高端镜面型材生产工艺之化学抛光.doc

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H3PO465。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3.23.7%, 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。生产时，检测其含量，便于质量控制。H2SO4在槽液中起调节和缓冲作用。在配槽液初期，H2SO4含量可以很低，甚至不加H2SO4。随着AL3+的增加，抛光铝材表面会出现流痕等缺陷。这时可以通过添加适量的H2SO4来解决此问题。一般而言，当AL3+浓度在2040g/l时，H2SO4浓度控制在913。在AL3+低时偏下限。AL3+高时，H2SO4浓度偏上限。AL3+是抛光过程中的副产品，在AL3+含量较低时，能对反应速度起缓冲作用，使反应易于控制。当AL3+高过20g/l时会使槽液粘度增加，从而引起流痕等缺陷，以及因粘度增加，使带出量增多而导致成本上升等一系列问题。当AL3+含量高于45g/l时，会造成槽液中结晶析出，影响产品质量。因此，一般要求AL3+30g/l。生产过程中可通过铝材带出达到平衡。三酸槽液中添加Cu2+对抛光有提高亮度的作用，一般添加量控制在0.020.05之间。过量则会产生难以清洗和少量凹点等缺陷。对于生产6463合金的化学抛光槽，一般情况下，不需添加Cu2+，因为6463合金中Cu2+的含量达0.13以上，在实际生产中化学抛光铝的消耗约6kg/T。3. 槽液的比重和温度：槽液的比重和温度是槽液工艺的二个重要指标。比重越高，温度越高。抛光铝材亮度越好，但比重过高会造成槽液结晶，晶粒粘附铝材表面造成缺陷。温度太高，造成反应过快，易产生腐蚀。因此，槽液的比重和温度的设定要保持可操作性和保证质量的稳定性。一般比重控制在1.68-1.77（常温下）之间。槽液浓度小了，应将槽液加热到100-110，保持数小时，蒸发掉部份水份来升高密度，也可在允许范围内加入硫酸来增加密度。密度太大，应补加回收液或磷酸调节，密度应每天测定一次，槽液温度控制在1055为宜。4 转移时间：铝合金型材化学抛光后，从抛光槽液提出转移到水槽的时间超过某一数值，由于硫酸铝的沉积而产生了流痕，流痕主要发生在泡沫滑落较快的地方。因为型材从抛光槽中提出时，粘附在表面的三酸液膜在Cu2+的作用下继续同铝反应，硝酸浓度随着时间的增长而不断下降，硫酸浓度几乎不变，此时又没有可补充的硝酸和水份，于是从型材表面溶解下来的铝离子就变成硫酸铝。随着转移时间的延长，水份不断挥发，硫酸铝达到了其溶解的极限后就沉淀在型材的表面，形成了流痕。加入某些抛光添加剂可以延长转移时间。如果没有加入添加剂，要想