背景,拋光原理,常見配方,常見種類,
背景
鋁材酸性拋光過程中有大量的黃煙逸出,污染環境,因此對環境無污染化學拋光工藝鹼性拋光應運而生。
鹼性拋光有其獨特優點:拋光液成本低,對槽體設備的腐蝕小,設備造價低,特別是廢水處理簡單。與酸性拋光相比:鋁型材在鹼性溶液中腐蝕速度極大,致使拋光時間不能過長(往往只有幾十秒),否則產生麻點或嚴重失重,不適合大型鋁型材的工業拋光生產;其次,鹼性溶液拋光後表面的光亮度不大,拋光質量亦低於酸性拋光後的質量,因而其套用受到限制。所以,降低鋁的腐蝕速度,提高拋光光亮度是鹼性化學拋光的關鍵。
拋光原理
2.1鋁合金鹼性拋光液組成:
1)主鹽
通常選用氫氧化鈉作為鹼性拋光液的腐蝕劑,因為NaOH的質量濃度為300 g/L比較合適,若過小則達不到所要求的拋光效果,若過大則容易發生過腐蝕,造成失重嚴重,鋁片局部產生麻點。而當質量濃度控制在300 g/L時拋光效果最佳,拋光時間足夠長。因此,選擇NaOH的質量濃度為300 g/L。
2)緩蝕劑
3)無機緩蝕劑
以SnCl2(20g/L)和矽酸鈉(10g/L)為複合緩蝕劑的拋光液對鋁片拋光光澤度較小。當溫度為70~90℃,拋光時間超過40 s時,發生嚴重的點腐蝕,在表面形成大量的小凹斑。溫度越高產生凹斑的速度越快。其原因可能是試樣表面的凹處沒有鈍化膜,即沒有稠性膜形成,鋁很快溶解,因而產生了大量的麻點。
以鉬酸銨(20 g/L)和矽酸鈉(10 g/L)為緩蝕劑的拋光液在溫度70~80℃時對鋁片拋光的光澤度,當拋光時間為20~50 s時較大,此後腐蝕加重;在溫度為80~90℃範圍拋光效果比在70~80℃的要好,說明溫度升高,有利於鋁材的化學拋光。從表3可知,該拋光液拋光的鋁材在70~80℃時失重較小;而在80~90℃時失重大。因此,用該拋光液拋光鋁材時,宜採用工作溫度為80~90℃,時間為20~50 s。
4)有機緩蝕劑
硫脲在60~70℃時,拋光效果很好,且拋光效果穩定,能達到較長的拋光時間80~100 s。這說明溫度降低,拋光速度(即鋁的溶解速度)減慢;另外低溫條件下鋁合金的表面在拋光時,形成了一薄層稠性的黏膜或鈍化膜,保護凹處,避免溶解過快,而表面微觀凸處的溶解速度顯著大於凹處的溶解速度,降低了表面的粗糙度,使鋁合金表面趨於平整而光亮。因此,以硫脲為緩蝕劑的拋光液對鋁材進行拋光時溫度應控制在80℃以下。
5)混合緩蝕劑
以硫脲(20 g/L)和矽酸鈉(10 g/L)為緩蝕劑的拋光液對鋁片拋光效果較好。在70~80℃時的拋光效果比80~90℃的要好,在10~60 s內能得到較大的拋光光澤度;而在80~90℃內拋光效果不太好,隨時間延長效果更差。造成這種反差的原因可能是,低溫時鋁合金的表面在拋光時,硫脲、矽酸鈉、表面活性劑在試樣表面形成了一薄層稠性的黏膜,以保護凹處,避免溶解過快;而在溫度升高時,薄層稠性的黏膜溶解,所以,在80~90℃時拋光效果普遍不好。
常見配方
參考配方1:
組成 | 含量(g/L) | 成分作用 |
NaOH | 250~300g/L | 鹼性腐蝕劑 |
NaNO3 | 200~250 g/L | / |
Na2SiO3 | 10~15 g/L | 緩蝕劑 |
15~25 g/L | 緩蝕劑 | |
1.5~1.8 g/L | ||
水 | 加至1L | / |
參考配方2:
其中表面活性劑為聚合度為20的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-20)、聚合度為25的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-25)或者聚合度為40的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-40)、月桂酞單乙醇胺中的一種;PH調節劑為無機鹼(氫氧化鉀、氫氧化鈉)或有機鹼(三乙醇胺、四經基乙二胺、六經基丙基丙二胺乙二胺、四甲基氫氧化胺)中的一種或多種。