化學除油是利用熱鹼溶液對油脂的皂化和乳化作用，將零件表面油汙除去的過程。
鹼性溶液包括兩部分：一部分是鹼性物質，如氫氧化鈉、碳酸鈉等;另一部分是矽酸鈉、乳化劑等表面活性物質。
鹼性物質的皂化作用除去可皂化油，表面活性劑的乳化作用除去不可皂化油。化學除油具有工藝簡單、操作容易、成本低廉、除油液無毒、不易燃等特點。
但是常用的鹼性化學除油工藝其乳化能力較弱，因此當零件表面油汙中主要是礦物油時，或零件表面附有過多的黃油、塗料乃至膠質物質時，在化學除油之前先用機械方法或有機溶劑除去，這一工序不可疏忽在生產上化學除油主要用於預除油，然後再進行電化學除油將油脂徹底除盡。
化學除油原理
1)皂化作用
皂化反應是皂化油與除油液中的鹼性物質發生化學反應而生成肥皂和甘油的過程。當把帶有油汙的製品放入鹼性除油溶液時，由於發生上述皂化反應而使油汙除去。
一般動植物油的成分可用通式(RCOO)3C3H5表示，其中R為高級脂肪酸烴基，含17～22個碳原子。油脂在熱鹼液中發生的化學反應為
(RCOO)3C3H5+3NaOH3RCOONa+C3H5(OH)3
若R=17，即為硬脂酸鈉(肥皂)，硬脂酸鈉能溶於水，是一種表面活性劑，對油脂溶解起促進作用。
2)乳化作用
礦物油或其他不可皂化油是不能用鹼皂化的，但它們在表面活性劑的作用下能被乳化而形成乳濁液而除去。
乳化是使兩種互不相溶液體中的一種呈極細小的液滴分散在另一種液體中形成乳濁液的過程，具有乳化作用的表面活性物質稱為乳化劑。
在化學除油中可採用陰離子型或非離子型表面活性劑，如矽酸鈉、硬脂酸鈉、OP乳化劑等。
在除油過程中，首先是乳化劑吸附在油與溶液的分界面上，其中親油基與零件表面的油發生親和作用;而親水基則與除油水溶液親和。
在乳化劑的作用下，油汙對零件表面的附著力逐漸減弱，在流體動力因素共同作用下，油汙逐漸從金屬零件表面脫離，而呈細小的液滴分散在除油液中，變成乳濁液，達到除去零件表面油汙的作用。
加熱和攪拌除油溶液都會加速油汙進入溶液，因而可加大除油的速度，提高除油的效果，故在化學除油時，一般採用較高的溫度和攪拌措施，也可用超聲波來加速除油過程。
化學除油液成分及工藝條件
化學除油液的主要成分包括氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉、焦磷酸鈉、矽酸鈉、硼酸鈉等鹼或鹼性鹽，此外，通常還包括EDTA、檸檬酸鈉等金屬螯合劑和各種乳化劑等有機添加劑。
通常鹼性除油液均含有兩種或兩種以上的鹼或鹼性鹽。氫氧化鈉和碳酸鈉是兩種價格便宜的強鹼性物質。
磷酸鈉和焦磷酸鈉等磷酸鹽既是鹼的來源，又起著螯合鈣、鎂等金屬離子軟化硬水，並緩衝溶液pH值的作用，矽酸鹽形成的膠體膜可保護鋁、鋅等兩性金屬不受腐蝕。有機添加劑起輔助乳化和分散油汙的作用。
化學除油液的配方要根據基體材料的不同性質以及除油要求的不同而選擇。常用鹼性化學除油液配方和工藝規範見表3-8。
表3-8 常用鹼性化學除油液的配方和工藝規範
氫氧化鈉(NaOH) NaOH有很強的皂化能力，但潤溼能力和乳化能力很差，同時水洗性也較差，對有色金屬有腐蝕，使黃銅件變色，因此它不是一種好的除油劑。
主要用於黑色金屬脫脂，且濃度不宜過高，否則會使鍍件表面形成一層黑色鈍化膜，造成質量不佳;同時，生成的肥皂在濃鹼液中幾乎不溶解，附在金屬表面上，對後續的酸洗帶來困難。因此，化學除油液中氫氧化鈉含量一般不超過100g/L。
碳酸鈉(Na2C03) 碳酸鈉水解後呈弱鹼性，有一定除油作用，水洗性也不夠好，但具有良好的緩衝能力，使除油液pH值維持在8.5～10.2之間，可以長時間保持皂化能力。碳酸鈉常作為鋁、鎂、鋅、錫、鉛等兩性金屬及其合金除油液的主要成分。
磷酸鈉(Na3PO4) 磷酸鈉的皂化作用和乳化作用都比碳酸鈉強，具有良好的緩衝作用，其0.5%水溶液的pH值為11.8。它也是一種乳化劑，具有一定的表面活性作用。其溶解度大，洗去性極好，是除油液的助洗劑，能提高清洗效果。黑色金屬與有色金屬除油液均含磷酸鈉，是除油溶液中較好的化學品。但由於磷酸鹽廢水的營養效應，使水中微生物大量繁殖而過多消耗水中的氧，危機水生動物的生存，其排放應受到限制。
矽酸鈉(Na2Si03) 矽酸鈉具有較好的表面活性作用和一定的皂化能力，除油效果較好。當它與其他表面活性劑配合使用時，是所有強鹼中最佳的潤溼劑、乳化劑和抗絮凝劑。矽酸鹽在鹼性除油液中對鋁、鎂、鋅等金屬有一定的緩蝕作用。工業上用得最多的是Na20與Si02的比值為l：1的偏矽酸鈉(Na2Si03)和比值為l：(2～3.5)的水玻璃。這兩種物質的黏度較大，有很強的吸附性，在零件表面可形成一層不可見的薄膜，使零件不易清洗。如清洗不淨，零件進入下一道浸蝕工藝就可能生成同樣難以洗去的矽酸。為提高水洗能力，常加入磷酸鈉或其他表面活性物質來改善清洗效果。
焦磷酸鈉(Na4P207)焦磷酸鈉對於鋅、銅和鎂有極好的螯合作用，可以防止零件上生成不溶性的硬水皂膜。此外，其緩衝性良好，0.5%水溶液的pH值為l0.1，有一定的表面活性作用，水洗性良好。
乳化劑在鹼性除油液中加入乳化劑可以除去非皂化油，除油作用與其分子結構有關。常用的乳化劑有：辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、三乙醇胺油酸皂(FM)、十二烷基二乙醇醯胺(6501)等。它們的分子結構中存在極性的親水基團(如一0H， 一CO一，一C00H，一S03H，一SH，一NH2等)和非極性的親油基團(碳氫鏈)。除油時，它們吸附在油汙和溶液之間的界面上，其憎水基團與油脂發生親和作用而指向油汙，親水基團與水結合而指向溶液，發生分子定向排列，降低了油與溶液間的界面張力。在溶液對流和攪拌作用下，油脂脫離零件表面而形成被表面活性劑包圍的小油珠，分散在溶液中成為乳濁液，使被除去的油脂不再黏附在零件上，因此除油效果顯著。但乳化劑用量不宜過多，.過多會生成許多泡沫，極易附著在零件表面上而帶到鍍槽中去，影響後面的鍍層質量。
溫度鹼性除油應當在加溫下進行，這是因為加溫可以使溶液對流加快，皂化和乳化作用加強，從而可以加速除油過程;同時溶液溫度升高，可增加油脂和硬脂酸鈉在除油液中的溶解度，這對清洗零件和延長除油液使用時間是有利的。但溫度不宜過高，黑色金屬應在85～95℃以下;有色金屬應在70～80℃以下進行。溫度過高會降低乳濁液的穩定性，甚至使油脂析出聚集，重新吸附在零件表面，同時高溫下能源消耗會大大增加，蒸發的鹼霧增多，汙染環境。
攪拌在鹼性除油時，配置適當的攪拌，除油效果會顯著提高。這是因為攪拌作用能經常更新零件表面的乳化液層，加速零件表面油滴分散到溶液中的速度。若無攪拌裝置，在除油過程中經常把零件翻動一下，也能取得一定的效果。
化學除油注意事項
清洗在化學除油後，必須進行認真漂洗。
化學除油後的零件，一般首先用60℃左右的熱水清洗，將皂化產生的肥皂洗去，然後再用流動冷水洗淨。
若除油後直接用冷水洗，則會使皂化產物粘在零件表面，不易完全除去。尤其是用矽酸鈉作乳化劑時，它在金屬表面形成的膜很難漂洗乾淨，對後續的電鍍工序造成麻煩。
除油液的更新除油液使用時間長了，除油的速度會變慢，除油效果會降低，此時應適量補充一些原料，或者更換新的溶液。
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