一种碱性化化抛光液及碱性化学抛光方法
一种碱性化化抛光液及碱性化学抛光方法
技术领域
本发明涉及一种碱性化学抛光液及碱性化学抛光方法，属于工业抛光技术领域。
背景技术
铝合金材料的产品非常多，零件形状复杂多样，并在加工过程中工序、周转较多，由于铝合金的材料较软，非常容易划伤、碰伤，造成零件无法使用，不管如何包装保护，也避免不了零件的划伤、碰伤的产生，传统的方式采用机械抛光的方法已无法满足产品的需要，采用电解抛光的方法有无法满足产品尺寸要求，主要是电解抛光均匀性差。
化学抛光处理不受零件形状、大小的限制，不需要专门的工装夹具，一次可以处理较多的零件，现在越来越多的企业采用化学抛光方法进行处理，化学抛光是利用一定组成的化学溶液对微观不平的表面，使突出部位的金属快速溶解，从而正平微观不平表面，达到光亮的效果。由于铝是两性金属，所以用强酸抛光液和强碱性抛光液都可以获得光亮效果，铝合金受到氧化反应后，在一定温度下铝合金溶解的速度受到腐蚀产物自表面逐渐扩散得到控制，并且当所有电动势足够使阳极电位达到相应的氧化电位时才起到抛光作用。
而实际使用的抛光液大多是强酸抛光液，含有磷酸60～70%，硫酸15～25%，硝酸10～20%，甚至更高，虽然对于纯铝和硬铝的化学抛光适应较好，但是抛光时产生大量NOx气体，污染严重，溶液很容易老化，成本较高，对身体和环境造成危害性较大，同时，抛光后表面也容易出现不均匀性和腐蚀性，容易出现点状腐蚀，溶解速度也非常快，不是很适应铝合金产品的需要。
另外还存在一种无黄烟性化学抛光液，无黄烟性化学抛光液主要是在酸性抛光液中添加了某种化学物质，替代硝酸或添加了抑制氮氧化物逸出的添加剂，从而减少氮氧化物的排放，但是抛光后的质量不高，主要是适用于纯铝的抛光，对铝合金抛光后，表面达不到抛光效果，发灰不光亮，不能满足生生产的需要。
而市场上还没有出现一种比较成熟的碱性化学抛光液。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碱性化学抛光液及碱性化学抛光方法，能解决铝合金零件的划伤碰伤的问题，改善零件表面粗糙度，降低生产成本。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的；一种碱性化学抛光液，每1L碱性化学抛光液中包含以下含量的组分：
氢氧化钠(NaOH) 150～280g
亚硝酸钠(NaNO2) 100～150g
氟化钠(NaF) 1～1.2g
磷酸钠(Na3PO4) 10～20g
溶剂 余量
所述的溶剂为工业纯净水。
一种碱性化学抛光方法，主要用于铝合金的抛光处理，它包含以下步骤：
(1)先待处理的将铝合金零件的表面上的硬伤、划痕较深的地方用砂纸打平，然后进行机械喷砂处理，去除砂纸打磨的痕迹；
(2)将上述的碱性化学抛光液的温度加热至90～100℃；
(3)将铝合金放入上述的碱性化学抛光液中进行选择性自溶解作用来平整和抛光铝合金的表面，放入的时间为5～15s，即完成对铝合金的抛光处理。
利用铝及铝合金在碱性溶液中选择性自溶解作用来平整和抛光铝的表面，改善其表面粗糙度的化学方法，其抛光过程的化学方程式为：
2Al+6NaOH→2Na3AlO3+3H2↑
Al2O3+2NaOH→2NaAlO2+H2O
2Al+NaNO2+NaOH+H2O→2NaAlO2+NO3↑
氢氧化钠有腐蚀整平作用，亚硝酸钠有整平抛光作用，磷酸钠在反应中会形成层含有铝盐的扩散层吸附于铝材表面上，使溶解反应继续进行，所产生的铝离子必须穿过扩散层进入溶液，因此铝的溶解速度受到扩散层厚度的控制，铝表面凹洼处的粘稠性扩散层厚度明显大于其凸出处的厚度，致使铝离子难以扩散到溶液中去，其结果是铝材表面凹洼处的铝受到粘稠性扩散层的保护，溶解速度变得缓慢，而粗糙表面凸出处的铝能够较为迅速地溶解，达到整平作用。
氟化钠主要起到促进剂的作用，能有效地抑制抛光过程中产生点蚀作用，改善其抛光效果。
本发明的有益效果在于：利用铝及铝合金在碱性溶液中选择性自溶解作用来平整和抛光铝的表面，解决了铝合金零件的划伤碰伤的问题，改善了零件表面粗糙度，降低了生产成本，也不会造成环境污染。
具体实施方式
下面结合实施例进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
实施例1
一种碱性化学抛光液，每1L碱性化学抛光液中包含以下含量的组分：
氢氧化钠 200g
亚硝酸钠 100g
氟化钠 1.2g
磷酸钠 10g
溶剂 余量
所述的溶剂为工业纯净水。
一种碱性化学抛光方法，主要用于铝合金的抛光处理，它包含以下步骤：
(1)先待处理的将铝合金零件的表面上的硬伤、划痕较深的地方用砂纸打平，然后进行机械喷砂处理，去除砂纸打磨的痕迹；
(2)将上述的碱性化学抛光液的温度加热至90℃；
(3)将铝合金放入上述的碱性化学抛光液中进行选择性自溶解作用来平整和抛光铝合金的表面，放入的时间为15s，即完成对铝合金的抛光处理。
实施例2
一种碱性化学抛光液，每1L碱性化学抛光液中包含以下含量的组分：
氢氧化钠 150g
亚硝酸钠 120g
氟化钠 1g
磷酸钠 15g
溶剂 余量
所述的溶剂为工业纯净水。
一种碱性化学抛光方法，主要用于铝合金的抛光处理，它包含以下步骤：
(1)先待处理的将铝合金零件的表面上的硬伤、划痕较深的地方用砂纸打平，然后进行机械喷砂处理，去除砂纸打磨的痕迹；
(2)将上述的碱性化学抛光液的温度加热至95℃；
(3)将铝合金放入上述的碱性化学抛光液中进行选择性自溶解作用来平整和抛光铝合金的表面，放入的时间为10s，即完成对铝合金的抛光处理。
本发明涉及一种碱性化学抛光液及碱性化学抛光方法，属于工业抛光技术领域。
背景技术
铝合金材料的产品非常多，零件形状复杂多样，并在加工过程中工序、周转较多，由于铝合金的材料较软，非常容易划伤、碰伤，造成零件无法使用，不管如何包装保护，也避免不了零件的划伤、碰伤的产生，传统的方式采用机械抛光的方法已无法满足产品的需要，采用电解抛光的方法有无法满足产品尺寸要求，主要是电解抛光均匀性差。
化学抛光处理不受零件形状、大小的限制，不需要专门的工装夹具，一次可以处理较多的零件，现在越来越多的企业采用化学抛光方法进行处理，化学抛光是利用一定组成的化学溶液对微观不平的表面，使突出部位的金属快速溶解，从而正平微观不平表面，达到光亮的效果。由于铝是两性金属，所以用强酸抛光液和强碱性抛光液都可以获得光亮效果，铝合金受到氧化反应后，在一定温度下铝合金溶解的速度受到腐蚀产物自表面逐渐扩散得到控制，并且当所有电动势足够使阳极电位达到相应的氧化电位时才起到抛光作用。
而实际使用的抛光液大多是强酸抛光液，含有磷酸60～70%，硫酸15～25%，硝酸10～20%，甚至更高，虽然对于纯铝和硬铝的化学抛光适应较好，但是抛光时产生大量NOx气体，污染严重，溶液很容易老化，成本较高，对身体和环境造成危害性较大，同时，抛光后表面也容易出现不均匀性和腐蚀性，容易出现点状腐蚀，溶解速度也非常快，不是很适应铝合金产品的需要。
另外还存在一种无黄烟性化学抛光液，无黄烟性化学抛光液主要是在酸性抛光液中添加了某种化学物质，替代硝酸或添加了抑制氮氧化物逸出的添加剂，从而减少氮氧化物的排放，但是抛光后的质量不高，主要是适用于纯铝的抛光，对铝合金抛光后，表面达不到抛光效果，发灰不光亮，不能满足生生产的需要。
而市场上还没有出现一种比较成熟的碱性化学抛光液。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碱性化学抛光液及碱性化学抛光方法，能解决铝合金零件的划伤碰伤的问题，改善零件表面粗糙度，降低生产成本。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的；一种碱性化学抛光液，每1L碱性化学抛光液中包含以下含量的组分：
氢氧化钠(NaOH) 150～280g
亚硝酸钠(NaNO2) 100～150g
氟化钠(NaF) 1～1.2g
磷酸钠(Na3PO4) 10～20g
溶剂 余量
所述的溶剂为工业纯净水。
一种碱性化学抛光方法，主要用于铝合金的抛光处理，它包含以下步骤：
(1)先待处理的将铝合金零件的表面上的硬伤、划痕较深的地方用砂纸打平，然后进行机械喷砂处理，去除砂纸打磨的痕迹；
(2)将上述的碱性化学抛光液的温度加热至90～100℃；
(3)将铝合金放入上述的碱性化学抛光液中进行选择性自溶解作用来平整和抛光铝合金的表面，放入的时间为5～15s，即完成对铝合金的抛光处理。
利用铝及铝合金在碱性溶液中选择性自溶解作用来平整和抛光铝的表面，改善其表面粗糙度的化学方法，其抛光过程的化学方程式为：
2Al+6NaOH→2Na3AlO3+3H2↑
Al2O3+2NaOH→2NaAlO2+H2O
2Al+NaNO2+NaOH+H2O→2NaAlO2+NO3↑
氢氧化钠有腐蚀整平作用，亚硝酸钠有整平抛光作用，磷酸钠在反应中会形成层含有铝盐的扩散层吸附于铝材表面上，使溶解反应继续进行，所产生的铝离子必须穿过扩散层进入溶液，因此铝的溶解速度受到扩散层厚度的控制，铝表面凹洼处的粘稠性扩散层厚度明显大于其凸出处的厚度，致使铝离子难以扩散到溶液中去，其结果是铝材表面凹洼处的铝受到粘稠性扩散层的保护，溶解速度变得缓慢，而粗糙表面凸出处的铝能够较为迅速地溶解，达到整平作用。
氟化钠主要起到促进剂的作用，能有效地抑制抛光过程中产生点蚀作用，改善其抛光效果。
本发明的有益效果在于：利用铝及铝合金在碱性溶液中选择性自溶解作用来平整和抛光铝的表面，解决了铝合金零件的划伤碰伤的问题，改善了零件表面粗糙度，降低了生产成本，也不会造成环境污染。
具体实施方式
下面结合实施例进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
实施例1
一种碱性化学抛光液，每1L碱性化学抛光液中包含以下含量的组分：
氢氧化钠 200g
亚硝酸钠 100g
氟化钠 1.2g
磷酸钠 10g
溶剂 余量
所述的溶剂为工业纯净水。
一种碱性化学抛光方法，主要用于铝合金的抛光处理，它包含以下步骤：
(1)先待处理的将铝合金零件的表面上的硬伤、划痕较深的地方用砂纸打平，然后进行机械喷砂处理，去除砂纸打磨的痕迹；
(2)将上述的碱性化学抛光液的温度加热至90℃；
(3)将铝合金放入上述的碱性化学抛光液中进行选择性自溶解作用来平整和抛光铝合金的表面，放入的时间为15s，即完成对铝合金的抛光处理。
实施例2
一种碱性化学抛光液，每1L碱性化学抛光液中包含以下含量的组分：
氢氧化钠 150g
亚硝酸钠 120g
氟化钠 1g
磷酸钠 15g
溶剂 余量
所述的溶剂为工业纯净水。
一种碱性化学抛光方法，主要用于铝合金的抛光处理，它包含以下步骤：
(1)先待处理的将铝合金零件的表面上的硬伤、划痕较深的地方用砂纸打平，然后进行机械喷砂处理，去除砂纸打磨的痕迹；
(2)将上述的碱性化学抛光液的温度加热至95℃；
(3)将铝合金放入上述的碱性化学抛光液中进行选择性自溶解作用来平整和抛光铝合金的表面，放入的时间为10s，即完成对铝合金的抛光处理。
实施例3
一种碱性化学抛光液，每1L碱性化学抛光液中包含以下含量的组分：
氢氧化钠 280g
亚硝酸钠 150g
氟化钠 1.1g
磷酸钠 20g
溶剂 余量
所述的溶剂为工业纯净水。
一种碱性化学抛光方法，主要用于铝合金的抛光处理，它包含以下步骤：
(1)先待处理的将铝合金零件的表面上的硬伤、划痕较深的地方用砂纸打平，然后进行机械喷砂处理，去除砂纸打磨的痕迹；
(2)将上述的碱性化学抛光液的温度加热至100℃；
(3)将铝合金放入上述的碱性化学抛光液中进行选择性自溶解作用来平整和抛光铝合金的表面，放入的时间为5s，即完成对铝合金的抛光处理。
实施例4
一种碱性化学抛光液，每1L碱性化学抛光液中包含以下含量的组分：
氢氧化钠 240g
亚硝酸钠 110g
氟化钠 1g
磷酸钠 17g
溶剂 余量
所述的溶剂为工业纯净水。
一种碱性化学抛光方法，主要用于铝合金的抛光处理，它包含以下步骤：
(1)先待处理的将铝合金零件的表面上的硬伤、划痕较深的地方用砂纸打平，然后进行机械喷砂处理，去除砂纸打磨的痕迹；
(2)将上述的碱性化学抛光液的温度加热至92℃；
(3)将铝合金放入上述的碱性化学抛光液中进行选择性自溶解作用来平整和抛光铝合金的表面，放入的时间为12s，即完成对铝合金的抛光处理。
实施例5
一种碱性化学抛光液，每1L碱性化学抛光液中包含以下含量的组分：
氢氧化钠 190g
亚硝酸钠 130g
氟化钠 1.2g
磷酸钠 14g
溶剂 余量
所述的溶剂为工业纯净水。
一种碱性化学抛光方法，主要用于铝合金的抛光处理，它包含以下步骤：
(1)先待处理的将铝合金零件的表面上的硬伤、划痕较深的地方用砂纸打平，然后进行机械喷砂处理，去除砂纸打磨的痕迹；
(2)将上述的碱性化学抛光液的温度加热至98℃；
(3)将铝合金放入上述的碱性化学抛光液中进行选择性自溶解作用来平整和抛光铝合金的表面，放入的时间为7s，即完成对铝合金的抛光处理。
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