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。

（5）温度。温度对化学抛光的效率和表面质量有重要的影响。温度高抛光效

率加速，但产生较多气体逸出，有可能产生气体缺陷。对于新配制的化学抛光槽液，应该注意温度不宜太高；若溶铝量达到一定平衡水平，化学抛光槽液的温度要高些。随着溶铝量的增加，要维持一定的抛光效率就要增加槽液的温度。一旦槽液的温度超过设定的上限温度105c，仍不能达到满意的光亮度，通常则需要调整槽液浓度或调整与浓度直接相关的相对密度。

（6）铝材转移。化学抛光后，铝材应该迅速转移到水洗槽中进行水洗。如果

转移不迅速，将会出现转移浸蚀的缺陷。因为附着在铝材上的化学抛光槽液十分黏滞，铝材一：出槽，从很高的温度迅速冷却，化学反应还在继续，气体不断逸出，硝酸含量下降很快，表面液体中溶铝量不断升高，越来越偏离正常的化学抛光必要的工艺条件。如果铝材转移稍慢，就有可能出现转移浸蚀等缺陷。

（7）水洗。铝材水洗是化学抛光过程的终止，附着在铝材表面上黏滞的化学

抛光槽液必须清洗干净，带有空气搅拌的水洗是有必要的。若采用导电梁上下运动多次的方法，也可能使铝材清洗干净。若采用循环流动的温水（40c）水洗，效果更佳。

（8）除灰。铝材水洗后转移到除灰的槽液中进行除灰，通常除灰的槽液中含

体积分数为25%-50%的硝酸（相对密度1.40）。也可使用所推荐的专利除灰药

品配制的槽液。铝材表面除灰处理后，需要检查化学抛光的表面质量，应平整光亮。若表面还附着有轻微的铜的特征颜色，那表明除灰不充分，需补充除灰时间，必要时增加除灰槽液中的硝酸含量。

（9）硝酸含量控制。磷酸为基的化学抛光槽液，硝酸含量应维持在正常的范

围内，要进行日常硝酸含量的检测。特别要掌握添加硝酸的规律，通常也可按照实际操作经验进行调整。若硝酸含量太低，可以看到化学抛光的铝材光亮度不满意或看到细小的白色附着物斑点等缺陷。若硝酸含量太高，可看到所产生的浅蓝色至橙色的彩虹膜的颜色或伴有点腐蚀产生的粗糙等缺陷。溶铝量也影响硝酸含量的确定，溶铝量偏高，硝酸含量要高些。

（10）相对密度。化学抛光槽液的相对密度可以用比重计测定，每周至少测定一次；若通过化学抛光的生产量很大，则需要每日测定相对密度。通常，适宜的槽液的相对密度与溶铝量及硝酸含量有相应的关系。如果测定槽液的相对密度太低，则可能表明化学抛光槽液中进入水分。水分的进入可能使抛光表面光亮度不能满足要求，甚至可能引起光亮度恶化的现象；如果测定槽液的相对密度偏高，可能溶铝量过高，会产生附着物等缺陷。化学抛光槽液分析硝酸的频度要求比较频繁，其他项目的分析频度则相对少些。其他成分可用相对密度测定及目测表面光亮度，来判明其含量是在正常的含量范围内。有经验的化学抛光操作人员，可以从化学抛光的表面光亮度来判明硝酸含量。硝酸含量低于适宜的范围，表面会出现光亮度不足或白色附着物斑点等缺陷。正常生产的化学抛光槽液，每班生产8h之后要作正常的槽液添加，以补充药品的消耗。通常，典型的硝酸消耗量为化学抛光槽液消耗量的1%-%2（体积）。若不及时补加硝酸，铝材表面会出现光亮度不足的现象。

化学抛光缺陷及对策：

有关铝及铝合金材料化学抛光中出现的缺陷及其纠正措施是在生产的发展过程中不断总结完善的。现以磷酸" 硫酸" 硝酸的化学抛光生产过程中常见的缺陷和纠正措施归纳如下。

（1）光亮度不足。这是化学抛光中最关心的事情。光亮度没有达到预期的目标，其原因可从特殊铝材的生产工艺和化学抛光工艺这两方面分析。有关特殊铝材的生产工艺已经有详细的论述。建议采用铝纯度99.70%.及其以上级别的铝锭，来生产特殊铝材；铝材加工工艺中质量控制为化学抛光得到高光亮度表面奠定基础，例如铝—镁合金5056(A199.98Mgl)是用纯度为99.99%的精铝锭生产而成的。化学抛光后，具有很高的光亮度。槽液控制中硝酸含量不足，会使表面光亮度不足，其表面可能过多地附着一层铜；硝酸含量太高，铝材表面形成彩虹膜，会使表面模糊或不透明，还引起光亮度不足；化学抛光时间不足，温度不够，搅拌不充分，槽液老化等也会使化学抛光表面光亮度不足。槽液的相对密度较大，防止铝材浮出抛光槽液的液面，致使上部铝材光亮度不足。水的影响造成光亮度不足，往往容易被忽视。最好用干燥的铝材进入化学抛光槽液，杜绝水分的带入。（2）白色附着物。该缺陷的形貌为化学抛光后的铝材表面上附着有一层白色

的沉积物，且分布不均匀，附着物底部的铝材表面有可能被腐蚀。通常，该缺陷是因为化学抛光槽液中溶铝量太高所致，如果化学抛光槽液的相对密度在"#$% 以上，可以得到进一步证实。则需采取措施调整槽液中的溶铝量到正常的范围内。（3）表面粗糙。化学抛光后的铝材表面出现粗糙现象。该缺陷可能是在槽液

中硝酸含量过高，酸性浸蚀造成的；若槽液中铜含量也高，则表面粗糙现象将会更严重。通常，若槽液中硝酸含量过高，化学抛光反应剧烈，有“沸腾”的现象产生。若硝酸含量正常，铜含量偏高，则水洗后的铝材表面上附着有一层很明显的金属铜的特征颜色。如果铜的特征颜色很深，则表明槽液中的铜含量偏高，应采取措施调整硝酸与铜的含量达到正常的范围内。如果添加剂中含铜量高，则应适当少加；如果槽液中的铜来自于含铜铝材的化学抛光，则采取措施添加不含铜的添加剂或调整槽液。如果铝材内部组织缺陷引起表面粗糙：铸造状态组织，如铸造或压铸的铝工件；铝材晶粒细化不充分及疏松、夹渣等缺陷；加工过程中变形量不充分、松枝状花纹等缺陷造成表面粗糙，则由提高铝材内部质量来完成。因此，铝材的生产工艺对提高化学抛光的表面质量显得尤为重要。

（4）转移性浸蚀。该缺陷发生在铝材化学抛光完成后转移到水洗的过程中，

主要是由铝材转移迟缓造成的。对该缺陷进一步的确认，化学抛光后的铝材表面出现光亮度偏低，并带有一些浅蓝色。也有可能槽液中硫酸含量偏高协同所致。铝材从化学抛光槽液中提升出来，那么热的抛光槽液仍在表面起剧烈的反应，硝