來源:中國鋁材信息網
發布時間:2008/6/17 14:12:18
云清牌 鋁合金光亮酸蝕工藝簡介
一、概述
鋁合金光亮酸蝕技術是在我院研制的整平光亮技術(三酸或兩酸拋光)和化學磨砂拋光技術的基礎,成功開發出的又一項前沿技術。
鋁合金光亮酸蝕技術徹底解決了酸蝕砂面材發暗的世界難題,是現有普通堿蝕、普通酸蝕、低溫拋光等多項鋁表面前處理的升級換代技術;不僅能生產平光材和噴砂材,還能生產一種全新的光亮酸蝕磨砂材。該技術的大面積運用將對我國鋁材加工企業產生廣泛而深遠的影響。
2000年以來,鋁合金酸蝕技術以其去機械紋能力強、起砂快、鋁耗低等諸多優勢,在不到一年的時間內,迅速取代堿蝕,成為目前鋁合金氧化前處理的主流生產工藝。然而,自該技術推廣之日起,鋁合金表面發暗的問題一直困繞著生產廠家,也影響了產品檔次。為了克服上述缺陷,大部分廠家都配備了堿蝕槽和中和槽,即便如此,酸蝕材仍然比堿蝕材要暗得多,沒有根本解決問題。此外,令鋁合金表面發暗的酸蝕灰十分頑固,即使經過堿蝕槽、出光槽和氧化槽,也不能完全除掉,仍然會被帶進著色槽和電泳槽,使著色材掛灰、電泳材縮孔,許多鋁合金廠不得不重新啟用堿槽。光亮酸蝕作為一種鋁合金表面處理的前沿技術,是對酸蝕槽液進行深刻改造后,配備砂面拋光槽和平光拋光槽,對酸蝕材進行光亮處理,不僅保留了酸蝕去機械紋能力強、起砂快、鋁耗低的優點,而且能徹底清除酸蝕灰,解決酸蝕材表面發暗和著色槽、電泳槽被污染的弊端,是一項難得的技術突破。同時,機械噴砂材也存在表面掛灰和發暗的問題,同樣需要進行光亮處理。經光亮酸蝕技術處理的砂面材,表面無紋、無灰、細砂、亮麗。另外,由光亮酸蝕技術進行除油、去膜、增亮和除灰,可以取代低溫拋光槽,以及三合一槽,生產平光材。可以預見,隨著光亮酸蝕技術的迅速普及,我國砂面鋁合金的國際競爭能力有望得到迅速提升。
近幾年來,我院研發部門對鋁合金陽極氧化前處理各項傳統工藝,如堿蝕、酸蝕、三酸拋光等進行了詳細研究,結果發現:
1、光亮度方面:三酸拋光液中,由于硝酸等強氧化劑的存在,使鋁合金表面很容易被氧化出一層含致密氧化鋁的鈍化層,據此形成鏡面,因而三酸拋光最亮;堿蝕無鈍化作用,沒有拋光效果,但卻能保留金屬色;酸蝕最暗,鋁合金表面被一層酸蝕灰覆蓋,完全沒有金屬光澤。
2、去機械紋方面:酸蝕液中,反應產物粘附在鋁合金表面并填平機械紋溝底,溝底的鋁合金與酸蝕液完全隔絕,反應速度近乎為零,而溝表面的粘附產物較薄,酸蝕液可與鋁合金接觸,反應可快速進行。這樣,溝表面與溝底產生了很大的反應速度差,從而實現了最強的去機械紋能力;堿蝕也具備較強的去機械紋能力,但利用的是粘性理論,即溝底的鋁離子濃度高于溝表面的鋁離子濃度,決定了溝表面的反應速度快于溝底的反應速度,從而實現了后車追上前車,消除機械紋的目的。由于溝底的反應速度只是被減緩,而不是象酸蝕那樣被徹底抑制,因而堿蝕去機械紋能力比酸蝕弱得多,且鋁耗是酸蝕的五倍以上。三酸拋光含有一定濃度的強氧化劑,使鋁合金表面產生鈍化膜,因而不具備去機械紋能力。
3、砂面作用:酸蝕與堿蝕形成砂面的機理不同,因而生成的砂粒各異。在酸蝕液中,以陰極(Mg2Si,Al2Fe3Si等)為中心,與之周邊相鄰的陽極相(純鋁相)被不斷溶解,鋁離子進入槽液,形成砂坑;同時,氟離子有可能與一些金屬陽離子絡合,借助氟作為運載工具,在陰極相析出,形成砂峰;由此可見,陰極相是形成砂粒的砂源,其在合金中的均勻、細膩的分布程度直接決定酸蝕砂面的外觀質量;為此,國內很多廠家采用摻復錠的方法,在不超標的前提下,適當增加合金元素含量,形成均勻細膩的陰極相,從而生產出比僅用純鋁錠漂亮得多的酸蝕砂面材。在堿蝕液中,鋁的反應方式略有不同。首先,按原電池原理,陰極相周圍的純鋁相(陽極相)被不斷溶解,形成砂坑;但由于沒有氟離子作為運載工具,陰極相區域沒有析出,不能形成較尖的砂峰;另外,在堿性條件下,由于沒有像酸性條件下的鈍化反應制約,堿蝕反應可以毫無障礙地快速進行,相鄰砂坑可能連通,形成較大砂坑;因此,堿蝕砂因其砂峰不尖,砂坑過大而遠沒有酸蝕砂漂亮!三酸拋光是在酸性條件下進行,強氧化劑的存在使鋁合金表面的鈍化反應非常明顯,幾乎無法起砂和去機械紋。
4、綜合成本對比:三酸拋光成本最高。因為滴流時間不能超過40秒,大量的拋光液被帶進水洗槽(約500Kg/噸材),既增加了廢水處理成本,又使拋光成本非常昂貴;此外,黃煙的處理需要很大的設備投資,并需要大量的處理費用;另外,拋光材成品率不高,進一步增加了生產成本。盡管堿蝕磨砂消耗的藥劑成本不高,但
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