铝合金化学抛光三酸配方和优劣
四、铝的化学抛光
四、铝的化学抛光为了取得表面光亮的铝和铝合金,除了进行机械抛光外,对于光亮度要求较高的零件还需进行化学抛光,化学抛光的特点是设备简单,节省电能,效率高和成本低,而且不受零件形状和尺寸的限制、特小,特薄和形状复杂的零件以及异型管。
孔和槽的内腔均可加工。
不过化学抛光也还存在不少问题,例:在多数情况下,其质量还不能完全赶上电化学抛光,而且还有大量氮氧化合物气体产生。
化学抛光的反应过程是金属在电介质溶液中的自溶过程。
关于化学抛光的机理迄今尚无成熟理论。
一般认为与电化学抛光相似,化学抛光时金属表面显微凸起部分的溶解速度比凹下部分快得多,因而使表面变得平坦光亮。
在工业上用于化学抛光的溶液主要是磷酸、硝酸、硫酸、醋酸或其它化合物。
下面介绍常用化学抛光配方:1.适用高纯铝及铝镁合金化抛配方:磷酸(H3PO4)70% (容量比)硫酸(H2S04)20% (容量比)硝酸(HNO3)10% (容量比)温度90~115℃时间3~8分钟新溶液温度控制为90℃,(因溶液粘度小,离子活动快)。
老溶液温度控制为115℃,(因老溶液粘度大,离子活动慢)铝化学抛光质量于溶液中硝酸的含量多少有着极为重要的关系。
硝酸含量低于5%会引起铝件表面结晶腐蚀,大于12%,会引起点状腐蚀。
抛光溶液成份及工艺条件的影响:(1)磷酸含量的影响:一般磷酸含量约在50~85%之间,最佳范围在70%,过低的磷酸含量光洁度较差,过高含量抛光速度缓慢。
(2)硫酸含量的影响:在无硫酸条件下,同样可以得到光洁表面,但易产生点蚀,抛光速度慢,过多硫酸光亮度显著下降,表面易产生雾状,因此硫酸含量宜控制20%左右。
(3)硝酸含量的影响:硝酸含量在5%~10%,过多硝酸不但使铝制件表面出现点腐蚀,而在温度条件下产生乳白色,低于5%光亮度显著下降。
(4)铝离子含量的影响:铝离子含量有利于提高抛光整平性能,但不宜超过30克/升,否则抛光速度缓慢,使溶液的粘度增大,导致溶液的排泄困难,而洗涤后亦将引起表面斑渍。
高端镜面型材生产工艺之化学抛光
高档镜面抛光铝材生产技术之——化学抛光工艺铝材抛光是开发铝材多品种、多色系、光亮浅色调和多彩铝的基础。
是改变铝材色调单一现状,提高铝材表面装饰效果的关键工艺。
亦是铝材更新换代与增值的主要途径。
化学抛光具有工艺简单,抛光速度快,铝耗低。
可用于复杂工件,不用电力,投资少等特点。
因此,国外已应用了100多年。
三酸抛光可得到镜面光亮效果。
但在抛光过程中,产生有毒气体NO、NO2与酸雾,需妥善处理,同时槽液维护有一定的难度。
二酸抛光的光亮度略低于三酸抛光,但抛光工仵表面平滑细腻,光亮均匀的效果已很佳,仅次于三酸抛光。
由于抛光过程没有有毒气体产生,酸雾亦较轻,所以更具发展前途。
为了得到稳定的、高亮度品质及减少缺陷的产生,抛光工艺必须严格控制:三酸抛光配方、二酸抛光配方。
本人已在《澳金人》第二期上介绍过,本文不再论述。
本文重点探讨槽液成份比例、比重、温度、时间之间的关系及对质量的影响。
1. H3PO4(磷酸)含量:H3PO4是抛光槽液的主体,通过粘度效应,使铝表面形成镜面效果。
其含量越高,镜面效果越明显。
因此,H3PO4含量是保持抛光亮度的关键因素。
一般生产上要求H3PO4≥65%。
配槽初期,H3PO4浓度较容易控制在65%以上,随着AL3+及杂质含量的增高,H3PO4浓度就难达到以上要求。
当AL3+含量达到上限时,H3PO4浓度会降到55%左右,影响了抛光效果。
这时可通过增加H2SO4或提高比重来维持槽液的粘度。
因此,必须通过对槽液的日常维护及槽液合理的更新做到科学化管理,才能保持化抛工艺的稳定性。
2. HNO3(硝酸)、H2SO4(硫酸)、及AL3+、CU2+含量:HNO3是直接参与反应的主要成份,其含量必须严格控制,一般为3.2~3.7%, HNO3浓度太高,不仅会产生大量黄烟,而且反应过于剧烈,难以控制,容易产生过腐蚀,起砂以及流痕等缺陷。
HNO3浓度偏低,难以达到最佳亮度。
其性能活跃,较易挥发。
槽液不生产时,尽量降低温度。
三 酸 抛 光 槽 硝 酸 浓 度 分 析
三酸抛光槽硝酸浓度分析在抛光过程中,磷酸被不断消耗。
控制磷酸浓度最方便的方法是记录原槽液高度,经常补充磷酸,使槽液达到原来的水平。
根据经验,每添加10L 85%的磷酸应同时加入0.75L 硝酸(1 420kg/m3)。
硝酸浓度应保持在3.5-6.5体积%范围内,工件才能获得光亮的表面,而又不产生点腐蚀。
槽液密度须保持在1670kg/m3,因此,应随时补充蒸发的水分。
铝含量较高的旧槽液的密度可高达1750kg/m3。
一、硝酸含量(一)、试剂制备全部试剂都应是分析级的。
用的磷酸密度为1750kg/m3。
1、硫酸铁溶液制备小心地向约700mL蒸馏水中加50mL浓硫酸。
冷却后,添加约250gFeSO4·7H20,搅拌到完全溶解。
加入蒸馏水到1L,充分混匀,倒入干净,干燥且能严密密封的瓶内。
每月标定一次。
2、标准磷酸-硝酸溶液制备田滴定管或安全吸管向500mL容量的烧瓶内加25mL 60%的硝酸,加入磷酸到500mL为止。
轻轻摇动,精心混匀,贮于阴凉处。
有效期为90d。
(二)、分析步骤硝酸含量分析步骤如下:(1)精确地量出5.0mL标准磷酸·硝硫溶液,倒入干燥的250mL的杯内,并加入100mL磷酸,轻轻摇动,加热到40-45℃,(2)用硫酸铁溶液滴定,直到溶液呈稳定的黄褐色,(3)在接近滴定终止时,溶液中会产生大量的微细气泡,以略带红色的褐色烟逸出。
当无烟逸出时,滴定终止。
令A(mL)为所用的硫酸铁。
取5.0mL槽液,置于干净、干燥的250mL的杯内,按上述程序用硫酸铁滴定。
设所用硫酸铁为B(mL)。
(三)、计算槽液中浓度为60体积%的硝酸含量(体积%)为: 5B/A二、铝含量取一份槽液,加入缓冲液,再添加过量的EDTA(乙二胺四醋酸二钠),使其产生Al-EDTA 络合物。
未络合的过量EDTA,可用硫酸铜溶液滴定。
然后加入足量的氟化钠,使Al-EDTA 络合物分解,再用标准硫酸铜溶液滴定分解的EDTA,该滴定就是测定铝的浓度.(一)、标准溶液制备所用的全部试剂都应是分析试剂级的。
铝及铝合金化学抛光体系简介一
铝及铝合金化学抛光体系简介--三酸抛光体系推荐理由:文章主要讲述了三酸体系化学抛光铝表面的作用机理,以及酸抛光技术的工艺要求等。
从文章中可以看出三酸体系在化学抛光处理过程中一些弊端,即在三酸化学抛光体系中需要进行工艺优化的地方。
从而能够让人发起思考:在铝及铝合金材料的抛光处理中,除了三酸处理体系,还能出现其他哪些处理体系呢?一、化学抛光的作用铝材阳极氧化前的预处理能够提供光亮外观。
从铝材质来讲,纯铝的抛光性能最好,铝硅合金的抛光性最差。
为了获得高标准光亮的精饰的表面,除了选择纯度高的铝材,常采用机械抛光、化学抛光和电化学抛光相结合的方式。
化学抛光使铝材表面平整光滑,能除去铝材表面较轻微的模具痕迹和擦伤条纹,能除去机械抛光中可能生成的摩擦条纹、热变形层、氧化膜层等,使粗糙的表面趋于光滑,同时可提高铝材的镜面反射性能,提高光亮度。
而在早期化学抛光的抛光液体系中,三酸体系比较主流,但是随着碱性氧化铝抛光液的出现三酸体系逐渐失去主导地位。
这里对三酸抛光体系作简单的介绍。
二、总机理总机理是铝的酸性浸蚀过程—钝化过程—黏滞性扩散层的扩散过程。
三酸抛光:磷酸---硫酸---硝酸。
原理:铝浸到热的浓酸中时,发生强烈的酸性浸蚀反应,并溶解除去铝材表面的一层铝,此时抛光液中的某种成分遏制酸性浸蚀反应,发生氧化反应,形成一层几十个原子层厚度的氧化铝的钝化覆盖在铝表面上,产生钝化作用,铝表面暂时受保护。
而氧化膜不断被酸溶解,然后又受钝化,又溶解这样的反复过程,凸处不断被整平和凹处达到同一个平面,此时达到抛光目的。
三、三酸抛光的优缺点:(一)装料要求高:装料量应少,铝材间距大,倾斜度大,才能使气体尽快逸出。
化学抛光液的比重很大,铝很轻,在抛光过程中还要防止铝材上浮,漂在面上,造成光亮度不均匀。
应加重导电梁防止铝材上浮;对高光亮度要求的装饰面应该向外垂直装料,使气体尽快逸出;装料要稳固,采用夹具时安放在非装饰面上,避免留下痕迹。
铝或铝合金“三酸”化学抛光产生“黄烟”的净化措施
本工艺依据 NOx 废气成分复杂、浓度高、难于治理的特性,系统中设计三个 阶段即三级废气净化(吸收)塔,以增加 NOx 与吸收液传质过程,有充分的反应 时间使 NOx 废气扩散于液相,被吸收溶解与净化。同时,废气净化设备要建立加 药泵、pH 值感应器、液量传感及补水运行的 PCL 自动监控系统,确保净化设备 的正常运行和废气净化效果,达到达标排放的要求。
工艺方案和净化设备十分重要。笔者进行了现场调研,多数企业仍以湿法为主。 根据工厂实践经验,湿法净化黄龙,认为采用“氢氧化钠、双氧水、硫化钠”的 三级吸收塔的吸收效率最高,三级串联填料塔的吸收流程见图 3,供同行参考。
第一级塔的吸收液为氢氧化钠(吸收作用)。它与氮的氧化物的反应实质上 是不可逆的酸碱中和反应,生成了硝酸钠(NaNO3)和亚硝酸钠(NaNO2)。一般以 5% 氢氧化钠水溶液的吸收效果为好,但它不会和一氧化氮发生反应。如果氢氧化钠 水溶液度超过 5%或低于 1%时,吸收效率就会急剧下降,因此,当氢氧化钠的浓 度降低到 1%以下时需要更换新液。
化学抛光
化学抛光-Bright DipBright, Dip化学抛光是利用铝和铝合金制作在酸性或碱性电解质溶液中的选择性自溶解作用,来整平抛光制年表面,以降低其表面粗糙度、PH的化学加工方法。
这种抛光方法具有设备简单、不用电源,不受制件外型尺寸限制,抛兴速度高和加工成本低等优点。
铝及铝合金的纯度对化学抛光的质量具有很大的影响,它的纯度愈高,抛光质量愈好,反之就愈差。
化学抛光就是采用简要的粘性液膜理论进行的。
抛光液配方和工艺条件:配方一:(重量份)浓磷酸75% ;浓硫酸8.8%;浓硝酸8.8%;尿素3.1%;硫酸胺4.4%;硫酸铜0.02%。
温度100-200度时间2-3MIN配方二:(重量份)浓磷酸85%;浓硝酸5%;冰乙酸10%。
温度90-105度时间2-5MIN抛光液的配制方法:1、先把磷酸、硫酸和硝酸按照一定的(%)重量,逐渐依次倒入抛光槽内,小心拦匀。
2、再按配方的成分,分别用水溶解一定(%)重量的冰乙酸、尿素、硫酸胺、硫酸铜加入槽内拌匀。
3、然后,在搅拌状态下,逐渐调节上述抛光液至各配方所需的温度范围,即可进行化学抛光。
化学抛光,原理差不多,只不过它采用放在一定温度的溶液里面,这样子粒子排列会更加整齐,溶液的主要成分是草酸或者磷酸最佳抛光液组成和操作条件如下: 磷酸硫酸体积比80∶20,硫酸镍1.0g/L,YG05添加剂0.6g/L,水含量小于等于15g/L,温度75℃,抛光时间4min. 生产应用表明,磷酸硫酸体系抛光液及其抛光工艺具有铝合金表面光亮度高、反应温度低和无黄烟等优点,完全可以代替用磷酸硫酸硝酸体系抛光液对铝合金的化学抛光.参考0:一、对铝制品表面进行机械抛光:1、机械抛光工序为:粗磨、细磨、抛光、抛亮、喷砂、刷光或滚光等,根据制表面的粗糙程度来适当采取不同的工序。
二、化学除油:化学除油过程是借着化学反应和物理化学作用,除去制件表面的油污。
化学除油采用弱碱性溶液中进行。
化学除油液的配方和工艺条件:1、配方:氢氧化钠30-50G/L,工业洗涤剂0.5-1ML/L,水70-125G。
铝及铝合金化学抛光工艺(收藏)
铝及铝合金化学抛光工艺(收藏)概述化学抛光经过机械抛光后的铝合金工件虽然已经获得光亮的表面,但若将机械抛光后的工件直接进行阳极氧化,所得到的只是一个平滑的表面而得不到反光系数较高的膜层,所以经机械抛光后的工件还必须进行化学抛光或电抛光,以除去工件表面在机械抛光时所形成的晶体变形层,从而获得光亮、细致的表面。
化学抛光是通过抛光溶液对工件微观凹凸表面的膜层形成及溶解速率不同而达到抛光的目的。
铝合金的化学抛光可分为酸性抛光和碱性抛光两种。
酸性化学抛光酸性化学抛光的主要原料是磷酸、硫酸、硝酸、乙酸、氟化氢铵等,但在化学抛光中仅有这些基本原料组成的配方并不能很好地满足于生产需求,还需要有目的地在抛光溶液中添加一些旨在提高其光泽度及平滑度的添加物质。
这些添加物质可分为两大类:一是无机盐;二是有机物。
1添加剂的作用在铝合金的化学抛光中添加剂起着不可估量的作用,其作用主要表现在以下四个方面:一是提高光亮度和平滑度;二是增加抛光表面的透光度;三是减慢抛光溶液对铝合金基体的腐蚀速率;四是降低抛光过程中的氮氧化物气体的产生。
2酸性化学抛光常用的方法磷酸-硫酸-硝酸法、磷酸-硝酸-乙酸、磷酸-硝酸法、磷酸-硫酸法、硝酸-氟化氢铵法等。
其中磷酸-硫酸-硝酸法是目前最为常用的抛光方法,也称为三酸抛光法。
常用三酸抛光溶液成分及操作条件见表1、表2。
表1 常用三酸抛光溶液成分及操作条件溶液成分材料名称化学式含量配方1 配方2 配方3 配方4 磷酸/(mL/L)H3PO4850 800 750 700硫酸/(mL/L)H2SO4100 100 250 200 硝酸/(mL/L)HNO350~100 100 50~100 50~100硫酸铵(NH4)2SO40~20 0~20 0~20 0~20/(g/L)硝酸铜/(g/L) Cu(NO3)2·3H2O 0.2~2 0.2~2 3~6 —硫酸镍/(g/L) NiSO4·6H2O 5~20 ———硝酸银/(mg/L) AgNO310~80 10~80 ——硼酸/(g/L) H3BO3——4~8 —操作条件温度/℃90~105 95~115 时间视要求而定搅拌工件摆动表2 常用三酸抛光溶液成分及操作条件溶液成分材料名称化学式含量配方5 配方6磷酸/(mL/L) H3PO4600 500硫酸/(mL/L) H2SO4200 400硝酸/(mL/L) HNO3200 80~120硫酸铵/(g/L) (NH4)2SO40~20 0~20硝酸铜/(g/L) Cu(NO3)2·3H2O ——硫酸镍/(g/L) NiSO4·6H2O ——硝酸银/(mg/L) AgNO3——硼酸/(g/L) H3BO3——操作条件温度/℃100~120 时间视要求而定搅拌工件摆动☆注意事项:三酸抛光对抛光质量影响较大的并不是这三种酸的含量,而在于这三中酸的配合比例。
铝材化学磨砂抛光技术连载(一)
一、研究背景铝材化学磨砂抛光技术是在整平光亮技术和光亮酸蚀技术的基础上,成功开发出的又一项独家专有技术。
近几年来,研发部门对铝材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、铝材亮度:三酸抛光液中,由于硝酸等强氧化剂的存在,使铝材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,铝材表面被一层酸蚀灰覆盖,完全没有金属光泽。
2、机械纹:酸蚀液中,反应产物粘附在铝材表面并填平机械纹沟底,沟底的铝材与酸蚀液完全隔绝,反应速度几乎为零,而沟表面的粘附产物较薄,酸蚀液可与铝材接触,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,使铝材表面产生钝化膜,因而不具备去机械纹能力。
3、砂面: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,以阴极相(Mg2Si,AlFeSi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,人为引人杂质金属,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,由于没有象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材表面的钝化反应非常明显,几无去机械纹和起砂能力。
铝材抛光液
铝材抛光液概述铝材镜面抛光液是化学磨砂镜面抛光工艺系列产品之一,属于铝合金三酸抛光技术的改进型产品。
铝合金三酸抛光技术有下述四大缺陷限制了抛光技术的应用:1.不能起砂、去机械纹。
铝合金成型过程中,表面有许多机械纹,经三酸抛光处理后,纹路更加明显,严重影响铝合金外观质量。
除了用效率较低的机械方法(如喷砂,机抛)等进行预处理外,近几十年来,没有开发出用化学方法进行去纹和起砂配套处理、然后再行抛光的成熟技术,制约了抛光技术的推广。
2.滴流时间太短、药剂消耗太大、成品率太低。
抛光材的流痕问题,是困扰铝加工行业的世界难题。
铝合金离开抛光液后,在空中滴流时间一般不得超过30秒,否则会出现流痕,产生废品。
如此短的滴流时间,势必造成两大严重后果:其一是药剂消耗太大,竟然高达400-600kg/吨材,还要为如此高的废酸处理增加约800Kg片碱处理废水!其二是成品率太低,一般不到70%,大部分废品是由于流痕或花材造成,进一步增加了生产成本。
因此,尽管抛光工艺如此简捷,但成本却是所有氧化前处理技术之最!高达6000-8000元/吨材。
3.硝酸分解太快,大量黄烟污染严重,处理成本昂贵。
硝酸为强氧化剂,在高温条件下,遇到铝这种还原性很强的金属,分解速度之快令人难以想象:大量黄烟象着火一样瞬间溢出,抽风都困难,彻底吸收更难!此外,硝酸浓度的上下波动,势必造成抛光铝合金表面亮暗交替,成品率低。
4.氧化严重失光,质量大打折扣。
三酸抛光,一般都能形成镜面,一经阳极氧化,光泽大打折扣。
如何降低氧化失光,又是一个世界难题!在镜面抛光和阳极氧化槽之间新设保光氧化槽,对抛光材先进行保光化学氧化处理,然后再进阳极氧化槽,有效降低了亮度损失。
“铝材镜面抛光液”是在三酸抛光的基础上,对流痕、黄烟产生的机理进行了深入探寻,并提出大量解决方案,经过充分筛选、比对后进行了四大改进:1、添加缓蚀剂A,在铝合金表面形成保护性缓蚀膜,使抛光液在滴流过程中与铝合金隔离,可任意滴流,滴干为止,从源头上已根除流痕。
铝合金化学抛光槽液配制和控制调整
铝合金化学抛光槽液配制和控制调整
槽液应用无水碳酸钠并用纯水配制,作为抛光液主要成分之一的无水碳酸钠应保存在于燥处,以备开槽或补药之用。
结晶状的碳酸钠因含有水分且含量不确定,在本工艺中一般不采用。
槽液中氯离子含量应加以控制,当氯离子含量超过2teg/g时,抛光质量会有所下降。
.随着电化学抛光生产的进行,槽液频繁使用,溶铝量不断增加,溶解的偏铝酸盐发生水解反应,生成氢氧化铝絮凝物并不断沉下来。
这些沉淀物有使抛光表面产生点腐蚀的倾向,应及时加以清除。
可以采用一个旁路过滤系统把沉淀物滤除。
旁路系统由带有石棉过滤芯的过滤桶和相应的循环泵组成,槽液工作一段时间后,让它进入旁路系统过滤,即能满足要求。
若没有使用过滤装置,则应视沉淀产生情况,间隔一定时间后停产清除沉淀物。
沉淀物影响抛光质量,陈旧的沉淀物还会附在加热管上形成坚硬难清除的垢层,影响传热效果,造成能量的浪费。
碱性电化学抛光槽液控制比较简单,主要是掌握好磷酸盐和碳酸盐的添加量,使其稳定在槽液的工作范围。
通常,新配制槽液中磷酸盐的含量可以稍低一点,在有一定的抛光产量后,再把磷酸盐的含量略为增加。
在抛光过程,磷酸盐的消耗量要比碳酸盐的高,所以补药时,磷酸盐的补加量应多于碳酸盐,一般按磷酸盐和碳酸盐的比例为2:1添加为宜。
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化学抛光工艺
化学抛光有很多工艺
化学抛光有很多工艺,有以磷酸为基础的抛光工艺,硝酸-氢氟酸抛光工艺,还有碱性抛光工艺。
通常工厂用的主要是以磷酸为基础的抛光工艺。
以磷酸为基础的化学抛光工艺中也可以分为:磷酸-硫酸,磷酸-硫酸-硝酸,磷酸-硝酸,磷酸-硝酸-冰醋酸。
其具体的配比在各个厂里都有一定的差别,根据铝材的不同作不同的调整,还可能添加一定的添加剂。
其中磷酸-硫酸化学抛光的典型的两个工艺条件为:1. 硫酸25%(v/v),磷酸75%(v/V),温度,90-100度。
2. 硫酸50%(v/v),磷酸50%(v/V),温度,90-100度。
两个工艺都能获得光亮的效果,但很难得到镜面效果。
硫酸-磷酸-硝酸化学抛光工艺可能是厂里用得最多的工艺,其抛光效果到目前为止是最好的。
其典型的工艺条件为:硫酸14-20%(v/v),磷酸65-85%(v/V),硝酸2-4%(v/v),硝酸铜,0.5%(wt),温度,95-105度。
其中的硝酸的量几乎决定了铝材的光亮度。
磷酸-硝酸化学抛光工艺可以获得光亮的效果,亦可获得镜面效果,但要比三酸的差很多。
其典型条件为:磷酸40-80%(v/v),硝酸2-10%(v/v),温度,80-100度。
磷酸-硝酸-冰醋酸化学抛光工艺,以Alcoa公司的R5抛光工艺为代表,其组成主要为:硝酸2-4%,冰醋酸12-15%,其余为磷酸,温度,95-105度。
铝合金材料工件化学抛光液的配制研究_范晓岚
铝合金材料工件化学抛光液的配制研究范晓岚,邵明娜,倪生良(湖州师范学院生命科学院,浙江湖州 313000) 摘 要:本文在改进了传统的三酸化学抛光方法,以各种缓蚀剂、金属清洗剂、钝化剂等为试验基本原料,经过配比试验,优化和筛选得出了一组较好的铝及其合金材料化学抛光液配方:12g/Kg柠檬酸、33g/Kg6501、21g/Kg磺酸、5g/Kg K12、15g/Kg乳化剂O P-10、8g/Kg增稠剂、4g/Kg增光剂,其余的为水。
该抛光液的基本性状为淡黄色透明粘稠液体,pH为3.0~ 4.2;在振动研磨机械上对铝合金材料元件抛光,可以达到镜面光亮化学抛光效果。
关键词:铝合金材料;化学抛光液;配制工艺 中图分类号:TG175 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2010)16—0022—02 铝及其合金是我们日常生活中的一种常见的金属材料,铝合金材料的加工工艺多种多样。
也因为铝在我们日常生活中的在重要应用,要求铝制品具有不同的表面效果,如柔和砂面或光亮镜面效果,抛光就是获得光亮镜面的重要手段。
对铝及其合金的抛光一般采用机械抛光、化学抛光及电解抛光三种技术。
其中化学抛光是金属在特定条件下的化学浸蚀,即金属材料表面在配比合理的腐蚀剂、氧化剂、添加剂组成的抛光溶液中发生的一系列化学反应,金属微观表面不均匀的氧化膜或在抛光溶液中形成的稠性黏膜,使得微观表面的溶解速度不均匀,微观突出部分的溶解速度显著大于凹洼处的溶解速度,这就降低了表面的微观粗糙度,从而使金属表面平整光亮[1-3]。
化学抛光具有如下的特点:①适应性强,可对不同形状和不同材质的制品进行抛光处理;②生产工艺简单,操作方便且生产效率,高不需电源和特殊夹具,生产成本低。
铝及铝合金的化学抛光过程一般可分浸蚀、光亮、过腐蚀三个阶段[4-5]。
本文注重使用了对环境友好的表面活性剂、缓蚀剂、增稠剂等,探究了化学抛光液有效的配伍过程及其振动机上试验的抛光效果。
铝及铝合金碱性化学抛光工艺
铝及铝合金碱性化学抛光工艺摘要:铝及铝合金材料的化学抛光惯用传统的“三酸”(磷酸、硫酸、硝酸)抛光工艺。
然而“三酸”抛光工艺所产生的恶劣废气,是当今环保所禁排的。
文章提出的以氢氧化钠、硝酸钠等组成的碱性化学抛光工艺具有较好的环保性和工艺可操作性。
关键词:铝及铝合金碱性化学抛光氢氧化钠硝酸钠当前,铝及铝合金材料的化学抛光较多惯用传统“三酸”(磷酸、硫酸、硝酸)工艺。
众所周知,“三酸”工艺消耗成本高,尤其产生的废气十分恶劣。
曾看到有报导一种碱性化学抛光工艺,但实际操作效果尚有欠缺。
本文介绍一种碱性化学抛光工艺,它具有成本较低、效率高、废气缓和、操作维护简易等特点。
抛光质量与“三酸”工艺相当,经生产验证是较成熟的工艺。
1 工艺概况2 溶液配制①按计算量称取氢氧化钠和硝酸钠。
②往槽中加入配槽体积2/3的自来水,然后先将氢氧化钠入槽溶解。
③待氢氧化钠溶解完全后,再将硝酸钠加入溶解。
④边搅拌边慢慢加入添加剂。
⑤加自来水稀释至所需体积。
⑥将溶液升温到110℃试抛合格即可生产。
3 溶液成份和工艺参数影响3.1氢氧化钠:配方中的氢氧化钠主要起腐蚀作用。
其含量低于320克/升时,抛光速度较慢,光泽性差;高于400克/升时,抛光速度快,但容易出现过腐蚀现象。
同时由于浓度高,带出损失大。
3.2 硝酸钠:主要起阻蚀整平作用。
其浓度低于400克/升时,抛光表面粗糙,光亮性较差;高于470克/升时,抛光速度较慢,带出损失大,硝酸钠在抛光反应中被还原成氨,所以是配方中消耗较快的成份。
3.3 lk—1#添加剂:它是光亮剂,不加入添加剂时,抛光表面呈雾状不清亮,但它消耗较少。
3.4 温度:当温度低于110℃时,表面不清亮,高于130℃时,反应很激烈。
操作难控制,一般在120℃左右较合适。
3.5 杂质离子干扰:碱性化学抛光溶液对铁离子较敏感。
当fe3+、fe2+离子浓度超过5克/升时难以抛出光亮,超过10克/升时,表面出现黑色麻坑。
三酸抛光的最佳比例
三酸抛光的最佳比例三酸抛光是一种常用的金属抛光方法,它通过溶液中的酸性成分起到去除金属表面氧化层和提高光亮度的作用。
然而,如果使用不当或选择不合适的比例,可能会导致抛光效果差、金属材料受损等问题。
在三酸抛光中,最常用的三种酸溶液是硝酸、硫酸和氢氟酸。
它们各自具有独特的化学性质和优点,因此在配制溶液时需要注意比例的选择和使用,才能达到最佳的抛光效果。
首先,硝酸是一种强氧化剂,具有优异的腐蚀力和去除金属氧化层的能力。
在三酸抛光中,硝酸通常扮演着重要的角色。
然而,过高的硝酸浓度可能会引起剧烈的反应,导致金属材料被腐蚀,并且对操作者的安全也会构成威胁。
因此,在配制溶液时,硝酸的浓度应该控制在适当的范围内,一般建议在10%至20%之间。
其次,硫酸是一种具有强酸性的溶液,能够去除金属表面的铁锈和污渍,提高抛光效果。
然而,过高的硫酸浓度会对金属材料产生过度腐蚀的影响,因此在配制溶液时,硫酸的浓度应该控制在适当的范围内,一般建议在5%至10%之间。
最后,氢氟酸是一种具有极强腐蚀性和强溶解能力的酸性溶液,在抛光中起到了独特的作用。
它能有效去除金属表面的氧化层和污渍,使金属变得光滑亮丽。
然而,由于氢氟酸的腐蚀性极高,必须慎重使用,并且在操作时需要戴好防护手套和眼镜,确保安全。
通常,氢氟酸的浓度应该控制在1%至3%之间。
综上所述,三酸抛光的最佳比例是硝酸10%至20%、硫酸5%至10%、氢氟酸1%至3%。
在使用过程中,应该注意以下几点:首先,严格按照比例配制溶液,不可超量使用酸性溶液,避免腐蚀金属材料。
其次,注意配制溶液的过程,避免溅洒或误操作导致伤害。
最后,使用过程中要佩戴好防护设备,确保自身安全。
通过正确选择和配制三酸抛光溶液的比例,我们能够更好地利用三酸抛光方法,去除金属表面的氧化层和污渍,提高金属材料的亮度和光滑度。
然而,我们在使用过程中一定要谨慎小心,确保操作安全,保护好自己和周围的环境。
只有正确使用三酸抛光,才能发挥其最佳效果,让金属材料焕发新的光彩。
铝合金化学抛光液配方【详解】
铝及铝合金的电解抛光和化学抛光一、电解抛光(一)酸性溶液铝及其合金的电解抛光,广泛采用磷酸-硫酸-铬酸型的溶液。
其工艺规范列于表2-2-6。
溶液配制方法,可参照钢铁零件电解抛光的相应部分。
溶液在使用过程中,三价铬的含量将逐渐升高,过多的三价铬,可以用大面积的阳极通电处理,使之氧化为六价铬。
当溶液中的铝含量超过5%时,溶液应部分或全部更换。
氯离子对电解抛光有不利的影响,当氯离子含量超过1%时,零件极易出现点状腐蚀,配制溶液所用的水中,氯离子含量应少于80mg/L。
(二)碱性溶液纯铝和LT66等铝合金,还可以在以下碱性溶液中进行抛光:磷酸三钠(Na3PO4·12H2O)130~150g/L碳酸钠(Na2CO3)350~380g/L氢氧化钠(NaOH)3~5 g/LpH值11~12电压12~25V阳极电流密度8~12A/dm2温度94~98℃时间6~10min阳极用不锈钢板或普通钢板。
溶液需搅拌或阳极移动。
表2-2-6 铝及其合金电解抛光的工艺规范:123456磷酸(H3PO4)(密度1.70)86~88433437~425870硫酸(H2SO4)(密度1.84)433437~42415铬酸(CrO3)14~12344.3~4.9 氢氟酸(HF)10甘油115水密度1.72~1.74112812~22 温度/℃75~8080~9085~9080~8575~8580~100电压/V14~3010~1510~1812~1812~20 阳极电流密度/A·dm-27~128~1220~3040~5020~30≥10时间/min3~55~85~81~33~55~10阳极材料铅或不锈钢注:配方1适用于纯铝、含镁0.3%~0.5%的铝镁合金以及经过热处理的铝镁硅合金。
抛光时应搅拌溶液或上、下移动阳极(20~30次/min,行程5~7cm/次)这样可以获得高度光亮表面;配方2、配方4适用于铝及硬铝合金LY12;配方3适用于铝、铝镁合金、铝锰合金以及硬铝合金LY1,LY2;配方5适用于纯铝及铝镁合金LT66;配方6适用于铝硅合金压铸件。
铝合金电解抛光的配制方法
铝合金电解抛光的配制方法一、特点1、抛光液不含铬酸,符合当今环保要求,节省环保设备投资及废水处理费用。
2、抛光电流密度较传统工艺要小,因此不仅电耗低,抛光液使用寿命长,而且更适合大型铝和铝合金件的表面抛光。
3、适用范围广,适用于纯铝及除硅含量大于2%的各种型号的铝合金。
二、抛光液组成和操作条件浓磷酸(比重1.74)70%(重量)YB-66添加剂30%(重量)温度55–65℃最佳60℃阳极电流密度,DA 2–8 A/dm2 (无搅拌)12–20 A/dm2 (搅拌)电压10–15 伏抛光时间3–5 分钟阴极材料铅或不锈钢阴极面积∶阳极面积2–3∶1三、开槽步骤1、该抛光液在使用前的比重在1.50–1.52的范围内。
根据所欲配制的抛光液容积、抛光液比重及抛光液中磷酸所占的重量比,计算出所要加入的磷酸量并加入之。
2、同样计算出所需YB-66添加剂的重量并加入之。
3、加热至操作温度。
四、操作指导1、抛光时是否采用搅拌(阴极移动、空气搅拌)主要取决于抛光件的形状:若抛光件形状简单,横向宽度较窄,则不采用搅拌;反之,若抛光件形状不规则或横向宽度较大,尤其当抛光件某些部位阻碍气体逸出形成“气袋”而影响表面抛光的情况下则必须采用搅拌方式。
在采用搅拌的状况下,必须相应提高阳极电流密度,否则抛光表面难以达到高光亮。
2、抛光时大部分杂质沉积于阴极表面,但仍有部分因抛光生成的固体污泥留在抛光液内,因此需定期过滤抛光液把杂质除去。
3、在抛光过程中,由于磷酸盐的产生,水的电解及挥发以及抛光液的夹带损失,故需不断补充磷酸和YB-66添加剂。
4、磷酸与YB-66添加剂的添加比例一般仍按70%∶30%添加,但在每次添加后应测定抛光液比重,根据测定结果再予以适当调整。
5、该抛光液在配制后未经使用前的原始比重在1.50–1.52的范围内,在抛光槽运转过程中,抛光液的比重应控制在1.50–1.65的范围内。
抛光液比重过高说明抛光液含水量不足;反之,抛光液比重过低,表明抛光液水含量过高,磷酸含量偏低。
三酸抛光的最佳比例
三酸抛光的最佳比例
三酸抛光是一种表面处理技术,常用于金属材料的抛光和清洁。
其中的三种酸液主要成分是硝酸、氢氟酸和冰醋酸,它们的比例会影响到抛光效果和安全性。
最佳的三酸抛光比例因不同的金属和需求有所不同,以下是一些常见的推荐比例:
硝酸(HNO3):2-4体积份氢氟酸(HF):1体积份冰醋酸(CH3COOH):1体积份
需要注意的是,三酸抛光液含有强酸,具有高度的腐蚀性和毒性。
使用时务必采取严格的安全措施,包括佩戴防护手套、护目镜和防护衣,并在通风良好的环境下操作。
同时,遵循相关的安全操作规程,并遵循当地的法律法规。
确保在使用三酸抛光液之前进行必要的了解和培训,并根据具体需求和实际情况进行比例调整和实验。
3m抛光液配方分析
3m抛光液配方研发
抛光液作为一种溶于水的抛光剂,可以很好的做到去油污,防锈,清洁和增光效果,所以可以让金属制品超过原本的光泽。
然而现在市场上的一些产品依然不够完善,例如产品的流痕问题,是困扰铝加工行业的难题。
表面光亮度低,阴极板材问题,门花上面带水。
表面光亮度低、并且粗糙。
微谱技术可以为您提供3m抛光液配方研发技术,精准测定抛光液产品的化学组成及含量,完善产品,让您摆脱这些困扰。
(以上表格仅供参考)
◆添加缓蚀剂a
微谱技术提供3m抛光液配方研发技术,在产品表面形成保护性缓蚀膜,使产品在滴流过程中与化合物隔离,可任意滴流,滴干为止,从源头上杜绝流痕。
◆降低水分,提高亮度
研究表明,当三酸比例一定时,产品的亮度与抛光液含水量成反比,那么含水量越高,亮度越低,微谱技术提供3m抛光液配方研发技术,可以有效提高了抛光材的亮度。
添加缓蚀剂b
微谱技术提供3m抛光液配方研发技术,有效延缓、抑制了硝酸的分解,降低黄烟的溢出,从而保证硝酸浓度在一个合理的范围内波动,提升成品率。
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三酸酸洗压铸铝
三酸酸洗压铸铝
三酸酸洗压铸铝
1.技术特点
三酸酸洗压铸铝工艺是一种广泛应用于高强度铝合金压铸件加
工的新型高效的工艺,其特点是在其工艺流程中结合三种酸洗处理,以保证压铸件表面的光洁度、质量和外观,使之成为高档装饰和功能件的合理选择。
同时,与传统的压铸铝合金件相比,三酸酸洗压铸铝具有较长的时效性,从而可以降低制作成本,带来可观的经济效益。
2.工艺流程
1)材料选择:根据客户要求,选择合适的铝合金材料。
2)模具设计:根据客户要求,设计相应的模具结构。
3)酸洗:将铝合金件进行三种酸洗处理,包括酸盐洗涤、氯化钠洗涤和抗酸洗涤。
4)压铸:将酸洗后的铝合金件加热至350-450℃,放入模具,然后用压机压铸成型。
5)缺陷检查:检查件面是否有裂纹、折痕、脱粉或开裂等缺陷。
6)包装:根据要求,将成型的铝合金件包装,以保证运输时不受损坏。
3.优缺点
优点
1)可以生产高档装饰和功能件。
2)较高的平整度和表面光洁度。
3)易于移动和安装,可以节省安装时间。
4)快速时效,可降低制作成本。
缺点
1)模具制作成本较高,耗费时间较长。
2)复杂的工艺流程,压铸条件要求较高。
3)容易产生拉伤、膨胀裂纹等不良现象。
4)生产过程中产生的废料处理困难。
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铝合金化学抛光三酸配方和优劣
在我国传统的铝合金化学抛光溶液中,应用较为广泛的是磷酸-硫酸-硝酸化学抛光液。
根据其磷酸相对含量的不同,可分为甲类(磷酸相对含量较低)和乙类(磷酸相对含
量较高)。
其三酸抛光液成分和抛光温度如下。
长期的工业生产发现,三酸基本可以满足产品要求,但是也有些致命缺陷,如产生黄
烟(毒性气体,污染环境),达不到环保要求。
因此,我总结罗列了一些缺陷特点。
1、氧化严重失光,质量大打折扣。
三酸抛光,一般都能形成镜面,一经阳极氧化,光泽大打折扣。
2、硝酸分解太快,大量黄烟污染严重,处理成本昂贵。
硝酸为强氧化剂,在高温条件下,遇到铝这种还原性很强的金属,分解速度之快令人难以想象:大量黄烟象着火一
样瞬间溢出,抽风都困难,彻底吸收更难!此外,硝酸浓度的上下波动,势必造成抛光铝合金表面亮暗交替,成品率低。
3、不能起砂、去机械纹。
铝合金成型过程中,表面有许多机械纹,经三酸抛光处理后,纹路更加明显,严重影响铝合金外观质量。
除了用效率较低的机械方法(如喷砂,机抛)等进行预处理外,近几十年来,没有开发出用化学方法进行去纹和起砂配套处理、然
后再行抛光的成熟技术,制约了抛光技术的推广。
4、滴流时间太短、药剂消耗太大、成品率太低。
因此,尽管抛光工艺如此简捷,但成本却是所有氧化前处理技术之最!高达6000-8000元/吨材。
铝合金离开抛光液后,在
空中滴流时间一般不得超过30秒,否则会出现流痕,产生废品。
抛光材的流痕问题,是困扰铝加工行业的世界难题。
如此短的滴流时间,势必造成两大严重后果:其一是
药剂消耗太大,竟然高达400-600kg/吨材,还要为如此高的废酸处理增加约800Kg
片碱处理废水!其二是成品率太低,一般不到70%,大部分废品是由于流痕或花材造成,进一步增加了生产成本。
目前一般使用的方法是用化学抛光去冲孔剂添加剂用于抛光
原液中,以此解决流痕问题。
随着研究的深入,市面上已经有很多厂家在使用无烟两酸化学抛光高光光亮剂,主要是磷酸和硫酸组成,不会产生黄烟,能满足环保要求。