Szlifowanie, szczotkowanie czy iglicowanie należą do metod mechanicznego przygotowania powierzchni do dalszych procesów. Technikę dobiera się w zależności od rodzaju materiału i kolejnych czynności, którym zostanie poddany. Tego typu działania powodują mechaniczne odtłuszczenie powierzchni i jej zmatowienie, co wpływa pozytywnie na przyczepność kolejnych warstw, np. farby. Są to jednak kosztowne i pracochłonne procesy, które niestety nie zapewniają w żaden sposób zabezpieczenia przed korozją. Z tym radzą sobie natomiast chemiczne metody oczyszczania. Należą do nich przede wszystkim odtłuszczanie, trawienie i polerowanie. Na rynku dostępna jest szeroka gama środków i rozwiązań przeznaczonych do takich celów. Wytwarzają one warstwy ochronne: konwersyjne, adsorpcyjne i adhezyjne, poprawiając przyczepność kolejnych powłok.

Odtłuszczanie za pomocą chemii

Podstawową operacją chemicznego i elektrochemicznego oczyszczania podłoża jest odtłuszczanie. Do tego celu używa się rozpuszczalników organicznych, roztworów alkaicznych lub odpowiednich emulsji. Dobierając środki chemiczne, należy uwzględnić wiele czynników, w tym m.in. wielkość powierzchni i kształt oczyszczanego przedmiotu, rodzaj metalu, z jakiego jest wykonany, oraz rodzaj zanieczyszczenia. Trzeba także zwrócić uwagę na wymagania dotyczące czystości powierzchni, stopień agresywności środowiska korozyjnego i rodzaj stosowanych później technik obróbczych.

W procesie tym jednak znaczenie ma nie tylko precyzyjne dobranie środka chemicznego, ale też sposób jego aplikacji. Środki odtłuszczające mogą być podawane w formie natrysku, kąpieli wodnej połączonej z technikami zanurzeniowymi, za pomocą pędzli i szczotek, maszyn ultradźwiękowych oraz specjalistycznych myjek.

Rynek środków do oczyszczania i odtłuszczania rozwija się intensywnie. Najpopularniejsze ą rozpuszczalniki organiczne, używane do usuwania olejów i smarów węglowodorowych. Metody chemicznej obróbki wykorzystujące tego typu środki nie wymagają płukania i obróbki ścieków, co stanowi dużą zaletę. Rozpuszczalniki wyparowują i nie pozostawiają osadu. Techniki mycia w rozpuszczalnikach zależą od ich właściwości fizykochemicznych: temperatury wrzenia, lotności, temperatury zapłonu czy toksyczności. Zdecydowanie łatwiejsze jest zatem używanie takich środków, które mogą być stosowane na zimno, bez podgrzewania. Do preparatów odtłuszczających wykorzystywanych powszechnie w przemyśle zalicza się także niepalne zamienniki rozpuszczalników chlorowych. Idealnie nadają się do mycia powierzchni metalowych w pomieszczeniach zagrożonych pożarem, np. elektrowniach, kopalniach lub rafineriach ropy.

Często stosowane są także środki alkaiczne, czyli zestawy związków nieorganicznych i substancji powierzchniowo czynnych (SPC), inhibitory korozji i środki obniżające twardość wody. Wodne środki alkaiczne nie tylko są ekologiczne i ekonomiczne, ale też spełniają wysokie wymagania technologiczne związane z odtłuszczaniem powierzchni. Pod wpływem alkaliów rozpuszczają się tłuszcze, a pozostałe nietłuste zanieczyszczenia są usuwane w sposób mechaniczny przez przepływającą wodę w kąpieli lub pod natryskiem.

Do chemicznego odtłuszczania wykorzystuje się również emulsje zawierające związki powierzchniowo czynne i rozpuszczalniki. Odtłuszczanie emulsyjne odbywa się w kąpieli – rozpuszczalnik działa wraz z emulgatorem, usuwając oleje z zabrudzonej powierzchni, faza wodna natomiast wymywa m.in. sole i ślady związków chemicznych.

Kwasem fosforowym i elektrolitem

Do chemicznych metod obróbki powierzchni zalicza się także fosforowanie. Metodę tę stosuje się do wyrobów ze stopów żelaza i metali nieżelaznych. Kwas fosforowy świetnie rozpuszcza świeżą rdzę nalotową i reaguje z metalem, tworząc cienką warstwę fosforanów, która zabezpiecza przed dalszym działaniem kwasu i korozją. Bazujące na nim środki często są wzbogacone rozpuszczalnikami organicznymi, które usuwają zanieczyszczenia tłuszczowe, oraz substancjami zwilżającymi, które pomagają w procesie emulgacji. Dzięki środkom z kwasem fosforowym powstaje nierozpuszczalna powłoka o właściwościach antykorozyjnych, która nie odbija refleksów świetlnych i jest odporna na działanie wysokiej temperatury. Poprawia ona także właściwości poślizgowe ruchomych elementów maszyn lub silników, dzięki czemu mniej się zużywają. Środki na bazie fosforanów znalazły zastosowanie w branży elektrotechnicznej, motoryzacyjnej i zbrojeniówce.

Należy także wspomnieć o odtłuszczaniu elektrochemicznym, w przypadku którego działanie chemiczne jest zintensyfikowane przez wydzielanie się tlenu (cykl anodowy) lub wodoru (cykl katodowy). Składy podstawowe kąpieli zbliżone są do odtłuszczania chemicznego, a czas, temperatura i gęstość prądu zależą od materiału podłoża, rodzaju i stopnia zanieczyszczeń. Do podstawowych operacji chemicznego oczyszczania podłoża należy także trawienie, które może mieć postać trawienia chemicznego (bez przepływu prądu elektrycznego) lub elektrolitycznego. W procesie tym wykorzystuje się przede wszystkim roztwór wodny kwasów azotowego i fluorowodorowego. Powierzchnię można także odtłuścić poprzez polerowanie. Najczęściej tę metodę stosuje się jako zabieg wykańczający (wtedy powierzchnia wykazuje duży współczynnik odbicia światła i mały współczynnik tarcia) lub wstępny (co poprawia przyczepność).

Oprócz metody mechanicznej lub chemicznej można zastosować też oczyszczanie termiczne, stosowane głównie przy zabiegach renowacyjnych. Popularnie określane jest jako oczyszczanie płomieniowe, ponieważ wytwarzany jest tu płomień o silnie redukującym działaniu. Proces ten jest powtarzalny i można go kontrolować. Technika ta pozwala na obrabianie powierzchni do 6 metrów szerokości przy niskim koszcie jednostkowym. Do jej wad należą jednak niedoskonała jakość oczyszczonego podłoża i trudności przy aktywacji powierzchni trójwymiarowych.

Zamiast chemii – plazma

W procesach produkcyjnych coraz częściej jednak odchodzi się od korzystania z substancji na bazie rozpuszczalników chemicznych. Są one szkodliwe dla środowiska, a używanie reaktywnych substancji chemicznych wiąże się z dodatkowymi kosztami eksploatacyjnymi. Wybiera się środki, które łączą w sobie różne właściwości: czyszczące, alkalizujące, odtłuszczające, rozpuszczające rdzę, trawiące czy zapobiegające tworzeniu się kolejnych ognisk korozji. Dzięki temu można zredukować liczbę kąpieli, zanurzeń i natrysków, a co za tym idzie – zmniejszyć zużycie chemikaliów, wody i energii.

Alternatywę dla mokrej chemii stanowi m.in. plazma atmosferyczna. Technologia ta została opracowana ponad 20 lat temu przez inżynierów z niemieckiej firmy Plasmatreat.

Plazma to stan skupienia materii powstający podczas przemiany fazowej. Dysza plazmowa może być umieszczana na ruchomym ramieniu robota, dzięki czemu dociera do najbardziej skomplikowanych struktur detalu i zakamarków. Plazma ma wiele zalet w porównaniu do tradycyjnych, chemicznych, mokrych metod obróbki powierzchni – przede wszystkim jest czystsza dla obrabianych części i środowiska naturalnego. Nie ma dużych wymagań instalacyjnych (niepotrzebne są tu kosztowne wyciągi i zabezpieczenia przed chemikaliami), a przynosi znakomite rezultaty. Plazma atmosferyczna jest także ekonomiczna – potrzebuje jedynie energii elektrycznej i sprężonego powietrza.

Ponadto proces generowania plazmy jest bezpieczny dla operatorów. Całość działa pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym, dzięki czemu nie ma konieczności korzystania z komory próżniowej. W trakcie jednego procesu, trwającego tylko kilka sekund, możliwe jest wykonanie trzech zabiegów: dokładnego czyszczenia, elektrostatycznego rozładowania i silnej aktywacji powierzchni. Czyszczenie plazmowe jest zalecane dla powierzchni metalowych, tworzyw sztucznych i elastomerów, powierzchni szklanych oraz ceramiki. Obróbka wstępna z wykorzystaniem plazmy ma na celu przede wszystkim aktywowanie powierzchni i może przynieść wyraźny wzrost energii powierzchniowej. Plazma sprawdza się zatem m.in. w przypadku takich operacji jak pokrywanie lakierami ochronnymi, zalewanie elektroniki, klejenie komponentów do powierzchni czy lutowanie. Technologia ta znajduje zastosowanie m.in. w elektronice, motoryzacji, technice medycznej, archeologii czy przemyśle tekstylnym.