铝合金的化学抛光
铝合金的化学抛光
马洪芳 纪立杰 董翠谦
山东建筑工程学院材料系(250014) 济南佳菱五金制品有限公司(250001)
山东建筑工程学院材料系(250014) 济南佳菱五金制品有限公司(250001)
摘要：介绍了一种适用于铝合金的碱性化学抛光工艺，与传统的酸性抛光工艺相比，具有操作简便，被处理表面光亮度高，经济适用等优点。此方法应用于含硅量大的压铸铝合金件，获得了良好的表现质量。
1 前言
在承接一批铸造铝合金、压铸铝合金件的化学抛光时，首先使用常用的三酸（磷酸、硫酸、硝酸）抛光工艺。由于是合金件，含硅铜量大，经过多次抛光酸洗，虽然终能达到对方的光泽要求，但是成本也提上去了。通过查阅有关资料并多次试验，找到了针对铝合金件的碱性化学抛光工艺，抛光质量基本上与酸性化学抛光相似，效果令人满意。
2 化学抛光工艺
2.1 抛光工艺
化学抛光→温水洗→清水洗→出光→水洗→中和→水洗→干燥
2.2 配方
NaOH 350～650g/l
NaNO2 100～250g/l
NaF 20～50g/l
Na3PO4 10～40g/l
T 90～130℃
t 5～15s
2.3 出光
对一般件HNO3 250～300mL/L
T 室温
t 10～30s
对含硅较多的压铸件HNO3：HF= 3：1
T 室温
t 1～3s
3 作用机理
高温下，亚硝酸钠使铝表面生成氧化膜，由于铝具有两性，该氧化膜又可在氢氧化钠碱性溶液中溶解，这种氧化膜的生成与溶解作用之间保持的平衡关系，从微观角度上看，能得到平滑的并具有一定反射率的光亮表面。氢氧化钠溶解铝表面之后，在表面附近生成的金属盐向溶液中缓慢地扩散。浓度梯度在表面凸出部位变化快，而凹下部位变化慢，由于凹凸部位的化学反应速率不同，从而起到平滑的抛光作用。
氟化钠是表面活性剂。
磷酸钠对表面的污物有分散润湿作用，水洗性能极好，有利于抛光后的清洗。
4 注意事项
在承接一批铸造铝合金、压铸铝合金件的化学抛光时，首先使用常用的三酸（磷酸、硫酸、硝酸）抛光工艺。由于是合金件，含硅铜量大，经过多次抛光酸洗，虽然终能达到对方的光泽要求，但是成本也提上去了。通过查阅有关资料并多次试验，找到了针对铝合金件的碱性化学抛光工艺，抛光质量基本上与酸性化学抛光相似，效果令人满意。
2 化学抛光工艺
2.1 抛光工艺
化学抛光→温水洗→清水洗→出光→水洗→中和→水洗→干燥
2.2 配方
NaOH 350～650g/l
NaNO2 100～250g/l
NaF 20～50g/l
Na3PO4 10～40g/l
T 90～130℃
t 5～15s
2.3 出光
对一般件HNO3 250～300mL/L
T 室温
t 10～30s
对含硅较多的压铸件HNO3：HF= 3：1
T 室温
t 1～3s
3 作用机理
高温下，亚硝酸钠使铝表面生成氧化膜，由于铝具有两性，该氧化膜又可在氢氧化钠碱性溶液中溶解，这种氧化膜的生成与溶解作用之间保持的平衡关系，从微观角度上看，能得到平滑的并具有一定反射率的光亮表面。氢氧化钠溶解铝表面之后，在表面附近生成的金属盐向溶液中缓慢地扩散。浓度梯度在表面凸出部位变化快，而凹下部位变化慢，由于凹凸部位的化学反应速率不同，从而起到平滑的抛光作用。
氟化钠是表面活性剂。
磷酸钠对表面的污物有分散润湿作用，水洗性能极好，有利于抛光后的清洗。
4 注意事项
4.1 抛光质量与操作有关。由于温度高，碱蚀厉害反应剧烈，所以动作要迅速。抛光后，立即在温水中清洗，再在冷水中洗净；
4.2 抛光件干燥后，表面易产生白点。原因是基体材料不致密，孔隙多，抛光时渗入的碱液清洗不彻底，干燥后，渗入的碱液就易使铝发生腐蚀，产生白点。克服办法是：出光后在稀硝酸中浸泡3-5分钟，把孔隙中的碱液中和掉，再在清水中清洗，干燥；
4.3 由于碱性化学抛光腐蚀性大，所以对外形尺寸要求严格的工件不适宜使用；
4.4 抛光后的洗用温水可补充到抛光液中。一方面起回收作用：另一方面，由于操作温度高，水分损失大，补充抛光液液位。
4.2 抛光件干燥后，表面易产生白点。原因是基体材料不致密，孔隙多，抛光时渗入的碱液清洗不彻底，干燥后，渗入的碱液就易使铝发生腐蚀，产生白点。克服办法是：出光后在稀硝酸中浸泡3-5分钟，把孔隙中的碱液中和掉，再在清水中清洗，干燥；
4.3 由于碱性化学抛光腐蚀性大，所以对外形尺寸要求严格的工件不适宜使用；
4.4 抛光后的洗用温水可补充到抛光液中。一方面起回收作用：另一方面，由于操作温度高，水分损失大，补充抛光液液位。
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