防锈包装主要是指对金属类商品的防锈蚀保护,在实际包装作业中,防锈包含两个方面的内容:①金属商品的防锈;②金属包装物本身的防锈,因为包装物的锈蚀,必然会影响内装商品,特别是内装商品也是金属制品时危害更大。
金属制品表面因氧化锈蚀,会变色、生锈,降低使用性能,造成商品价值降低以至失效。为隔绝或减少大气中水蒸气、氧气和其他污染物对金属制品表面的影响,防止发生大气锈蚀,而采用的包装材料和包装技术方法称为防锈包装或封存包装。
防锈包装与金属冶炼和制品加工中的防锈技术不同,因为用包装封存方法防锈是暂时性防锈,在包装件内装物投入使用时,防锈包装材料还要求能顺利除去。不过防锈包装的有效期可由数月至数年,对金属制品的储运与销售有十分重要的作用。
防锈包装技术是按清洗与除锈、干燥、防锈处理的步骤逐步进行的,现分述如下。
1.清洗与除锈
清洗是尽可能消除金属制品表面的油迹、汗迹、灰尘、加工残渣等。清洗的方法主要有浸洗、擦洗、喷淋和超声波清洗等,通常根据清洗物的大小、形状繁简、批量大小等条件来选择清洗方法。清洗时选择清洗剂很重要,常用的清洗剂如下。
•碱性溶剂:氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、水玻璃等。
•表面活性剂:肥皂、合成洗涤剂等。
•有机溶剂:石油系列溶剂:汽油、煤油等。
•烃类溶剂:三氯乙烯、丙酮、乙醇等。
在实际防锈包装中常将清洗与除锈合并进行,即在清洗液中加入除锈剂。金属制品的除锈包括:物理机械除锈法和化学除锈法两类。
(1)物理机械除锈法
①人工除锈法:这是传统的除锈方法,是用钢刷、铁锉、铲(刮刀)、纱布、砂纸等除锈。此法简单,但不适于小型及大量产品除锈。
②机械除锈法:有喷射法和砂轮、布轮除锈法。
•喷射法是用强力将砂粒喷射在金属表面,借其冲击与摩擦的作用将锈除掉的方法。喷射法按喷射材料,可分为喷砂法(用海砂、河沙、石粒为喷射材料)、钢粒喷射法(用小钢弹或碎钢粒为喷射材料)、软粒子喷射法(以植物种子或塑料颗粒为喷射材料)。按喷射方式可分为动力喷射法(将干燥的喷射材料用高压空气喷射的方法)、湿式喷射法(将细砂粒与水混合成泥浆状用高压空气喷射的方法)及真空喷射法等。
•喷射法适用于大型制品或金属材料的除锈,需要喷射机械。用湿法时还需在水中加入水溶性缓蚀剂。其优点是除锈效率高,成本低。
•砂轮除锈法只能对非加工面使用。砂轮除锈法用于表面镀层或表面光洁度要求较高的钢铁或有色金属等表面平整的制品。
(2)化学除锈法
化学除锈法包括酸洗(硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸等)和碱洗除锈(碱液电解、碱还原、碱液煮沸等法),其中应用最广泛的是酸洗法。
酸洗法是将金属制品浸渍在各种酸的溶液中,酸与金属锈蚀产物发生化学作用,使不溶性锈蚀产物变为可溶性物质,脱离金属表面溶入水溶液中的方法。
在酸洗中,盐酸溶液除锈蚀产物的能力最强;硫酸生成氢气的机械作用大,价格便宜,广泛用于钢铁的除锈;硝酸和氢氟酸可用于铝制品等有色金属的除锈;磷酸与盐酸硫酸相比,除锈能力较差,但锈蚀性弱,能与钢铁表面反应生成磷酸铁盐的不溶性薄膜,洗后在空气中有暂时性防锈作用。
酸洗法的主要优点是不引起金属材料变形,处理的表面不粗糙,操作简便,效率高,金属制品各个角落的锈都可以除去,适用于大量小型制品的除锈,而且不需专用设备,成本较低。但对金属有锈蚀作用,容易发生“氢脆”并影响表面光洁度。
近年发展的碱洗除锈是在含有苛性碱、羟基乙酸、络合剂及起泡剂等溶液中进行的。碱洗法不锈蚀基体金属,不发生“氢脆”,金属表面光洁,适用于钢铁及铜镁等有色金属。
2.干燥
干燥是指清除在清洗除锈后残存的水和溶剂。干燥应进行得迅速可靠,否则将使清洗工作变得毫无意义。金属制品清洗后,表面常附着溶剂与水分,应立即进行干燥处理,特别是有些制品除锈后,其金属表面处于极易生锈的状态,应尽快进行干燥。
干燥方法有压缩空气吹干、烘干、红外线干燥、擦干、滴干、晾干和脱水干燥。压缩空气吹干是用经过净化处理的压缩空气来吹干:烘干是将商品或零部件放在烘房或烘箱内烘干;红外线干燥是用红外灯或远红外线装置直接进行干燥,此法效果好且适合大量生产:擦干是用干净的布或棉纱擦干,但要注意不要将纤维物、指纹等留在金属表面;滴干、晾干适用于用石油系列溶剂清洗的制件;脱水干燥适用于用水基金属清洗剂清洗的制件。
3.防锈处理
防锈处理是指清洗、干燥后,选用适当防锈剂对金属制品进行处理的阶段。这是最根本、最重要的工作。在缺少适当的防锈剂或防锈剂应用不理想时,应代之以密封防锈处理。由于操作原因,不能马上进行防锈处理时,应将制品存放在洁净而干燥的空气中,或将其保持加温状态以防止在制品的表面凝结露珠,不致使清洗过的金属表面再次污染或生锈。
如果采用干燥剂进行完全密封防潮包装,也可省去防锈处理,但是仅仅依靠密封防锈不一定有效,一是因为在流通过程中包装有可能遭到破坏而导致生锈;二是因为要做到完善的密封防锈和坚固的外部包装,往往成本就很高,经济上不合理。因此,即使采用密封防锈包装,如有可能最好也要进行防锈处理。