(qiáng)堿具有腐蝕性，氫氟酸毒性很大，需要注意安全，通風(fēng)良好，嚴(yán)防泄漏，防止受害。

    ④電解除銹   電解除銹就是把零件放在電解液中，通以直流電發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)除銹，基本上分為陽極除銹、陰極除銹及陰極與陽極混合除銹三種。陽極電化學(xué)除銹就是被處理的金屬作為陽極，通電后在陽極上產(chǎn)生的氧氣的機(jī)械力把金屬表面的銹層剝落下來。該法不發(fā)生氫脆，但使金屬基體在除銹的同時(shí)受到較大腐蝕，所以很少采用。陰極除銹是被處理的金屬作為陰極，通電后陰極上產(chǎn)生氫氣還原氧化鐵，使它易溶于酸液中，加上氫氣的機(jī)械力使銹層脫落，其優(yōu)點(diǎn)是金屬基體一般不受腐蝕。但因?yàn)橛袣錃猱a(chǎn)生，就存在氫脆問題。采用適當(dāng)?shù)木徫g劑不僅可以抑制停電時(shí)金屬基體的溶解，而且能夠防止氫脆。陰極與陽極混合除銹可揚(yáng)長避短。

    鋼鐵陰極除銹的配方為：

    鹽酸                         20～25g/L

    硫酸                         120～160g/L

    水                           余量

    操作條件：電壓5～7V；陰極電流密度2～10A/d㎡；溫度60～70℃；時(shí)間4～7min。

    ⑤一步法除銹   一般情況下是先除油后除銹，分兩步進(jìn)行?，F(xiàn)已有一步法除銹工藝，除油、除銹、鈍化、磷化同時(shí)完成，工藝簡單，效率很高，適用于帶有薄油輕銹工件的表面處理，而對厚油重銹的工件效果不好。

    一步法除銹液是由乳化劑、除銹劑、磷化劑、鈍化劑等組成，其典型配方如下。

    配方1：

    硫酸                             120～160g/L

    氯化鈉                           30～50g/L

    十二烷基硫酸鈉                   0.03～0.05g/L

    平平加（102）                    20～25g/L

    硫脲                             0.8～1.2g/L

    水                               余量

    處理溫度70～90℃；處理時(shí)間至銹除凈。

    適用于黑色金屬除油、除銹。

    配方2：

    磷酸（85%）                       110～180g/L

    十二烷基苯磺酸鈉                  20～40g/L

    氧化鋅                            30～50g/L

    硝酸鋅                            150～170g/L

    氯化鎂                            15～30g/L

    酒石酸                            5～10g/L

    重鉻酸鉀                          0.2～0.4g/L

    鉬酸銨                            0.8～1.2g/L

    水                                余量

    處理溫度70℃以下；處理時(shí)間5～15min。

    適用于黑色金屬除油、除銹、磷化、鈍化。

    （4）化學(xué)處理化學(xué)處理就是將被粘物放在酸、堿、鹽等溶液或絡(luò)合物中進(jìn)行處理，通過化學(xué)反應(yīng)使表面活化或鈍化。表面形成牢固穩(wěn)定的氧化層和特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)，有利于產(chǎn)生良好的濕潤性和強(qiáng)勁的粘接力，提高粘接強(qiáng)度、耐水性、耐濕熱老化性和耐久性。例如以草酸一硫酸氧化法［草酸24（質(zhì)量）份、濃硫酸20份、水200份配成處理液，于85～900℃處理至表面呈褐色］處理不銹鋼，用E-51環(huán)氧樹脂80份、PPGGE（聚丙二醇二縮水甘油醚）20份、DDS30份組成的環(huán)氧膠粘接，比未進(jìn)行化學(xué)處理的剪切強(qiáng)度提高約130%。以硅酸-磷酸鈉法［硅酸鈉4（質(zhì)量）份、焦磷酸鈉2份、十二烷基硫酸鈉0.6份、蒸餾水200份，于70～85℃浸泡10min，蒸餾水沖洗，90℃烘干］處理鋁合金，用上述環(huán)氧膠粘接，要比未經(jīng)化學(xué)處理的剪切強(qiáng)度提高150%多?；瘜W(xué)處理包括硫酸-重鉻酸鈉、氯化鐵-硝酸、硝酸-氫氟酸、鈉萘、陽極氧化等，其中硫酸-重鉻酸鈉溶液浸蝕法雖然粘接強(qiáng)度高，卻無防腐蝕性，且耐久性差。陽極氧化能形成耐腐蝕性氧化膜，尤以磷酸陽極氧化（PAA）處理后的粘接強(qiáng)度和耐久性最好。磷酸陽極氧化的具體過程為：①在堿液中（60～65℃）浸泡10～15min；②用自來水（40～60℃）沖洗5min；③在硫酸-重鉻酸鈉水溶液中（65～70℃）浸泡10～15min；④第1次在40℃以下的自來水噴洗20min，第2次在40℃以下自來水浸泡5min；⑤浸入9%～12%（質(zhì)量）的磷酸水溶液（19～25℃）中，用14～16V直流電陽極化20～25min；⑥第1次在40℃以下自來水浸泡3min，第2次在40℃以下自來水浸泡10min；⑦用65℃以下熱風(fēng)干燥30min。

    磷酸陽極氧化鋁合金不僅粘接強(qiáng)度高，而且粘接的耐久性突出。然而，磷酸陽極氧化后表面形成不導(dǎo)電的氧化層，對于有導(dǎo)電要求的鋁型材室溫粘接，該法不適用。需要采用導(dǎo)電氧化方法。

    首先是堿液除油，即在氫氧化鈉20～35g/L、碳酸鈉20～30g/L的溶液中（40～60℃）浸泡2min，然后用50～60℃熱水洗，再冷水洗。

    接著進(jìn)行酸性氧化，溶液配方為：

 

    三氧化鉻（CrO₃）                    5～10g/L

    高錳酸鉀（KmnO₄）                   4～5g/L

    氟化鈉（NaF）                       2～5g/L

    磷酸（H3PO₄）                       5～15g/L

    室溫浸泡5～10min。取出后冷水洗1～3min，用60～70℃熱水洗1～3min，熱風(fēng)吹干。

    化學(xué)轉(zhuǎn)化處理是使鋁合金表面形成致密而均勻的連續(xù)薄膜，以鉻酸/鹽酸、磷酸/鹽酸和氫氟酸為基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)化膜形成后必須用清水沖洗，然后熱風(fēng)干燥，以增強(qiáng)膜層的硬度。

    化學(xué)處理可在玻璃、陶瓷、耐化學(xué)腐蝕的塑料、搪瓷等容器中進(jìn)行，若含有能腐蝕玻璃、陶瓷、搪瓷的化學(xué)藥品（如氫氟酸、氟化物等）時(shí)，應(yīng)改用聚乙（丙）烯等容器。需定期更換化學(xué)處理液，以防污染并保證足夠的濃度。

    經(jīng)過化學(xué)處理的粘接可以大大提高粘接強(qiáng)度和耐久性，適用于對粘接性能要求比較高的情況?；瘜W(xué)處理工藝繁雜，除油、除銹、粗化之后需進(jìn)行溶液浸蝕，然后還要經(jīng)過多次冷熱水沖洗，清除酸堿物質(zhì)，有的還要鈍化，最后干燥。金屬陽極氧化形成牢固的氧化膜表面，能顯著提高粘接強(qiáng)度、耐水性和耐久性。有些非金屬材料例如難粘塑料，經(jīng)過化學(xué)處理后引入活性基團(tuán)，可用一般的環(huán)氧膠黏劑直接粘接。

    化學(xué)處理用的氫氟酸是劇毒物質(zhì)，鉻酸及鉻酸鹽毒性也很大，硫酸、硝酸、氫氧化鈉等都有強(qiáng)腐蝕性，使用時(shí)一定要特別當(dāng)心，注意安全，通風(fēng)良好，防止中毒，避免傷害，減少泄漏，保護(hù)環(huán)境?；瘜W(xué)處理后的廢液及沖洗用水應(yīng)進(jìn)行必要的處理，不可隨意排放造成環(huán)境污染。由于六價(jià)鉻的高毒性和致癌性，近年來，德國漢高公司開發(fā)了鋼鐵、鋁合金的表面處理無鉻化技術(shù)。表7-12列舉了各種材料化學(xué)處理方法。金屬粘接前的處理可參考ASTMD2651-01標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)粘接的鋁表面磷酸陽極化處理方法參見ASTMD 3933-98標(biāo)準(zhǔn)，塑料粘接前表面處理方法可參考ASTMD 2093-97標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)已開發(fā)成功一種金屬粘接前KJ型表面處理劑，主要成分為環(huán)己六醇六磷酸酯，能與金屬反應(yīng)生成絡(luò)合物，在金屬表面形成一層致密單分子保護(hù)膜，阻止氧氣和濕氣對金屬的腐蝕，且與環(huán)氧膠結(jié)合力強(qiáng)。實(shí)踐證明，完全可以替代傳統(tǒng)的磷化工藝，高效、無毒、環(huán)保。

    （5）等離子體處理等離子體是一種由離子、電子和中性粒子組成的部分或全部反應(yīng)活性很大的離子化氣體。等離子化學(xué)反應(yīng)的主要特征是只在固體材料表面薄層發(fā)生反應(yīng)，而材料內(nèi)部基本不受影響，處理時(shí)間（幾秒到幾分鐘）很短。因此，將這一特性用于高分子材料的表面改性，具有重要的實(shí)際意義。尤其是低表面能材料如聚烯烴、聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍、硅橡膠等，可使粘接強(qiáng)度提高十到幾百倍。經(jīng)過等離子處理的聚醚醚酮用環(huán)氧膠黏劑粘接的強(qiáng)度很高。聚乙（丙）烯在氧等離子體中處理10min后，用環(huán)氧膠黏劑粘接的剪切強(qiáng)度大于20MPa。

    若想獲得高質(zhì)量、重復(fù)性好的等離子體，需要精心控制反應(yīng)氣體及其混合氣體的性質(zhì)、氣體壓力和流速、放電能量密度、表面溫度和工件的電子能量、能量發(fā)生器的激發(fā)頻率等參數(shù)。

    等離子體產(chǎn)生的高能粒子和光子與聚合物表面發(fā)生強(qiáng)烈相互作用，其結(jié)果是除去有機(jī)污染物，使表面清潔，通過消融和蝕刻消除弱界面層并增大粘接面積；表面分子接枝或交聯(lián)，形成膜層，改善耐熱性和粘接強(qiáng)度；表面氧化出現(xiàn)新的活性基團(tuán)，產(chǎn)生酸堿相互作用和共價(jià)鍵結(jié)合。

 

 

    等離子體處理對提高聚合物粘接強(qiáng)度的效果明顯，其原因是處理后的表面提高了濕潤性，消除了弱界面層，表面交聯(lián)可阻止低分子物向界面擴(kuò)散，促進(jìn)了表面生成化學(xué)鍵。等離子處理是改善材料表面濕潤性和粘接性的有效方法，特別適合聚合物表面改性，粘接強(qiáng)度一般是未處理聚合物的2～10倍，見表7～13。

 

 

    低溫等離子體處理可以改善材料的表面及界面性質(zhì)，具有很多優(yōu)點(diǎn)。

    a.表面處理是氣固相反應(yīng)，無廢液排放，比較經(jīng)濟(jì)，又很安全，還無污染。

    b.表面處理一步完成，無需洗滌、干燥，操作簡易，條件要求不嚴(yán)格，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

    c.處理時(shí)間短（幾十至幾百秒），效果卻很好，既可間斷處理，又可連續(xù)作業(yè)。

    d.處理僅限表面薄層，對被粘物基體幾乎無影響。

    e.兼具氣體、液體氧化處理法的優(yōu)點(diǎn)，且又避其不足，是一種快速、高效、環(huán)保較為理想的表面處理方法。

    f.處理后的表面可存放幾周或更長時(shí)間，并對戶外環(huán)境影響相當(dāng)穩(wěn)定。

    業(yè)已發(fā)現(xiàn)等離子體處理對提高聚苯醚和聚醚醚酮的粘接強(qiáng)度效果明顯。