在對材料或制品進行表面處理之前，應有前處理或預處理工序，以使材料或制品的表面達到可以給以表面處理的狀態。前處理的質量好壞是能否獲得優質表面處理效果的重要環節。實踐證明，經過表面處理獲得的鍍層、涂層或化學處理膜，有時會出現防蝕性差、結合力低、耐用壽命短、表面不平滑光亮、起泡或剝落等現象，這常常是由于前處理不當而造成的后果。因此，在表面處理前，必須有保證質量的前處理工序。從通用材料或一般制品使用的材質來看，前處理可分為金屬表面的前處理、塑料表面的前處理和木材表面的前處理等。
　　
　　一、金屬制品的表面前處理
　　
　　金屬制品的材料品種繁多，它們的原始表面狀態各不相同，而且不同的表面處理對其前處理的要求也不一樣，因此金屬制品表面的前處理工藝和方法很多。其中主要包括有金屬表面的機械處理、化學處理和電化學處理等。由于機械處理方法在概述中已有介紹，因此本節僅討論黑色金屬的一般化學處理和電化學處理，以及鋁和鋁合金制品的化學處理等。化學處理的作用主要是清理制品表面的油污、銹蝕及氧化皮等。其中包括制品在有機溶劑和無機試劑中的除油，在適當的化學試劑中的化學強浸蝕和化學弱浸蝕。電化學處理則主要用以強化學除油和浸蝕的過程，有時也可用于弱浸蝕時活化金屬制品的表面狀態。
　　
　　1．黑色金屬制品的除油
　　
　　由于金屬制品在機械加工和中間過程防銹的需要，一般其表面上都黏附或涂有各種壓延油、切削油、拋光膏和防銹油等油脂性物質，在進行各種表面處理之前，應將這些油污清洗干凈，以免影響表面處理的效果。
　　
　　油污按其性質可分為皂化油和非皂化油兩類。皂化油是來源于動植物的油脂，能與堿液起化學反應生成皂，非皂化油是不與堿液起化學反應的礦物油脂，如凡士林、潤滑油和石蠟等。兩類油脂都不溶解于水，因此無法直接用水把它們清洗干凈，一般是采用有機溶劑處理、堿液處理或電化學處理的方法除油或脫脂。
　　
　　(1)有機溶劑除油。使用有機溶劑除油可同時除去皂化油和非皂化油。對于溶劑要求其溶解力強，不易燃易爆，毒性小，揮發較慢，且價格低廉。實際上使用的有機溶劑很難全面滿足上述要求。生產中常用的有機溶劑有汽油、溶劑汽油、松節油、甲苯、二甲苯、二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯等。其中應用較廣的是氯化烴，它的優點是溶解力強，不易燃易爆，缺點是有毒，成本高，在有水存在下能分解出氯化氫，有腐蝕作用，在使用時要注意防潮防濕。
　　
　　用有機溶劑除油，最簡單的方法是用棉紗蘸有機溶劑對金屬表面進行擦洗(適用于大型工件)。也可將制品浸入盛有有機溶劑的槽中，通過浸漬來除油，這種方法可在專用的脫脂機中進行。在脫脂機內放有若干個槽子，分別都裝有有機溶劑，用機械傳送的方式，使工件依次浸入其中脫脂。
　　
　　在脫脂機中脫脂，溶劑多用三氯乙烯，因為它在低溫時具有很強的脫脂能力，并且能隨溫度的升高使脫脂能力劇增。另外，由于它的沸點低，已含有大量油污的三氯乙烯可通過分餾提純后重新被利用，使脫脂處理的成本降低。石油溶劑中最常用的是200號溶劑汽油，一般用浸洗或擦洗的方法脫脂。使用有機溶劑脫脂，在溶劑揮發后，制品表面往往還留有一薄層油膜，所以還要把工件浸入堿液中作補充處理。
　　用有機溶劑除油的優點是效率高。在使用脫脂機的情況下，溶劑消耗少，因而成本并不高。若不使用脫脂機，則溶劑消耗大，成本增加，且易燃并有毒。由于有機溶劑除油有這些缺點，在不使用脫脂機的情況下，應盡量不用有機溶劑的方法除油。
　　
　　(2)堿液除油。堿液除油是由堿液的皂化和乳化作用來完成的，皂化可除去制品表面的動植物油，乳化可除去制品表面的礦物油。由于堿液本身的乳化作用較弱，乳化除油的時間較長，因經常在堿液中加入各種乳化劑，如肥皂、水玻璃、OP乳化劑等，用以提高乳化除油的效率。
　　
　　當堿液除油的配方和工藝條件選擇適當時，皂化油和非皂化油都可順利地從制品表面清洗干凈。堿液除油時堿的濃度不宜偏高，因為濃度偏高，會使肥皂的溶解度和乳液的穩定性下降，一般用5%10%的苛性鈉溶液較適宜。堿液除油的配方包括以下組分：氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、水玻璃和肥皂等，其中氫氧化鈉起皂化作用，碳酸鈉和磷酸三鈉維持溶液一定的堿度，水玻璃和肥皂主要起乳化作用。
　　
　　鑒別金屬表面油污除凈與否，可視表面被水潤濕的情況而定。當金屬表面油污被除凈時，則有一層連續的水膜存在，否則水將聚集成滴狀。目前金屬表面前處理除油工藝中，普遍使用的方法是堿性溶液化學除油。生產實踐證明，采用這種除油方法是合理的，雖然應用這一除油工藝，在時間上要比用有機溶劑除油長一些，但無毒和不易燃卻是它的一大優點，其所用的生產設備較簡單，且經濟。
　　
　　(3)電化學除油。電化學除油是將制品放在堿性溶液中作為陰極或陽極而進行電解除油。一般采用的方法是陰極除油或先在陰極上除油，爾后再在陽極上除油。所用除油的堿液含有氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉及硅酸鈉等組分。
　　
　　電化學除油的第二電極最好用鍍鎳鋼板或鎳板。在陰極除油時，如用鐵板作陽極，鐵會出現溶解而臟污溶液，并在陰極上產生沉積物。
　　
　　電化學除油的原理是：陰極上析出的氫氣或陽極上析出的氧氣，對金屬表面的溶液產生攪動作用，促進油污脫離金屬表面，同時金屬表面的溶液不斷更新，加速了皂化和乳化作用。電極上析出的氣體，把附著于表面的油膜薄層破壞。小氣泡從油滴附近的電極上脫離而滯留于油滴的表面上，并停留在油與溶液的界面上。由于新的氣泡不斷析出，小氣泡逐漸變大，使油滴在氣泡的影響下脫離金屬表面，而被氣泡帶到溶液表面上來。因此電化學除油比堿液除油的效果要好。電化學除油時，提高溶液的溫度和提高電流密度都能提高除油的效果。
　　
　　陰極除油的缺點是陰極上析出的氫氣會滲到金屬內部而引起金屬變脆。因此，對于硬質高碳鋼制件，如彈簧、彈性薄片等，可利用陽極除油，但陽極除油速度比陰極除油慢。這是因為：
　　
　　①陽極附近的堿度較低，減弱了皂化作用；
　　
　　②陽極上析出的氧氣較少；
　　
　　③由于氧氣泡較大，滯留于液滴表面上的能力小，對油滴的作用弱于氫氣泡的作用。根據陽極除油和陰極除油的特點，在生產上可采用先在陰極上除油，然后再在陽極上除油。在這種情況下，滲入表面的氫幾乎在很短的時間內就能完全除去而恢復制品的彈性。
　　
　　2．黑色金屬制品的浸蝕
　　
　　鋼鐵制品與大氣長期接觸或進行熱處理時，其表面會覆蓋上一層銹蝕物或黑色氧化皮，其化學組成是各種鐵的氧化物。在進行各種表面處理時，必須預先除去這些氧化物。其方法有手工除銹、機械除銹和噴砂除銹等，而最通用的方法是采用各種酸類試劑處理來除銹。這種處理的實質是通過酸類對銹蝕物的溶解作用，以及在處理過程中酸類與金屬基體反應產生的氫氣對銹蝕物的機械剝離作用而從金屬表面將銹蝕物清洗干凈。用酸類清除表面大量氧化物的過程稱為強浸蝕，或稱為酸洗，清除表面上肉眼不易覺察的薄氧化膜的過程稱為弱浸蝕。有時在浸蝕過程中也通以電流，則稱為電化學浸蝕，電化學浸蝕既用于強浸蝕，也用于弱浸蝕，弱浸蝕一般是在強浸蝕后進入電鍍槽之前進行的，該工序之后就不允許金屬制品在大氣中停留太久，特別是金屬制品表面不應處于干燥狀態。為保證浸蝕過程順利進行，在浸蝕之前須先行除油，否則酸與金屬氧化物不能充分接觸，會使化學溶解反應受到抑制。
　　
　　(1)化學強浸蝕。在黑色金屬強浸蝕中，常用的酸有硫酸、鹽酸，或兩者按一定比例混合的“混酸”。
　　
　　根據鋼鐵制品表面氧化物的組成和結構，當金屬制品表面只帶有疏松的銹蝕物時(其中主要是Fe2O3)，可單獨用鹽酸來浸蝕，因為鹽酸對制品的浸蝕速度快，基體溶解少，滲氫程度也小些，當金屬制品表面為緊密的氧化皮時，使用硫酸浸蝕比單獨用鹽酸時的酸耗量要小些，成本也低，這是因為硫酸浸蝕時的機械剝離作用要比鹽酸的強，當金屬表面的銹和氧化皮含高價鐵的氧化物多時，可采用混合酸進行浸蝕，這樣既可發揮氫對氧化皮的撕裂作用，又可加速Fe2O3和Fe3O4的化學溶解，加速洗凈表面銹蝕物。影響強化學浸蝕效果的因素很多，其中主要是濃度、浸蝕溫度等對于清洗效果的影響。
　　
　　實踐證明對應于最大浸蝕速度有一個最適宜的硫酸濃度，此值約為25％(重量)。為了減少鐵基體的損失，生產中一般使用的濃度為20％。就鹽酸而言，雖然隨著濃度增高浸蝕速度一直增加，但實驗結果表明，當鹽酸的濃度在20％以上時，基體的溶解速度比氧化物的溶解速度的增加要快得多，因此生產中很少使用濃鹽酸。為了避免鹽酸揮發損失，減少氯化氫毒氣的析出量，鹽酸濃度應控制在15％以下。當使用混酸時，多采用含10％H2SO4和10％HCl的混合液，這個比例可根據情況適當調整。溫度對化學浸蝕速度也有較大影響，溫度升高，浸蝕速度大幅度增加。為了減少基體金屬的損耗，防止酸霧的逸出，并延長設備的使用壽命，一般都不采用高溫浸蝕。當采用硫酸浸蝕時，溫度最高不超過60℃。當采用鹽酸或混酸浸蝕時，溫度一般不超過40℃。
　　
　　在10%20％的上述酸液中進行浸蝕，隨著使用時間的延長，浸蝕溶液的效力將逐漸降低。這是由于酸液中酸的濃度減小和溶解了的鐵的濃度增高的緣故。當溶液中剩余酸的濃度為3%5％以及鐵的含量達90g/L時，浸蝕液應予以更換。
　　
　　為了減輕浸蝕過程中基體金屬的溶解，確保金屬制品的幾何尺寸和減少滲氫現象，在浸蝕液中應加入緩蝕劑。如在硫酸溶液中加入磷二甲苯硫脲和在鹽酸溶液中加入烏洛托品，其緩蝕效果都不錯。
　　
　　(2)電化學強浸蝕。
　　黑色金屬的電化學強浸蝕是借助于直流電進行的。金屬制品可以在陽極上處理，也可以在陰極上處理。清除銹蝕物的處理效果，主要視金屬表面上銹蝕物的組織和種類而定。對具有厚而平整的致密氧化皮的工件，直接用電化學強浸蝕，其效果是不理想的，最好先經過硫酸溶液化學強浸蝕，待氧化皮疏松之后再進行電化學處理。當氧化物是多孔且疏松時，電化學浸蝕的效率是很高的。其優點是浸蝕速度快，酸液消耗少，且制件使用壽命長，其缺點是耗費電能。
　　
　　目前在大量生產中多采用陽極浸蝕。對于形狀較復雜而幾何尺寸要求嚴格的制件，為了防止陽極浸蝕容易出現的過浸蝕缺陷，則可采用聯合電化學浸蝕，即先用陰極進行浸蝕，而后轉為陽極浸蝕。陽極浸蝕可除去陰極浸蝕附著于制件表面的污物。這種聯合工藝的另一優點是可以減輕滲氫現象。黑色金屬陽極浸蝕時，常用的電解液是15%20％H2SO4溶液，陽極電流密度為510A/dm2，操作多在室溫下進行。
　　
　　(3)弱浸蝕。弱浸蝕是金屬制品進行電鍍前的最后一道預處理工序。其目的是除去制品表面上極薄的一層氧化膜，使表面呈現出金屬的晶體組織，其實質是金屬表面活化的過程。這個常被人們忽視的操作工序，對基體金屬與鍍層間的良好結合起著極為重要的作用。通常在金屬制品經過弱浸蝕后，應立即予以清洗，并轉入鍍槽中電鍍。所以電鍍總是在經過除油和弱浸蝕后才進行的。弱浸蝕處理的特點是浸蝕介質的濃度低，處理時間短，并多在室溫下進行。對于黑色金屬的弱浸蝕，可用化學法，也可用電化學法。采用化學法時，多使用含3%5％H2SO4或HCl的稀溶液，浸蝕0.51分鐘。采用電化學法弱浸蝕時，多用陽極處理，使用1%3％稀硫酸溶液，陽極電流密度為510A/dm2。
　　
　　3．鋁及鋁合金制品的除油
　　
　　鋁是兩性金屬，既能溶于酸，也能溶于堿。它在強堿性溶液中，會遭到劇烈浸蝕而生成鋁酸鹽；因此對這類金屬制品的除油，不采用強堿性溶液。通常根據其表面黏附油污的程度，可采用不同的除油工藝。若表面油污嚴重，應先選用有機溶劑除油，然后再用堿性鹽溶液化學除油。若表面油污較少時，可直接選用含少量苛性堿的除油液，或用堿性鹽溶液處理。
　　
　　有機溶劑除油常用三氯乙烯或三氯乙烯與四氯乙烯的混合有機溶劑。如無這種高效能有機溶劑，且制品表面又黏附大量油污時，也可采用乳化除油法。這種方法是把除油能力低的有機溶劑，如煤油、二甲苯等與乳化劑，以及如弱堿性肥皂或三乙醇胺與油酸等形成的皂類進行必要的組合，使油污在有機溶劑溶解和乳化的雙重作用下被清洗。
　　
　　4．鋁及其鋁合金制品的浸蝕
　　
　　輕金屬制品的浸蝕可以用酸液，也可以用堿液。在堿溶液中浸蝕的工藝是廣泛采用的方法，此法浸蝕速度較快，在表面油污較少時，甚至可以不經過除油而直接進行堿液浸蝕。
　　
　　浸蝕一般在50℃80℃下于10%20%的苛性鈉溶液中進行，浸蝕時間約為兩分鐘，其作用是由于氫的強烈析出而促使非溶性污物離開金屬表面。
　　
　　5．黑色金屬制品的磷化
　　
　　黑色金屬表面通過化學反應生成一層非金屬的、不導電的、多孔的磷酸鹽膜的處理過程稱為磷化或磷化處理，形成的磷酸鹽膜稱為轉化膜。
　　
　　磷化處理廣泛用于金屬加工成形以及防銹封存等工序中，其中作為涂層被覆表面處理的基底或前處理應用最為普遍。磷化膜具有多孔性，涂料可滲入到這些孔隙中，因而能顯著地提高涂層的附著力。此外，磷化膜又能使金屬表面由優良導體轉變為不良導體，從而抑制了金屬表面微電池的形成，有效地阻礙了金屬的腐蝕，可成倍地提高涂層的耐蝕性和耐水性，所以磷化膜已被公認為涂層被覆最好的基底。對薄板金屬制品的涂層被覆要求在被覆前100%地進行磷化處理。
　　
　　按形成磷化處理劑的組成可分為，以鐵鹽為主的磷化處理，以鋅鹽為主的磷化處理及以錳鹽為主的磷化處理。作為涂層被覆表面處理的前處理，最廣泛應用的是用鋅鹽為主的磷化處理，這種處理速度快，形成的磷化膜厚度適當(13μm)，是涂層被覆的良好基底。鋅鹽磷化處理劑的主要組分是磷酸二氫鋅(可用氧化鋅與磷酸配制)、氧化劑(常用硝酸鹽)、催化劑(常用亞硝酸鈉、氯酸鈉和過氧化氫等強氧化劑)和一些添加劑(如三聚磷酸鈉、氟化鈉等)。以下列舉兩種磷化液的配方及工藝規范供參考。
　　
　　配方一
　　
　　氧化鋅工業用純度98％以上25g
　　
　　磷酸工業用含量83％23ml
　　
　　硝酸工業用含量65％45ml
　　
　　碳酸鈉工業用16g
　　
　　自來水70ml
　　
　　此配方所制得的濃磷化液，總酸度接近500點，總酸度與游離酸度之比為7∶110∶1。將此濃磷化液稀釋至磷化工藝所規定的總酸度(噴射法采用1216點)，另外補充添加亞硝酸鈉0.20.3g/L，在60℃65℃下噴射處理l1.5分鐘，即可在除油和酸洗后的潔凈的鋼鐵表面上獲得結晶細致的磷化膜，磷化膜重量為2.02.5g/m2。
　　
　　配方二
　　
　　磷酸二氫鋅工業用10g/L
　　
　　硝酸鈉工業用7g/L
　　
　　硝酸鋅工業用7g/L
　　
　　磷化處理時應添加亞硝酸鈉0.3g/L及三聚磷酸鈉0.1g/L。這種磷化液的總酸度為1012點，總酸度與游離酸之比為10∶115∶1，磷化溫度為60℃±5℃，噴射磷化處理需23分鐘，磷化膜重量為2.02.5g/m2，適用于鋼鐵表面的噴射磷化處理。
　　
　　上述有機溶劑除油、堿液除油、電化學除油、化學強浸蝕中，電化學強浸蝕和弱浸蝕屬于鍍層被覆表面處理的前處理，堿液除油、化學強浸蝕和磷化處理屬于涂層被覆表面處理的前處理，鋁及鋁合金的除油和浸蝕屬于表面改質處理的前處理。