四、铝的化学抛光.doc
铝压铸件的表面化学抛光
经碱蚀后 的工件用 水洗净 ,即可 投入抛 光液中
1. 5% ; M g 0. 4% ~ 0. 6% 。 压 铸后的铝件 表面有 一 进行抛光。抛光液 由四种无机酸组成 ,磷酸、硫酸、硝
层发暗的氧化膜 ,并附着一些脱模剂等油污 ,局部 还 酸和硼酸 ,其重量比 例为 77. 5∶ 15. 5∶ 6∶ 0. 5。 抛
6 g/L 10 mg /L
8. 9 85~ 90℃ 覃奇贤 编译
有一 些毛刺。 因此 ,这些铝 压铸件 需要进 行表面 处 光的温度为 100℃ ,时间为 1~ 4 min。经抛光处理过
理。 我们采取化学法对这些铝件的表面化学抛光 反 的工件 ,表面平滑 ,无毛刺 ,但有一层黑色的浮 灰。因
复进行了实验 ,确定了有关的配方及工艺条件 ,并 投 为 ZL105铸造铝 铸件含有 的 Si在抛 光液中 不溶解
Cu2 PO7
30 g /L
活化 以下列出五种活化液配方 (见表 1)
表1
编 号 Pd Cl2( g / L) AgN O3 ( g / L) p H调节剂
pH
1 0. 15~ 0. 25
…
1. 5
2 0. 1 KO H 5. 1
3 0. 1 KO H 10~ 12
4 0. 1 N H4 O H 8. 4
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。
铝合金化学抛光
铝合金化学抛光1. 引言铝合金是一种重要的结构材料,在工业和日常生活中广泛应用。
然而,由于其表面易受氧化和腐蚀的特性,需要进行抛光以提高外观和耐腐蚀性能。
铝合金化学抛光是一种常用的表面处理方法,通过使用化学药剂去除铝合金表面的氧化层和污染物,使其恢复光洁度和亮度。
本文将介绍铝合金化学抛光的原理、工艺流程、常用药剂以及注意事项,帮助读者了解该技术并正确应用于实践中。
2. 原理铝合金化学抛光基于表面氧化还原反应原理。
在酸性或碱性环境中,与铝发生反应的药剂可以去除氧化层,并使表面恢复到金属状态。
具体来说,酸性环境下常使用硫酸、硝酸等作为药剂;碱性环境下常使用氢氧化钠、氢氧化钾等作为药剂。
这些药剂与铝发生反应后,生成的盐类可以溶解于溶液中,同时将氧化层和污染物带走。
3. 工艺流程铝合金化学抛光的工艺流程通常包括以下几个步骤:3.1 表面清洗在进行化学抛光之前,首先需要对铝合金表面进行清洗,以去除油脂、灰尘和其他污染物。
常用的清洗方法包括机械清洗、碱性清洗和酸性清洗等。
清洗后,应立即进行下一步处理,以防止再次污染。
3.2 预处理预处理是为了进一步减少氧化层的厚度,并提高抛光效果。
常见的预处理方法包括酸洗和碱洗。
酸洗使用稀硫酸或硝酸溶液,在低温下浸泡铝合金片材一段时间;碱洗使用氢氧化钠或氢氧化钾溶液,在高温下浸泡一段时间。
这些预处理方法可以去除铝合金表面的杂质,并使其更容易被药剂反应。
3.3 化学抛光在预处理完成后,将铝合金放入化学药剂中进行抛光。
根据不同的需求和药剂选择,抛光时间可在几分钟到几小时之间。
在抛光过程中,应控制温度、浓度和搅拌等条件,以确保药剂与铝合金表面充分接触并发生反应。
3.4 中和处理化学抛光后,需要对铝合金进行中和处理,以去除残留的药剂和盐类。
常见的中和方法包括用清水冲洗、酸洗或碱洗等。
中和处理后,还需要进行彻底的清洗,以确保表面干净无污染。
3.5 表面处理最后一步是对铝合金表面进行保护处理。
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。
铝及铝合金高亮度无黄烟化抛光工艺
1 前
言
项目
表
不 同 抛 光 方 法 比 较
镜 面反射 率/ 抛光 损失率 / g m ・ i一 )黄烟 污染 % ( ・ 2 mn ’
铝 及铝 合金在 采 用传 统 三酸抛 光 时 , 于抛光 液里 含 有 大量 由 的硝酸 , 因此在 抛光 过 程 中会 产 生 大 量 的 黄 烟 ( 即氮 氧 化 合 物 ) , 严重 污染 环境 , 危害 人 们 的健 康 。为此 , 究 了 无 黄 烟化 学 抛 光 研
2 试 验
无黄 烟化 学抛 光 添加 剂 WP9 合 于磷 酸 、 -8适 硫酸 为基 液 的抛
光 体 系 。由于抛 光 亮度 受 到基液 配 比 、 抛光 温度 、 间 、 液 中铝 时 溶
离 子 浓 度 等 的影 响 , 此 采 用 正 交试 验 方 法 对 各 种 因 素 进 行 分 因 析 。首先研 究 了不 含添 加 剂时各 因素对 抛光 质量 的影 响 , 然后 再 调 整 、 定复 合添 加 剂 WP9 确 -8的成 分 , 之 能 够 消 除各 不 利 因 素 使
Brg t e s a d l w m o e E. m tn i h n s n Ye l o S k m i g
P ANG n -a Ho g to,L l qn IXi- ig,W A G u r n a N J -o g
( h nR sac ntueo tr l Po ci ,Wu a 3 0 0,C ia Wu a eerh Is tt f e a rt t n i Ma i s e o h n4 0 3 hn )
Ab 晴‘ : i r hns hmi l oi igt h o g f lm n m a di l ywto t e o m a t — ! = H g bi tesc e c l hn n l yo u iu n sa o i u l w f eW Ss d t h g ap s c e o a t l h yl u u i o h m clp lhn eh ns e f m c e a i i m c a i dr i o sg m.T e b g teso lhn u ae w s i rae n pe s fn e o h r n s fp i g sr c a n esd i rm e o o yl w i h o s i f c i
化学抛光在阳极氧化中的应用
注意要点
注意要点
总结
End 谢谢
化学抛光在阳极氧化中的应用
FUC唐孝华2016/03/21
1,阳极氧化工艺过程
脱脂 水清洗 蚀洗 水清洗 吹干
水清洗
光泽处理 腐蚀
水清洗
化学抛光
喷砂
阳极氧化
水清洗
中和
水清洗
着色
吹干/烘干
水清洗
封孔
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
水清洗
2,化学抛光对铝件的影响
化学抛光的工艺规范
作用及其机理
化学抛光的机理是:制件在化学抛光过程中, 其金属微观表面形成了不均匀的钝化膜或稠性
粘膜,这层膜在基体表面的微观凸出部分厚度 较小,而在微观凹入处则厚度较大,故表面微 观凸出部分的金属基体溶解速度显著的大于微 观凹入部分,因此降低了零件表面的显微粗糙 程度,使零件表面比较光亮和平整。 由于铝件一般含有铜、硅、镁等元素,经过化 学抛光后其表面遭受腐蚀而变色,在其表面形 成一层均匀的黑色浮灰,可在混合酸(50%硝 酸+10%氢氟酸)或100g/l-200g/l的铬酐溶液中 去除。
铝合金材料工件化学抛光液的配制研究
2010年第16期范晓岚等铝合金材料工件化学抛光液的配制研究23时增加了摩擦力,从而提高了光整效率。
2结果与讨论2.1化学抛光液配制比例通过化学抛光液配制的正交试验,由综合研磨抛液效果来看,得出了一组对铝合金材料较好的抛光液的配比:当柠檬酸为129/Kg、6501为33g/Kg、K12为5g/Kg、磺酸21g/Kg时为最佳工艺条件,综合评分结果为95分。
其中抛光温度35℃,抛光时间为40min。
经过抛光后的铝合金材料有较好的镜面光亮效果,均匀性好,基本无腐蚀点,且抛光液性状稳定,适宜于工业化大批量生产,是可以应用于铝合金元件的较好的化学研磨抛光液。
2.2铝合金元件表面处理工艺流程l水洗I—I除油I一1酸浸蚀J—I水洗I—I化学抛光(研磨)I—I钝化处理I—I水洗l—I干燥I—l检验成品l图1抛光表面处理工艺流程图化学抛光试验工艺说明[6一川:①试验元件在化学抛光前应经过水的彻底清图2抛光液成品2.4配制的化学抛光液不足之处①实验后探究得出了对铝合金元件的抛光液,该配方对铝合金有较好的光亮效果,同时该配方操作方便、安全、污染小,是可以应用于工业生产的抛光试剂,但抛光液在钢珠作业抛光媒介时易损伤钢珠,适用面有限制。
②对铝合金材料元件的化学抛光液的配制,主要涉及到经济性能比,因为化工原料的提价,有争取更好的比例,来提高性价比。
③试验中有关最佳浓度和添加剂的配比还有待作进一步深入研究,纯铝及普通铝合金材料元件的抛光是易于达到的,而对于某些特种铝合金,在其表面抛光中要注意各种抛光方式的选择与结合。
随着人们对铝材表观装饰性要求的提高,铝及铝合金表面抛光技术会得到更快速发展。
[参考文献][1]张浩等.铝及铝合金化学抛光工艺的比较洗,然后再进行除油,若油污去除不彻底,则须增加手工除油工序,以保持其表面清洁干净,粗糙部分应打磨;当试件表面油脂较多时,应先用有机溶剂(如汽油、丙酮等)除油,再进行化学抛光。
②每完成一道工序后,应将试件尽量风干,再进入下一道工序。
铝材的化学抛光及电化学抛光
铝材的化学抛光及电化学抛光一般工程应用的变形铝合金材料或建筑铝型材,其加工成型后的半成品,一般是可以直接进入阳极氧化生产线进行阳极氧化的。
所获得的阳极氧化膜在许多工程应用上表现出了良好的防护性能,起表面基本上能够达到均匀一致的外观要求。
机械抛光后的铝工件,若直接进行阳极氧化处理,只能获得平滑的阳极氧化膜,还不能得到高反射率的膜层。
化学抛光或电化学抛光作为高级精饰处理方法,能去除铝制品表面较轻微的模具痕和擦划伤条纹,去除机械抛光中可能形成的摩擦条纹、热变形层、氧化膜层等,使粗糙的表面趋于光滑而获得近似镜面光亮的表面,提高了铝制品的装饰效果(如反射性能、光亮度等),并可以赋予更高的商业附加值,极大地满足了消费市场对具有光亮表面的铝制品要求。
因此,对于需要表面平整、均匀又光亮等特殊外观要求的阳极氧化膜,则需要预先进行化学抛光或者电化学抛光。
化学抛光和电化学抛光与机械抛光一样,是制备高精饰光亮铝制品表面处理过程中不可或缺的表面预处理技术,某些情形下可以作为最终的精饰手段。
化学抛光和电化学抛光可以使特殊铝材获得非常光亮的表面,但是从抛光原理上看,化学抛光(及电化学抛光)与机械抛光却有着本质的区别。
机械抛光是利用物理手段通过切削与研磨等作用使铝材表面发生塑性形变,使得表面的凸部向凹部填平,从而使铝材表面粗糙度减小、变得平滑,改善了铝材的表面粗糙度,从而使其表面平滑或光亮。
但是机械抛光会引起金属表面结晶的破坏、变质而产生塑性变形层,以及因局部加热而产生组织变化层。
化学抛光是一种在特殊条件的化学腐蚀,它是通过控制铝材表面选择性的溶解,使铝材表面微观凸出部位较其他凹洼部位优先溶解,而达到表面平整和光亮的目的。
电化学抛光又称电解抛光,其原理与化学抛光相似,也是依靠选择性溶解铝材表面表面微小凸出部分而达到平整光滑。
铝材作为阳极浸入到配制好的电解溶液中,以耐腐蚀而且导电性能良好的材料作为阴极,根据电化学尖端放电原理,通电后铝材表面微小凸出部位优先溶解,与此同时溶解产物与表面的电解液形成高电阻的粘稠性液膜层,微小凸出部位膜层浇薄,其电阻较小,从而继续保持优先溶解。
ZL105铝压铸件的表面化学抛光
ZL105铝压铸件的表面化学抛光张忠诚张忠训* 高峰李景国(山东工业大学化工系济南250061)* (中国轻骑摩托车集团总公司压铸厂济南250014)Chemical Polishing for the Casting Parts ofZL105 Aluminium AlloyZhang Zhongcheng, Zhang Zhongxun, Gao feng,Li Jingguo摘要提出一种经济、简易的化学抛光配方及工艺,对ZL105铝铸件进行了表面抛光处理。
经批量试产证明,该工艺能够满足生产的要求。
关键词:化学抛光;铝合金;铸件Abstract: An economic and easy chemical polishing technology on thecasting parts of ZL105 aluminium alloy has been studied. It is shown by bench scale production that the proposed technology is suitable for production.Keywords: chemicalpolishing;aluminiumalloy;casting part摩托车生产中大量使用ZL105铝压铸件,该牌号铸造铝合金含Si 4.5~5.5%;Cu 1.0~1.5%;Mg0.4~0.6%。
压铸后的铝件表面有一层发暗的氧化膜,并附着一些脱模剂等油污,局部还有一些毛刺。
因此,这些铝压铸件需要进行表面处理。
我们采取化学法对这些铝件的表面化学抛光反复进行了实验,确定了有关的配方及工艺条件,并投入了批量生产。
结果表明,该压铸铝件的表面化学抛光工艺能够满足生产的要求。
1.表面处理的主要工艺流程表面处理的主要工艺流程如下:去油→水洗→碱蚀→水洗→抛光→水洗→去灰→水洗→氧化→水洗→干燥→滚光→成品2.配方及工艺条件铝合金压铸件表面处理中各工序所用原料均为工业品,全部溶液的配制采用自来水。
化学机械抛光原理
化学机械抛光原理化学抛光原理化学抛光的原理是金属表面通过有规则溶解达到光亮平滑。
在化学抛光材料,抛光蜡(4张)光过程中,钢铁零件表面不断形成钝化氧化膜和氧化膜不断溶解,且前者要强于后者。
由于零件表面微观的不一致性,表面微观凸起部位优先溶解,且溶解速率大于凹下部位的溶解速率;而且膜的溶解和膜的形成始终同时进行,只是其速率有差异,结果使钢铁零件表面粗糙度得以整平,从而获得平滑光亮的表面。
抛光可以填充表面毛孔、划痕以及其它表面缺陷,从而提高疲劳阻力、腐蚀阻力。
金属试样表面各组成相的电化学电位不同,形成了许多微电势,在化学溶液中会产生不均匀溶解。
在溶解过程中试样面表层会产生一层氧化膜,试样表面凸出部分由于粘膜薄,金属的溶解扩展速度较慢,抛光后的表面光滑,但形成有小的起伏波形,不能达到十分理想的要求。
在低和中等放大倍数下利用显微镜观察时,这种小的起伏一般在物镜垂直鉴别能力之内,仍能观察到十分清晰的组织。
根据工件材质的理化性质的不同,东莞森源生产的对应的金属化学抛光液种类也不一致。
主要有以下几类:1、不锈钢化学抛光液:适用于不锈钢表面的抛光,去毛刺,去焊斑,除氧化皮等处理,可达镜面效果。
药水环保,无刺鼻气味,符合食品级环保要求。
2、铜及其合金化学抛光液(也是森源网站上产品介绍的铜材化学抛光液):适用于所有铜及铜合金的除锈,去氧化皮、去铜绿等表面抛光亮处理。
使铜件达到光亮如新的效果。
抛光效率高,成本低,不需要特殊设备,只需要用胶框浸泡即可。
药液环保,无黄烟和酸雾。
符合食品级环保要求。
3、铝及其合金化学抛光液(森源化学铝材抛光液):适用于所有铝材及铝合金材料(不含铝铸件)的抛光出亮。
操作过程无黄烟,不含有害物资,环保、符合SGS要求。
操作简单,不需加热。
化学铝材抛光液能快速提高铝材的光泽度,可达镜面效果,并能去除毛刺。
常用于铝合金压铸的抛光方法
1、机械抛光机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法,一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。
超精研抛是采用特制的磨具,在含有磨料的研抛液中,紧压在铝合金压铸件被加工表面上,作高速旋转运动。
利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度,是各种抛光方法中最高的。
光学镜片模具常采用这种方法。
2、化学抛光化学抛光是让铝合金压铸件在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解,从而得到平滑面。
这种方法的主要优点是不需复杂设备,可以抛光形状复杂的铝合金压铸件,可以同时抛光很多铝合金压铸件,效率高。
化学抛光的核心问题是抛光液的配制。
化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。
3、电解抛光电解抛光基本原理与化学抛光相同,即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分,使表面光滑。
与化学抛光相比,可以消除阴极反应的影响,效果较好。
电化学抛光过程分为两步:(1)宏观整平溶解产物向电解液中扩散,铝合金压铸件表面几何粗糙下降,Ra>1μm。
(2)微光平整阳极极化,表面光亮度提高,Ra<1μm。
4、超声波抛光将铝合金压铸件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中,依靠超声波的振荡作用,使磨料在铝合金压铸件表面磨削抛光。
超声波加工宏观力小,不会引起铝合金压铸件变形,但工装制作和安装较困难。
超声波加工可以与化学或电化学方法结合。
在溶液腐蚀、电解的基础上,再施加超声波振动搅拌溶液,使铝合金压铸件表面溶解产物脱离,表面附近的腐蚀或电解质均匀;超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程,利于表面光亮化。
5、流体抛光流体抛光是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷铝合金压铸件表面达到抛光的目的。
常用方法有:磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。
流体动力研磨是由液压驱动,使携带磨粒的液体介质高速往复流过铝合金压铸件表面。
介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊化合物(聚合物状物质)并掺上磨料制成,磨料可采用碳化硅粉末。
铝和铝合金化学抛光液
铝和铝合金化学抛光液 Revised at 2 pm on December 25, 2020.铝和铝合金化学抛光液(日本公开专利昭55-125277)陈继良译内容提要在磷酸—硫酸—******体系的铝及铝合金化学抛光液中加入三嗪诱导体(如苯酰***等)及铜离子,可改善槽液,使抛光液不致积聚磷酸铝,减少亚******气体,获得较光亮的表面。
一、专利发明的名称铝和铝合金化学抛光液二、专利申请的范围1.以添加三嗪(三氮杂苯C3H3N3—译注)诱导体—3%(重量比)与铜离子—%(重量比)为特征的磷酸—硫酸—******体系的铝及铝合金化学抛光液。
2.上述申请范围第1项所述之铝及铝合金化学抛光液中所加入的三嗪诱导体是2,4—二氨基—6—苯—1,3,5—三嗪(苯酰***)。
3.在上述申请范围第1项至第2项中所述之铝及铝合金化学抛光液所指的磷酸—硫酸—******体系抛光液里,硫酸为98%(重量)的硫酸,用量为60%(重量)。
本发明的抛光液为含三嗪诱导体及铜离子的磷酸—硫酸—******体系之铝及铝合金化学抛光液。
过去的铝和铝合金化学抛光液有三种:①磷酸—******体系的抛光液,②磷酸—硫酸体系的抛光液;③磷酸—硫酸—******体系的抛光液。
其中第①类抛光液用得最多,其次是第②类的抛光液。
但是,在第①类抛光液是以磷酸为主成分的,在化学抛光过程中,铝会以磷酸铝的形式积聚,其浓度不断增高,从而就使抛光能力显着下降,因磷酸铝结晶析出而产生抛光液冻结现象等种种问题。
由于抛光液的这种情况,就必然要部份或全部废弃,重新配液。
而且使用这种抛光液,在化学抛光后而水洗转移的时间较长时,抛光面就会受到腐蚀,因此,就产生一些问题,例如需要较长时间的自动化学抛光系统就不适用。
此外,大量使用磷酸也会使成本增高。
第③类抛光液则只不过限定在铝及铝合金的不需要镜面光泽的表面例如沙底的表面和微裂纹的表面上使用。
至于第③种抛光液,如使用98%(重量比)的硫酸H2SO4,其份量在20%(重量计)时,抛光表面将出现模糊的白色,为要获得镜面光泽,硫酸比率必须控制在20%以下,这样就会出现较多的******气体。
铝合金电化学抛光
铝合金电化学抛光
铝合金的电化学抛光又称电解抛光,其原理与化学抛光相似,都是通过选择性溶解铝材表面微小凸出部分从而使铝材表面变得平整光滑。
铝材作为阳极浸入到配制好的电解溶液中,以耐腐蚀而且导电性能良好的材料作为阴极,根据电化学尖端放电原理,通电后铝材表面微小凸出部位优先溶解,与此同时溶解产物与表面的电解液形成高电阻的粘稠性液膜层,微小凸出部位膜层较薄,其电阻较小,从而继续保持优先溶解。
同时表面凹洼部位的液膜层较厚,电阻增大,凹洼部位的溶解速度相对缓慢,经过短时间电解处理后,凸出部位先被溶解整平至凹洼部位的位置,铝材表面粗糙度降低而达到平滑光亮。
在铝合金电解抛光过程中,需要注意选择合适的电解液和工艺参数,以确保抛光效果和铝材的质量。
化学抛光技术解析,电镀前处理之抛光技术大全
化学抛光技术解析,电镀前处理之抛光技术大全禾川化学是一家专业从事电镀化学抛光技术分析、研发的公司,具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进及新产品研发。
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化学抛光是指在合适的溶液中,不使用外接电源,依靠化学浸蚀作用对工件进行的抛光。
在化学抛光过程中,由于金属微观表面形成了不均匀的钝化膜,或由于形成了类似电解抛光过程中所形成的稠质黏膜,从而使表面微观凸出部分的溶解速度显著大于微观凹入部分,因此降低了零件的表面显微粗糙程度,使零件表面比较光亮和平整。
化学抛光广泛应用于不锈钢、铜及铝合金等的抛光,还用于对一些零件做装饰加工。
化学抛光可作为电镀前的处理工序,也可在抛光后辅以必要的防护措施而直接使用。
与电抛光相比,化学抛光不需要电源和导电挂具,可对形状复杂的各种尺寸的零件进行抛光,生产效率高。
其缺点是溶液使用寿命短,浓度的调整和再生比较困难,通常还会析出一些有害气体。
化学抛光的抛光质量也比电抛光差,这主要是因为在化学抛光中,由于材料的质量不均匀,会引起局部电势高低不一,产生局部阴阳极区,形成局部短路的微电池,使阳极发生局部溶解。
而在电抛光中,由于外加电势的作用可以完全消除这种局部的阴极区,从而进行全面的电解,因而效果更好。
(1)抛光液的组成及其他影响因素①抛光液组成:为了保证化学抛光的效果,必须使金属表面溶解,并在表面形成前述的液体膜或固体膜。
化学抛光液的基本组成一般包括腐蚀剂、氧化剂、添加剂和水。
其中,腐蚀剂是主要成分,主要使工件在溶液中溶解;氧化剂和添加剂可抑制腐蚀过程,使反应朝有利于抛光的方向进行;水对溶液浓度起调节作用,便于反应产物的扩散。
铝合金电化学抛光工艺_胡拥军
图 3 电流对抛光的影响 Fig. 3 Current s effect on polishing 最后在此基础上作 了综 合试 验, 工艺 条件 为: NaOH 16 g/ L, PEG 28 mL/ L, Na2CO3 30 g/ L , 酒石酸钠 8 g/ L, 葡萄糖 酸钠 8 g/ L, 电流密度 25 A/ dm2 , 操作电压 6. 5 V, 温度 50 , 抛光时间 15 min。 抛光后铝材表面反射率为 87%、铝 材损耗为 0. 017 4 g/ cm2、溶液 中 Al3+ 浓度为 30 g/ L 时, 抛光 后铝表 面反 射率 仍可达 81%。综 合比较抛光效果、操作 环境、能耗、溶液使 用寿 命、铝 材损 耗和生 产成本等, 此方法与酸性电化学抛光法和经 典碱性电化学抛光法 ( Brytal 法[ 4] ) 相比都有较大的优点 ( 采用 Brytal 法时, 操 作温度为 82 , 电压 10~ 12 V , 抛光时间 30 min, 获得 的反射 率 88%, 铝材 损耗为 0. 021 6 g/ cm2, 且 Al3+ 达到 20 g/ L就不能进行抛光) 。
3结 论
( 1) 选用 PEG 作 光亮 剂 可以 明 显改 善 整 平效 果, 加 快 抛光 速度。
( 2) 加入合适稳定剂可以延长抛光溶液使用周期。 ( 3) 试验获得了最佳工艺条件, 其溶液组成 为: PEG 28 mL/ L、 Na2CO3 30 g/ L、酒石酸 钠 8 g / L、葡萄糖 酸钠 8 g/ L, 操作电 压 6. 5 V, 电流密度 25 A/ dm2 。 ( 4) 采用上述工艺对铝 材抛光 获得的 表面 反射率 高、操作温 度低、工作环境好、铝材损耗 小、生产成本 低, 综合效 果优 于酸性 电化学抛光和碱性 Brytal 抛光。
化学抛光
(一)化学抛光的原理金属材料或制件在配比合理的腐蚀剂、氧化剂、添加剂组成的抛光溶液中浸蚀,经发生一系列反应后,表面变得洁净光亮,称为化学抛光。
这是由于金属微观表面不均匀的膜或在抛光溶液中形成的黏稠性液膜使金属微观表面溶解的速度不均匀,微观凸出部分的溶解速度大于凹处的溶解速度,从而降低了表面的微观粗糙度,使金属表面显得平整而光亮。
化学抛光机理的研究比较少,有学者认为化学抛光原理与电抛光相似,电抛光理论同样适用于化学抛光。
根据这一观点出发,认为金属的抛光是由金属表面的平滑化和光亮化两个不同的过程构成。
平滑化是指消除金属表面几何形状的不平整,是依靠抛光过程在金属表面凹凸不平的部位生成黏稠液膜厚度的不同而实现。
光亮化则是抑制由于金属基体结晶学上的不平整(即各向异性)而引起的特定结晶面的选择性溶解,它取决于金属表面上的固体膜(氧化膜)的不断生成和溶解。
所以也有人称这种说法为双重膜理论。
化学抛光具有以下的特点。
①化学抛光最适合处理大型的各种建筑型材或形状复杂的大型零部件,对于较小的零部件,则可以同时处理很多工件,效率高,抛光处理能力大。
②化学抛光的设备简单,不需要直流电源和电挂具,可以根据每批所处理的工件数量而设计建造,造价低廉。
③化学抛光主要用于工件的装饰性加工。
④抛光过程中有有害气体产生,不利于操作人员的健康及环境保护。
⑤抛光后,工件表面的粗糙度较大,表面光滑及光亮程度比电抛光的差。
⑥抛光溶液的消耗量大,寿命短,再生困难。
(二)钢铁工件的化学抛光1.概述钢铁工件在化学抛光的过程中,其表面不断形成氧化膜而又不断溶解,这种交叉不断进行的过程直至抛光结束。
其中表面微观凸起的部位优先溶解。
这种作用使钢铁工件粗糙不平的表面得以逐步整平,最终得到平滑光亮的表面。
特别是对于一些机械抛光实施比较困难的细长、厚度小或形状复杂的小工件,采用化学抛光工艺具有效率高、成本低、劳动强度低的优点。
以化学抛光作为前处理工序获得的表面有助于电镀、化学镀层的结合,以及转化膜、着色膜层更加致密平整及附着力强,从而使钢铁工件装饰性能和耐蚀性能提高、工件的使用寿命延长。
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。
2、工艺条件:温度:50-60度时间:1-2MIN3、除油后用清水冲洗。
4、化学除氧化膜:进行酸洗处理以中和制件表面残留的碱液,并除去其自然氧化膜,使之露出制件的铝及铝合金基体,对于含硅铝合金制作,必须用混合溶液进行酸洗,以除去其表面的暗色硅浮灰。
酸洗液的配方:浓硝液200-270ML、L温度室温时间1-3MIN除去含硅铝合金制件表面氧化膜和硅浮灰的酸洗液配方:浓硝酸3体积;浓氢氟酸1体积。
温度室温时间5-15MIN铝及铝合金制件经化学酸洗后,必须立即用流动温水和冷水清洗,以除去残酸,然后浸入水中,以备化学抛光。
5、化学抛光: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
化学抛光资料1化学抛光操作工艺因素:(1)装料。
铝材化学抛光前先进行装料,装料的基本原则与普通阳极氧化生产的要求相同。
对需要化学抛光的铝材在装料前需要核对铝材的纯度、化学成分、基材的外观质量。
应无严重的擦伤、划伤、腐蚀等缺陷,以确保产品获得满意的光亮度。
装料量相应减少,铝材间距要加大,倾斜度要加大,使气体尽快逸出。
装料时要防止铝材表面气体累积,避免形成气体缺陷。
化学抛光槽液的相对密度很大,抛光中刚形成的气体附着在铝材表面上,有可能使导电梁上浮,浮出液面部分的铝材化学抛光就不充分,造成在同一挂料中出现光亮度不均匀的现象。
必要时,减少装料量或采用大型加重的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,确保该面上的气体尽快逸出。
装料要稳固,应采用夹具,夹具应安放在非装饰面上,避免在装饰面上留下夹具痕迹。
(2)化学清洗脱脂。
铝材化学抛光前,特别是经过机械抛光的铝材表面可能含有油脂,一般采用高温水或高温蒸汽清洗,但对除去共价键结合的润滑油脂来说,清洗得不很干净。
以前采用三氯乙烯等有机溶剂脱脂清洗,但因含有氯氟烃类有机化合物破坏大气臭氧层的原因而被禁止使用,且成本较高。
现在大多数生产线采用含有表面活性剂的水溶性化学清洗剂清洗,除去铝材表面的油脂比较有效。
(3)搅拌。
在铝材化学抛光中气体逸出很多,如果槽液没有搅拌,很难使气体迅速脱离铝材表面,形成气体累积的缺陷;气体累积到一定量时因气泡向上逸出,又使表面造成气体条纹缺陷,因此用搅拌来克服这类缺陷。
主要采用机械搅拌或无油压缩空气搅拌。
适当的、均匀的搅拌才能保证表面化学抛光的均匀性。
不推荐采用手工操作搅拌,槽液为热的浓酸组成且具有很强的腐蚀性;气体有很强的刺激性;手工搅拌具有危险性;且均匀性很难保证。
(4)时间。
铝材化学抛光所需的时间通常取决于两个部分:一是铝材制造工艺和半成品的表面质量;二是化学抛光所要达到的光亮度要求。
通常化学抛光时间在1—3min,还要根据槽液中的溶铝量与温度而决定,限定抛光时间是为了防止气体缺陷的产生。
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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。
(5)温度的影响:
温度最佳控制为105℃,气体的发生量也少,金属的溶解速度亦缓慢,温度过高后,不仅气体发生增加,制品腐蚀和产生雾状表面。
2.稀的化学抛光其含量:
硝酸(HNO3)30~70克/升
氟化氢铵(NH4HF2)4~12克/升
铝及铝合金的碱性化学抛光:
近来研究一种碱性化学抛光,它可克服酸性化学抛光成本高,腐蚀性强,污染空气严重的缺点,抛光质量基本上与酸性抛光相似,效果令人满意。
3.碱性化学抛光工艺配方及规范如下:
氢氧化钠NaOH 350~650克/升
亚硝酸钠NaNO2 100~250克/升
氟化钠NaF 20~50克/升
磷酸三钠Na3PO410~50克/升
温度100~130℃
时间5~15秒
碱性化学抛光后速用50℃左右温水清洗,清洗后再用硝酸(HNO3)250~300毫升/升。
温度:室温。
时间:10~30秒中和出光。
4.普通铝材(纯度为99.5%)化学抛光溶液。
磷酸—硝酸—冰乙酸组成的化学抛光溶液对普通铝抛光效果较好,铝的溶解速度,抛光后的表面质量(散光系数K6)与组成溶液成份的关系,从而达到最为理想的抛光质量,散光系数值小)。
表5 普通铝材的溶解速度和散光系数与溶液组成的关系
它与下列含量相对应(体积%)其中:
磷酸,H3PO460%
硝酸,HNO3 10~30%
冰乙酸,CH3COOH,10~30%
其它可从温度及时间二个因素来说,对质量也起着一定作用,将温度掌握在85~105℃之间(最佳点95℃),那散光系数值小,抛光表面质量高。
温度在95℃时间可在0.5~2.5分钟之间。
(最佳为1.5~2分),达到最小值。
铝离子对溶液来说也起着一定作用,一般Al+3含量应<5克/升,这样对K值影响颇小,铝表面质量好。
K=折散反光/总反光*100%,K值愈小,抛光表面质量愈高。
5.无硝酸化学抛光
铝及其合金化学抛光,含有硝酸,因而有大量有毒的氮氧化合物气体俗称“黄龙”,严重污染空气,为了减少有毒气体NO气体污染,并要求抛光产
品有光亮均匀的外观,抛光溶液稳定,操作方便,成本低,废水处理容易。
目前有WXP铝化学抛光无黄烟添加剂。
铝化学抛光机理简述:
根据粘膜理论认为,由于在被抛光试片表面产生了一层薄膜,这层薄膜在凹洼部分和棱角上较在凸起部分上更为厚些,因为抛光溶液在凸起部分上溶解作用更为剧烈些,凸起部分被除去,表面就整平了。
当薄膜具有一定粘度时,就能完成这种作用。
无硝酸化学抛光工艺配方:
磷酸H3PO4500毫升
硫酸H2SO4500毫升
多硫化物S X 0.5~1克
铜离子C u0.5~5克
两性离子表面活性剂0.1~.02毫升
温度100~120℃
时间1~2分
配置方法:
1.将H3PO4,H2SO4按量倒入
2.多硫化物、铜离子用少量水溶解好倒入
3.加入两性离子表面活性剂,加热后即可抛光
无硝酸化学抛光成份作用及操作条件的影响:
1.磷酸:主要缓和反应的作用,同时具有一定亮度的作用。
2.硫酸:抛光速度可加快。
3.多硫化物及金属离子铜,均具有光亮作用,含量低,光亮作用微弱,含量过
高,光亮度无显著提高。
4.两性离子表面活性剂,起表面润滑,细化和抑雾作用。
5.温度:温度低,光亮度减弱,温度高表面易粗糙。
6.时间:抛光时间短,不亮,抛光时间长易,过溶解。
无硝酸,铝的化学抛光具有下列优点:
1.不产生有毒氮氧化物气体。
2.废水容易治理。
3.对高纯铝,铝镁合金具有较好的光亮度。
4.溶液稳定,操作维护方便。
但对质量不高的铝材,光亮度较差,要获得好的光亮度,应提高铝的纯度。