铝合金表面光亮腐蚀处理.pdf

铝合金光亮酸蚀技术 专利申请号： 200410015335.7 一、研究背景 铝合金光亮酸蚀技术是在本公司研制的 整平光亮技术 和化学磨砂抛光技术 的基础，成功开发出的又一项独家专有技术。 近几年来，本公司研发部门对铝合金阳极氧化前处理各项传统工艺， 如碱蚀、 酸蚀、三酸抛光等进行了详细研究，结果发现： 1、铝合金亮度：三酸抛光液中，由于硝酸等强氧化剂的存在，使铝合金表 面很容易被氧化出一层含致密 氧化铝的钝化层， 据此形成镜面， 因而三酸抛光 最亮；碱蚀无钝化作用，没有抛光效果，但却能保留金属色；酸蚀最暗，铝合金 表面被一层酸蚀灰覆盖，完全没有金属光泽。 2、机械纹：酸蚀液中，反应产物粘附在铝合金表面并填平机械纹沟底，沟 底的铝合金与酸蚀液完全隔绝，反应速度几乎为零，而沟表面的粘附产物较薄， 酸蚀液可与铝合金接触， 反应可快速进行。 这样，沟表面与沟底产生了很大的反 应速度差，从而实现了最强的去机械纹能力；碱蚀也具备较强的去机械纹能力， 但利用的是粘性理论， 即沟底的铝离子浓度高于沟表面的铝离子浓度， 决定了沟 表面的反应速度快于沟底的反应速度， 从而实现了后车追上前车， 消除机械纹的 目的。由于沟底的反应速度只是被减缓， 而不是象酸蚀那样被彻底抑制， 因而碱 蚀去机械纹能力比酸蚀弱得多， 且铝耗是酸蚀的五倍以上。 三酸抛光含有一定浓 度的强氧化剂，使铝合金表面产生钝化膜，因而不具备去机械纹能力。 3、砂面：酸蚀与碱蚀形成砂面的机理不同，因而生成的砂粒各异。在酸蚀 液中，以阴极相 (Mg2Si,AlFeSi 等) 为中心，与之周边相邻的阳极相 ( 纯铝相 ) 被 不断溶解，铝离子进入槽液，形成砂坑；同时，氟离子有可能与一些金属阳离子 络合，借助氟作为运载工具，在阴极相析出，形成砂峰；由此可见，阴极相是形 成砂粒的砂源， 其在合金中的均匀、 细腻的分布程度直接决定酸蚀砂面的外观质 量；为此，国内很多厂家采用掺复锭的方法，在不超标的前提下，适当增加合金 元素含量， 形成均匀细腻的阴极相， 从而生产出比仅用纯铝锭漂亮得多的酸蚀砂 面材。在碱蚀液中，铝的反应方式略有不同。首先，按原电池原理，阴极相周围 的纯铝相 ( 阳极相 ) 被不断溶解， 形成砂坑； 但由于没有氟离子作为运载工具， 阴 极相区域没有析出，不能形成较尖的砂峰；另外，在碱性条件下，由于没有象酸 性条件下的钝化反应制约， 碱蚀反应可以毫无障碍地快速进行， 相邻砂坑可能连 通，形成较大砂坑； 因此，碱蚀砂因其砂峰不尖， 砂坑过大而远没有酸蚀砂漂亮 ! 三酸抛光是在酸性条件下进行， 强氧化剂的存在使铝合金表面的钝化反应非常明 显，几乎无法起砂和去机械纹。 4 、综合成本对比：三酸抛光成本最高。因为滴流时间不能超过 40 秒，大量 的抛光液被带进水洗槽 ( 约 400-500Kg/ 吨材) ，既增加了废水处理成本，又使抛 光成本非常昂贵，高达 2000-3000 元；此外，黄烟的处理需要很大的设备投资， 并需要大量的处理费用；另外，抛光材成品率不高，进一步增加了生产成本。尽 管碱蚀磨砂消耗的药剂成本不高， 但需要损耗 40-50Kg 铝/ 吨材 , 约 800-1000 元， 并且还需增加额外废水处理费用。普通酸蚀磨砂药剂消耗成本较低，约 300 元/ 吨材，铝耗也很低，约 8-10Kg/ 吨材。从综合成本考虑，三酸抛光最贵，碱蚀次 之，酸蚀最低。 ( 详细比较请参考 铝合金阳极氧化前处理成本分析一览表 ， )