铝合金光亮酸蚀工艺简介
来源:中国铝材信息网 发布时间:2008/6/17 14:12:18
云清牌 铝合金光亮酸蚀工艺简介
 
一、概述
铝合金光亮酸蚀技术是在我院研制的整平光亮技术(三酸或两酸抛光)和化学磨砂抛光技术的基础,成功开发出的又一项前沿技术。
铝合金光亮酸蚀技术彻底解决了酸蚀砂面材发暗的世界难题,是现有普通碱蚀、普通酸蚀、低温抛光等多项铝表面前处理的升级换代技术;不仅能生产平光材和喷砂材,还能生产一种全新的光亮酸蚀磨砂材。该技术的大面积运用将对我国铝材加工企业产生广泛而深远的影响。
2000年以来,铝合金酸蚀技术以其去机械纹能力强、起砂快、铝耗低等诸多优势,在不到一年的时间内,迅速取代碱蚀,成为目前铝合金氧化前处理的主流生产工艺。然而,自该技术推广之日起,铝合金表面发暗的问题一直困绕着生产厂家,也影响了产品档次。为了克服上述缺陷,大部分厂家都配备了碱蚀槽和中和槽,即便如此,酸蚀材仍然比碱蚀材要暗得多,没有根本解决问题。此外,令铝合金表面发暗的酸蚀灰十分顽固,即使经过碱蚀槽、出光槽和氧化槽,也不能完全除掉,仍然会被带进着色槽和电泳槽,使着色材挂灰、电泳材缩孔,许多铝合金厂不得不重新启用碱槽。光亮酸蚀作为一种铝合金表面处理的前沿技术,是对酸蚀槽液进行深刻改造后,配备砂面抛光槽和平光抛光槽,对酸蚀材进行光亮处理,不仅保留了酸蚀去机械纹能力强、起砂快、铝耗低的优点,而且能彻底清除酸蚀灰,解决酸蚀材表面发暗和着色槽、电泳槽被污染的弊端,是一项难得的技术突破。同时,机械喷砂材也存在表面挂灰和发暗的问题,同样需要进行光亮处理。经光亮酸蚀技术处理的砂面材,表面无纹、无灰、细砂、亮丽。另外,由光亮酸蚀技术进行除油、去膜、增亮和除灰,可以取代低温抛光槽,以及三合一槽,生产平光材。可以预见,随着光亮酸蚀技术的迅速普及,我国砂面铝合金的国际竞争能力有望得到迅速提升。
近几年来,我院研发部门对铝合金阳极氧化前处理各项传统工艺,如碱蚀、酸蚀、三酸抛光等进行了详细研究,结果发现:
1、光亮度方面:三酸抛光液中,由于硝酸等强氧化剂的存在,使铝合金表面很容易被氧化出一层含致密氧化铝的钝化层,据此形成镜面,因而三酸抛光最亮;碱蚀无钝化作用,没有抛光效果,但却能保留金属色;酸蚀最暗,铝合金表面被一层酸蚀灰覆盖,完全没有金属光泽。
2、去机械纹方面:酸蚀液中,反应产物粘附在铝合金表面并填平机械纹沟底,沟底的铝合金与酸蚀液完全隔绝,反应速度近乎为零,而沟表面的粘附产物较薄,酸蚀液可与铝合金接触,反应可快速进行。这样,沟表面与沟底产生了很大的反应速度差,从而实现了最强的去机械纹能力;碱蚀也具备较强的去机械纹能力,但利用的是粘性理论,即沟底的铝离子浓度高于沟表面的铝离子浓度,决定了沟表面的反应速度快于沟底的反应速度,从而实现了后车追上前车,消除机械纹的目的。由于沟底的反应速度只是被减缓,而不是象酸蚀那样被彻底抑制,因而碱蚀去机械纹能力比酸蚀弱得多,且铝耗是酸蚀的五倍以上。三酸抛光含有一定浓度的强氧化剂,使铝合金表面产生钝化膜,因而不具备去机械纹能力。
3、砂面作用:酸蚀与碱蚀形成砂面的机理不同,因而生成的砂粒各异。在酸蚀液中,以阴极(Mg2Si,Al2Fe3Si等)为中心,与之周边相邻的阳极相(纯铝相)被不断溶解,铝离子进入槽液,形成砂坑;同时,氟离子有可能与一些金属阳离子络合,借助氟作为运载工具,在阴极相析出,形成砂峰;由此可见,阴极相是形成砂粒的砂源,其在合金中的均匀、细腻的分布程度直接决定酸蚀砂面的外观质量;为此,国内很多厂家采用掺复锭的方法,在不超标的前提下,适当增加合金元素含量,形成均匀细腻的阴极相,从而生产出比仅用纯铝锭漂亮得多的酸蚀砂面材。在碱蚀液中,铝的反应方式略有不同。首先,按原电池原理,阴极相周围的纯铝相(阳极相)被不断溶解,形成砂坑;但由于没有氟离子作为运载工具,阴极相区域没有析出,不能形成较尖的砂峰;另外,在碱性条件下,由于没有像酸性条件下的钝化反应制约,碱蚀反应可以毫无障碍地快速进行,相邻砂坑可能连通,形成较大砂坑;因此,碱蚀砂因其砂峰不尖,砂坑过大而远没有酸蚀砂漂亮!三酸抛光是在酸性条件下进行,强氧化剂的存在使铝合金表面的钝化反应非常明显,几乎无法起砂和去机械纹。
4、综合成本对比:三酸抛光成本最高。因为滴流时间不能超过40秒,大量的抛光液被带进水洗槽(约500Kg/吨材),既增加了废水处理成本,又使抛光成本非常昂贵;此外,黄烟的处理需要很大的设备投资,并需要大量的处理费用;另外,抛光材成品率不高,进一步增加了生产成本。尽管碱蚀磨砂消耗的药剂成本不高,但
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