铝合金碱性抛光液技术开发.doc

.铝合金碱性抛光液技术开发 背景 铝材酸性抛光过程中有大量的黄烟逸出，污染环境，因此对环境无污染化学抛光工艺碱性抛光应运而生。 碱性抛光有其独特优点：抛光液成本低，对槽体设备的腐蚀小，设备造价低，特别是废水处理简单。与酸性抛光相比：铝型材在碱性溶液中腐蚀速度极大，致使抛光时间不能过长（往往只有几十秒），否则产生麻点或严重失重，不适合大型铝型材的工业抛光生产；其次，碱性溶液抛光后表面的光亮度不大，抛光质量亦低于酸性抛光后的质量，因而其应用受到限制。所以，降低铝的腐蚀速度，提高抛光光亮度是碱性化学抛光的关键。 铝合金碱性抛光液组成图标标题 主盐 通常选用氢氧化钠作为碱性抛光液的腐蚀剂，因为NaOH的质量浓度为300 g/L比较合适，若过小则达不到所要求的抛光效果，若过大则容易发生过腐蚀，造成失重严重，铝片局部产生麻点。而当质量浓度控制在300 g/L时抛光效果最佳，抛光时间足够长。因此，选择NaOH的质量浓度为300 g/L。 缓蚀剂 采用单一或复合缓蚀剂来降低铝合金在碱性化学抛光液中的腐蚀速度,并通过添加表面活性剂在抛光液表面形成泡沫来抑制碱雾的逸出.这种由缓蚀剂、表面活性剂组成的复合添加剂还具有润湿、整平增光的作用。 无机缓蚀剂 以硅酸钠(30g/L)为缓蚀剂的抛光液对铝片抛光的光泽度随着时间延长而减弱，当时间超过40 s时，腐蚀严重；其次，温度升高，硅酸钠的抛光效果变得较差，时间延长，效果更差，产生较多的麻点。 以SnCl2(20g/L)和硅酸钠(10g/L)为复合缓蚀剂的抛光液对铝片抛光光泽度较小。当温度为7090，抛光时间超过40 s时，发生严重的点腐蚀，在表面形成大量的小凹斑。温度越高产生凹斑的速度越快。其原因可能是试样表面的凹处没有钝化膜，即没有稠性膜形成，铝很快溶解，因而产生了大量的麻点。 以钼酸铵(20 g/L)和硅酸钠(10 g/L)为缓蚀剂的抛光液在温度7080时对铝片抛光的光泽度，当抛光时间为2050 s时较大，此后腐蚀加重;在温度为8090范围抛光效果比在7080的要好，说明温度升高，有利于铝材的化学抛光。从表3可知，该抛光液抛光的铝材在7080时失重较小;而在8090时失重大。因此，用该抛光液抛光铝材时，宜采用工作温度为8090，时间为2050 s。 有机缓蚀剂 硫脲在6070时，抛光效果很好，且抛光效果稳定，能达到较长的抛光时间80100 s。这说明温度降低，抛光速度(即铝的溶解速度)减慢；另外低温条件下铝合金的表面在抛光时，形成了一薄层稠性的粘膜或钝化膜，保护凹处，避免溶解过快，而表面微观凸处的溶解速度显著大于凹处的溶解速度，降低了表面的粗糙度，使铝合金表面趋于平整而光亮。因此，以硫脲为缓蚀剂的抛光液对铝材进行抛光时温度应控制在80以下。 混合缓蚀剂 以六次甲基四胺(20g/L)和硅酸钠(10g/L)为缓蚀剂的抛光液对铝片抛光的光泽度较大，但抛光时间不能过长，否则发生过腐蚀；六次甲基四胺缓蚀剂抛光的最佳温度范围是8090，在该温度下最适宜的抛光时间是2050s。研究发现，以六次甲基四胺为缓蚀剂的抛光液对铝合金的抛光的失重，在7080及8090时，其失重率都很大，致使铝大量损耗。 以硫脲(20 g/L)和硅酸钠(10 g/L)为缓蚀剂的抛光液对铝片抛光效果较好。在7080时的抛光效果比8090的要好，在1060 s内能得到较大的抛光光泽度;而在8090内抛光效果不太好，随时间延长效果更差。造成这种反差的原因可能是，低温时铝合金的表面在抛光时，硫脲、硅酸钠、表面活性剂在试样表面形成了一薄层稠性的粘膜，以保护凹处，避免溶解过快;而在温度升高时，薄层稠性的粘膜溶解，所以，在8090时抛光效果普遍不好。 参考配方一组成含量（g/L）成分作用NaOH250-300 g/L碱性腐蚀剂NaNO3200-250 g/L/Na2SiO310-15 g/L缓蚀剂硫脲15-25 g/L缓蚀剂十二烷基硫酸钠1.5-1.8 g/L润湿剂水加至1L/ 此抛光液的工作温度6070;抛光时间80100 s。使用复配缓蚀剂的抛光效果好，工艺简单，抛光速度快；同时，废水处理简单，适宜于小型铝合金工件抛光。 参考配方二铝合金碱性研磨抛光液：由磨料I、磨料II、表面活性剂、PH调节剂以及去离子水组成。组成百分比含量成分作用水溶性二氧化硅20-40%磨料，粒径小于100nm气相二氧化硅5-15%磨料，粒径为100-300nm脂肪醇聚氧乙烯醚（0-20）0.5-2%表面活性剂四甲基氢氧化铵3-10%PH 调节剂水余量/ 其中表面活性剂为聚合度为20的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-20)、聚合度为25的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-25)或者聚合度为40的脂