引 言
  

    铝合金挤压型材阳极氧化前处理、某公司多年来一直采用硫酸脱脂和碱腐蚀，这样处理的效果是：铝的损耗大且成品率不高。较易出现废品，如在正常的工艺操作条件下表面也会出现局部麻点、凹坑等现象。尤其是在霉雨季节和夏天，还有氧化前型材放置时间(一般挤压后机械加工到氧化控制7d)较长等情况下易出现。采用自行配制的酸性脱脂和酸腐蚀工艺，在酸性脱脂后直接进行酸腐蚀，代替原来的碱腐蚀，不仅对型材自身没有特殊要求。且铝的损耗很少，成品率很高，处理出来的表面又很细腻，外观档次更高。经过一年多的生产，效果较好。
1铝合金型材阳极氧化前酸腐蚀工艺
     氧化前酸腐蚀工艺流程：工件装挂→酸性脱脂→水洗→水洗→酸腐蚀→水洗→水洗→碱性除灰。其中碱性除灰工艺为：50 ～ 80 g/L氢氧化钠、3～5 g/L柠檬酸三钠、θ=55～65℃、t=30～60s。
1.1酸性脱脂工艺及分析讨论
1.1.1酸性脱脂工艺
    脱脂液组成及操作条件如下：
    硫酸(d=1.84)    100 ～ 150 g/L
    促进剂              30 ～ 50 g/L
    脱脂剂              0.1 ～ 0.5 g/L
    θ                       5 ～ 40℃
    t                        3～10 min
1.1.2酸性脱脂液中各成分作用
（1）硫酸在酸性脱脂中，硫酸是主要成分，稀硫酸对铝合金型材有一定的化学浸蚀作用，使用成本低廉，基本无酸雾。硫酸能溶解铝合金表面的自然氧化膜，反应方程式为Al₂O₃+3H₂SO₄→Al₂( SO₄)₃+
3H₂O；铝与硫酸的反应方程式为2Al+3H₂SO₄→Al₂（SO₄）₃+3H₂。当槽液中Ρ(H₂SO₄)低于100 g/L时，化学反应速度很慢，氧化膜溶解时间较长；当槽液中Ρ(H₂SO₄)高于300 g/L以后，铝及其氧化膜的腐蚀速度加快，极易产生不均匀的过腐蚀现象。而且型材从挤压到机械加工，再转到仓库到氧化，这些加工和周转造成的铝型材表面的瑕疵就极容易暴露出来，阳极氧化后造成工件的报废。故一般槽液中Ρ(H₂SO₄)控制在100～150 g /L；
（2）促进剂 促进剂主要由含N的化合物和有机酸组成，其作用一方面是加速铝型材表面氧化皮的去除。铝型材需进行时效处理，处理后，表面的氧化膜比自然氧化膜厚而致密，只用硫酸较难在短时间内溶解去除，故加入一定量的促进剂，能在较短的时间内除去型材表面厚而致密的氧化膜，且能使表面均匀一致，又能与铝型材表面溶解到溶液中的金属离子如铝、锌、钛、硅、铜、锰等有一定的络合能力，并能除去表面的挂灰：另一方面促进剂在槽液中对铝起一定的缓蚀作用，能较好的缓解铝在强酸性介质中的腐蚀，对防止局部的过腐蚀现象也有较好的效果，能使槽液稳定，延长使用寿命，减少沉渣，改善操作条件。
（3）脱脂剂 铝型材表面的污物一般以矿物油及动植物油为主，采用酸性脱脂就不可能进行皂化除去,故要选用适合的表面活性剂，在强酸性溶液中，在酸与金属反应产生氢气的机械剥离和表面活性剂共同作用下，油污松动容易分散成极小的油珠脱离金属表面分散于槽液中，不但去除金属表面的油污，还可以防止型材出槽时油污的二次污染。除油的关键是表面活性剂的选择和配比优化，根据表面活性剂对界面张力的影响、浊点、临介胶束浓度以及亲憎平衡值(H LB值，选择对油污吸附、润湿、分散、渗透和乳化能力强，泡沫少，生物降解性好的表面活性剂。如选用阴离子型和非离子型表面活性剂复配，复配时HLB值调整至11- 17较好。试验表明，选择磺酸盐类阴离子型表面活性剂和烷基酚聚氧乙烯醚，聚醚类非离子型表面活性剂进行复配可以获得良好的除油效果。生产实践表明，根据型材表面的油污，复配对应的HLB值，可以起到极佳的除油效果。
（4）温度和时间 θ低于5℃时。除油和去氧化膜的速度都缓慢；θ高于40℃时，酸雾和损耗都大，且型材易产生过腐蚀和黑色挂灰。一般控制5~ 40℃。时间要视温度和型材表面的油污、氧化膜的情况来定，温度高时间短，温度低时间长；油污重，氧化膜厚，时间长，反之则时间短。一般3～10 min曲浸渍为宜。
1.2酸性腐蚀工艺
1.2.1酸性腐蚀液组成及操作条件
    氟化氢铵    60～90 g/L
    添加剂A     15～30 g/L
    辅助剂B     2～5 g/L
    润湿剂       0.05～0.1 g/L
    θ                20～ 40℃
    t                 2～5 min
1.2.2各成分的作用及影响
（1）氟化氢铵 氟化氢铵在酸腐蚀槽液中作为主要成分，其作用很相似于碱腐蚀中的NAOH，对铝有强烈的腐蚀作用，能消除或减少挤压纹和表面的机械擦痕，使型材表面平整、均匀，能溶解铝型材表面的合金，对防止局部的过腐蚀现象也有较好的效果。故酸性腐蚀工艺中大都采用氟化氢铵。当ρ(NH₄HF₂)低于60 g/L反应速度慢，且表面不均匀，高于150 g/L时反应速度太快，易产生过腐蚀现象，一般控制70 g/L为宜。
（2）添加剂A添加剂A主要是由对铝有腐蚀作用的无机物组成，起作用的主要是其中的阴离子组合，配合氟化氢铵在酸性溶液中起较好的互补作用，加入的无机物基本不改变槽液的酸度，且能使槽液稳定，能消除铝表面的光泽，使表面细腻均匀，起到很好的亚光效果。低于15g/L时效果不明显，高于30 g/L时表面效果无明显改善，一般控制在20g/L为宜。
（3）辅助添加剂B辅助添加剂B主要由对铝离子有络合作用和对铝有缓蚀作用的有机物组成，能络合槽液中的金属离子，减少槽液中简单金属离子的含量，掩蔽有害杂质的干扰，减少槽渣，延长槽液的使用寿命，并能有效抑制铝在酸性槽液中的腐蚀，减少铝损耗。ρ（辅助添加剂B）一般控制2～5 g/L为宜。
（4）润湿剂润湿剂有良好的润湿作用，选择适用于酸性槽液中的表面活性剂即可，当然要考虑它的经济性和生物可降解性及对人体的危害。ρ（润湿剂）取0 .05～0.10 g/L为宜，太少作用不明显，太多泡沫多。
（5） 温度和时间θ低于20℃反应速度缓慢，高于40℃酸雾和损耗都大，易产生过腐蚀。一般控制θ在20～ 40℃。冬天气温较低需要加温，一般的加热材质不耐腐蚀，可以在材质上涂铁富龙涂料或选用聚四氟乙烯。时间视温度和型材表面的粗糙度来定，温度高、表面挤压纹少、机械擦痕少，时间短，反之时间加长，以达到表面均匀细腻，有较好的亚光效果为原则。
2设备及管理
2. 1酸槽、加热管和挂具
    某公司酸性脱脂和酸性腐蚀槽采用的材料为304不锈钢槽子，体积为10 000 L，内衬2～ 3mm玻璃钢保护，用蒸气加温，加温管采用普通不锈钢外涂铁富龙涂料，使用一年多效果较好。加热管的安装注意与玻璃钢相隔开，不要紧靠。挂具采用铝，若用钛易腐蚀。
2.2槽液配制和管理
    酸性脱脂槽液配制按工艺要求进行，先加入1/2总体积的水在搅拌下缓慢加入计算好的浓硫酸，冷却至40℃左右，再依次加入促进剂和脱脂剂，搅拌至完全溶解后，加水至规定体积，搅拌均匀即可投入使用。酸性腐蚀槽液配制在搅拌下依次加入计算的氟化氢铵、添加剂A、辅助添加剂B、润湿剂至完全溶解，然后加水至规定体积，搅拌均匀，即可投入使用。
    定期分析槽液，按工艺要求即时补加。另外要常清除脱脂槽中浮于液面的油污，以防止工件出槽时二次污染。长时间使用后，当槽中铝离子含量过高时，应部分或全部更换槽液；酸性腐蚀槽长时间使用后，槽底有沉渣，要定期清理。
2.3质量检验
    目视检查，经酸性脱脂后的工件表面，油污和自然氧化膜全部除去，表面光泽少许变暗，水洗后水膜连续、完整，表面完全润湿，不挂水珠，无黑色挂灰和过腐蚀现象，再进入酸腐蚀槽，酸腐蚀后的工件表面已看不到挤压纹和机械擦痕，表面均匀，发白，无光，无黑色挂灰，再经30～60 s碱性除灰后。表面细腻。无光均匀，无过腐蚀现象。
3结论
（1）自配的酸性脱脂工艺简化了工序，节约了成本。自配的酸性腐蚀槽液工艺稳定，产品表面细腻。可以达到较好的亚光效果。流水线生产己使用1年以上，效果较好。
（2）酸性腐蚀工艺中氟化氢铵对设备和挂具的腐蚀性强，槽体用玻璃钢保护，挂具可以用铝材，若用钛合金易造成腐蚀，在这种环境中如何防钛合金的腐蚀还需要大家的共同努力。