铝及铝合金碱性化学抛光工艺
铝及铝合金碱性化学抛光工艺
冯锦
（柳州市柳科表面工程研究所）
摘要：铝及铝合金材料的化学抛光惯用传统的“三酸”（磷酸、硫。酸、硝酸）抛光工艺。然而“三酸”抛光工艺所产生的恶劣废气，是当今环保所禁排的。文章提出的以氢氧化钠、硝酸钠等组成的碱性化学抛光工艺具有较好的环保性和工艺可操作性。
前言
当前，铝及铝合金材料的化学抛光较多惯用传统“三酸”（磷酸、硫酸、硝酸）工艺。众所周知，“三酸”工艺消耗成本高，尤其产生的废气十分恶劣。曾看到有报导一种碱性化学抛光工艺，但实际操作效果尚有欠缺。本文介绍一种碱性化学抛光工艺，它具有成本较低、效率高、废气缓和、操作维护简易等特点。抛光质量与“三酸”工艺相当，经生产验证是较成熟的工艺。
1 工艺概况
1 工艺概况
表一 工艺规范
2 溶液配制
①按计算量称取氢氧化钠和硝酸钠。
②往槽中加入配槽体积2/3的自来水，然后先将氢氧化钠入槽溶解。
③待氢氧化钠溶解完全后，再将硝酸钠加入溶解。
④边搅拌边慢慢加入添加剂。
⑤加自来水稀释至所需体积。
⑥将溶液升温到110℃试抛合格即可生产。
3 溶液成份和工艺参数影响
3.1 氢氧化钠
配方中的氢氧化钠主要起腐蚀作用。其含量低于320克/升时，抛光速度较慢，光泽性差；高于400克/升时，抛光速度快，但容易出现过腐蚀现象。同时由于浓度高，带出损失大。
3.2 硝酸钠
主要起阻蚀整平作用。其浓度低于400克/升时，抛光表面粗糙，光亮性较差；高于470克/升时，抛光速度较慢，带出损失大，硝酸钠在抛光反应中被还原成氨，所以是配方中消耗较快的成份。
3.3 LK-1#添加剂
它是光亮剂，不加入添加剂时，抛光表面呈雾状不清亮，但它消耗较少。
3.4 温度
当温度低于110℃时，表面不清亮，高于130℃时，反应很激烈。操作难控制，一般在120℃左右较合适。
3.5 杂质离子干扰
碱性化学抛光溶液对铁离子较敏感。当Fe3+、Fe2+离子浓度超过5克/升时难以抛出光亮，超过10克/升时，表面出现黑色麻坑。所以抛光槽子应用不锈钢板制作。
4 操作维护
1.碱性化学抛光反应是放热反应，所以溶液只需工作前升温，工作后若是连续操作，一般不需格外加热。仅利用自身放热保温已足够。当然液温偏高也可以正常工作，不必采取冷却措施。
2.碱性化学抛光工作温度较高，水蒸气挥发较大，所以要特别注意经常补充自来水，以维持槽液液位。
3.抛光溶液中，硝酸钠成份发生分解反应，加上工件带出的双重损耗，所以是消耗最快的成份。为此当溶液抛光质量下降时，首先考虑补充硝酸钠成份。一般每次按60克/升量补充加入，如加入硝酸钠后溶液性能恢复，即可继续工作，否则再按20克/升量补充氢氧化钠协调。如此循环，直到溶液性能恢复。总之在使用过程中的碱性化学抛光溶液调整，一般只需协调氢氧化钠和硝酸钠两种成份即可，添加剂一般很少加入。
4.观察碱性化学抛光溶液的沸腾温度，可大致判断溶液中氢氧化钠含量高低。当溶液沸腾温度低于115℃时，说明氢氧化钠含量过低，若高于140℃时，则氢氧化钠过量。
5.经碱性化学抛光的工件出槽时，应迅速用两道流动水清洗干净，必要时辅以抹洗，避免碱液残留在工件表面上而出现碱印，最后用20%硝酸溶液中和。
6.碱性化学抛光工艺新配制的溶液一般每升抛光40dm2后，抛光性能下降，但只要添加60克/升硝酸钠，溶液的性能即可恢复。以后只需调整氢氧化钠和硝酸钠的量，溶液便可正常工作。
5 结论
通过实验和生产验证，本文所介绍的铝及其合金碱性化学抛光工艺大致有以下特点：
①工艺性能好，能满足工业性生产条件使用。
②溶液稳定，维护简便，使用安全性好。
③原材料易得，成本低廉，比“三酸”工艺降低50%以下成本。
④能耗较低，正常生产只需作业前升温。
⑤设备损耗低。
⑥操作环境良好，废水处理简易，只需中和处理即可排放。
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