鋁材酸性拋光過(guò)程中有大量的黃煙逸出,污染環(huán)境,因此對(duì)環(huán)境無(wú)污染化學(xué)拋光工藝堿性拋光應(yīng)運(yùn)而生。
堿性拋光有其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn):拋光液成本低,對(duì)槽體設(shè)備的腐蝕小,設(shè)備造價(jià)低,特別是廢水處理簡(jiǎn)單。與酸性拋光相比:鋁型材在堿性溶液中腐蝕速度極大,致使拋光時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)(往往只有幾十秒),否則產(chǎn)生麻點(diǎn)或嚴(yán)重失重,不適合大型鋁型材的工業(yè)拋光生產(chǎn);其次,堿性溶液拋光后表面的光亮度不大,拋光質(zhì)量亦低于酸性拋光后的質(zhì)量,因而其應(yīng)用受到限制。所以,降低鋁的腐蝕速度,提高拋光光亮度是堿性化學(xué)拋光的關(guān)鍵。
2.1鋁合金堿性拋光液組成:
1)主鹽
通常選用氫氧化鈉作為堿性拋光液的腐蝕劑,因?yàn)镹aOH的質(zhì)量濃度為300 g/L比較合適,若過(guò)小則達(dá)不到所要求的拋光效果,若過(guò)大則容易發(fā)生過(guò)腐蝕,造成失重嚴(yán)重,鋁片局部產(chǎn)生麻點(diǎn)。而當(dāng)質(zhì)量濃度控制在300 g/L時(shí)拋光效果最佳,拋光時(shí)間足夠長(zhǎng)。因此,選擇NaOH的質(zhì)量濃度為300 g/L。
2)緩蝕劑
采用單一或復(fù)合緩蝕劑來(lái)降低鋁合金在堿性化學(xué)拋光液中的腐蝕速度,并通過(guò)添加表面活性劑在拋光液表面形成泡沫來(lái)抑制堿霧的逸出.這種由緩蝕劑、表面活性劑組成的復(fù)合添加劑還具有潤(rùn)濕、整平增光的作用。
3)無(wú)機(jī)緩蝕劑
以硅酸鈉(30g/L)為緩蝕劑的拋光液對(duì)鋁片拋光的光澤度隨著時(shí)間延長(zhǎng)而減弱,當(dāng)時(shí)間超過(guò)40 s時(shí),腐蝕嚴(yán)重;其次,溫度升高,硅酸鈉的拋光效果變得較差,時(shí)間延長(zhǎng),效果更差,產(chǎn)生較多的麻點(diǎn)。
以SnCl2(20g/L)和硅酸鈉(10g/L)為復(fù)合緩蝕劑的拋光液對(duì)鋁片拋光光澤度較小。當(dāng)溫度為70~90℃,拋光時(shí)間超過(guò)40 s時(shí),發(fā)生嚴(yán)重的點(diǎn)腐蝕,在表面形成大量的小凹斑。溫度越高產(chǎn)生凹斑的速度越快。其原因可能是試樣表面的凹處沒有鈍化膜,即沒有稠性膜形成,鋁很快溶解,因而產(chǎn)生了大量的麻點(diǎn)。
以鉬酸銨(20 g/L)和硅酸鈉(10 g/L)為緩蝕劑的拋光液在溫度70~80℃時(shí)對(duì)鋁片拋光的光澤度,當(dāng)拋光時(shí)間為20~50 s時(shí)較大,此后腐蝕加重;在溫度為80~90℃范圍拋光效果比在70~80℃的要好,說(shuō)明溫度升高,有利于鋁材的化學(xué)拋光。從表3可知,該拋光液拋光的鋁材在70~80℃時(shí)失重較小;而在80~90℃時(shí)失重大。因此,用該拋光液拋光鋁材時(shí),宜采用工作溫度為80~90℃,時(shí)間為20~50 s。
4)有機(jī)緩蝕劑
硫脲在60~70℃時(shí),拋光效果很好,且拋光效果穩(wěn)定,能達(dá)到較長(zhǎng)的拋光時(shí)間80~100 s。這說(shuō)明溫度降低,拋光速度(即鋁的溶解速度)減慢;另外低溫條件下鋁合金的表面在拋光時(shí),形成了一薄層稠性的粘膜或鈍化膜,保護(hù)凹處,避免溶解過(guò)快,而表面微觀凸處的溶解速度顯著大于凹處的溶解速度,降低了表面的粗糙度,使鋁合金表面趨于平整而光亮。因此,以硫脲為緩蝕劑的拋光液對(duì)鋁材進(jìn)行拋光時(shí)溫度應(yīng)控制在80℃以下。
5)混合緩蝕劑
以六次甲基四胺(20g/L)和硅酸鈉(10g/L)為緩蝕劑的拋光液對(duì)鋁片拋光的光澤度較大,但拋光時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng),否則發(fā)生過(guò)腐蝕;六次甲基四胺緩蝕劑拋光的最佳溫度范圍是80~90℃,在該溫度下最適宜的拋光時(shí)間是20~50s。研究發(fā)現(xiàn),以六次甲基四胺為緩蝕劑的拋光液對(duì)鋁合金的拋光的失重,在70~80℃及80~90℃時(shí),其失重率都很大,致使鋁大量損耗。
以硫脲(20 g/L)和硅酸鈉(10 g/L)為緩蝕劑的拋光液對(duì)鋁片拋光效果較好。在70~80℃時(shí)的拋光效果比80~90℃的要好,在10~60 s內(nèi)能得到較大的拋光光澤度;而在80~90℃內(nèi)拋光效果不太好,隨時(shí)間延長(zhǎng)效果更差。造成這種反差的原因可能是,低溫時(shí)鋁合金的表面在拋光時(shí),硫脲、硅酸鈉、表面活性劑在試樣表面形成了一薄層稠性的粘膜,以保護(hù)凹處,避免溶解過(guò)快;而在溫度升高時(shí),薄層稠性的粘膜溶解,所以,在80~90℃時(shí)拋光效果普遍不好。
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