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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流铝合金表面光亮腐蚀处理专利申请号：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、
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
3、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
4、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
5、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，jing-) 5、外观质量对比：就亮度而言，三酸抛光最亮，碱蚀次之，酸蚀最暗；从砂面来看，酸蚀砂均匀细腻，碱蚀砂粗大不匀；三酸抛光基本不起砂；同样，酸蚀去机械纹的能力是碱蚀的三倍以上，而三酸抛光没有去线纹能力。 基于上述对氧化前处理的深刻认识，本公司研发部门确定了三大
6、科研课题： A、：本项技术是对酸蚀技术的深刻改造，既要求保留酸蚀均匀细腻的砂面，高效彻底的去机械纹能力，又必须彻底清除酸蚀灰，恢复金属色，并具备一定程度的抛光能力。通过近三年的科技攻关，上述技术指标均已实现，并申报国家发明专利(200410015335.7)。2004年初，光亮酸蚀铝合金已大量上市。 B、：本项技术是对三酸抛光技术的深刻改造，既要求保留三酸抛光的亮度，又必须移植酸蚀去机械纹和起砂的能力；同时，杜绝黄烟，改进滴流，尽可能延长滴流时间，降低药剂消耗，提高成品率。经过不懈努力，铝合金整平光亮技术基本实现了高亮度、无黄烟、可长时间滴流、低药剂消耗(约200-250Kg/吨材)、铝合金表
7、面永无流痕和成品率高的技术优势，并于2002年初成功推向市场(详见jing-)。 C、：近年来，生产平光铝合金采用较低成本的碱蚀或酸性低温抛光等方法，药剂消耗低，铝耗低。碱蚀方法有13Kg/吨材的铝耗，且铝合金亮度不高；酸性低温抛光方法，如除油，三合一等确实能降低铝耗，但增加的亮度很有限。铝合金酸性低温半抛光技术正是为生产一定亮度的平光材而设计的一项新颖技术。她保留了三合一的低铝耗，却把铝合金的亮度提高到普通碱蚀或三合一所无法迄及的水平。本项技术难度很大，还在开发中。 经过两年多的生产运行，发现铝合金整平光亮技术仍存在如下缺陷： (1) 亮度不够，仅相当于三酸抛光的80%； (2) 容易起砂，
8、不能做镜面材； (3) 腐蚀钛夹具，影响做工业材。 为此，本公司对自行设计的整平光亮技术进行了系列改进， 并于2004初成功推出其换代技术-铝合金化学磨砂抛光技术(详见jing-)。 二、产品简介： 2000年以来，铝合金酸蚀技术以其去机械纹能力强、起砂快、铝耗低等诸多优势，在不到一年的时间内，迅速取代碱蚀，成为目前铝合金氧化前处理的主流生产工艺。然而，自该技术推广之日起，铝合金表面发暗的问题一直困绕着生产厂家，也影响了产品档次。为了克服上述缺陷，大部分厂家都配备了碱蚀槽和中和槽，即便如此，酸蚀材仍然比碱蚀材要暗得多，没有根本解决问题。此外，令铝合金表面发暗的酸蚀灰十分顽固，即使经过碱蚀槽、出
9、光槽和氧化槽，也不能完全除掉，仍然会带进着色槽和电泳槽，使着色材挂灰、电泳材缩孔，许多铝合金厂不得不重新启用碱槽。光亮酸蚀作为一种铝合金表面处理的前沿技术，是对酸蚀槽液进行深刻改造后，配备砂面抛光槽和平光抛光槽，对酸蚀材进行光亮处理，不仅保留了酸蚀去机械纹能力强、起砂快、铝耗低的优点，而且能彻底清除酸蚀灰，解决酸蚀材表面发暗和着色槽、电泳槽被污染的弊端，是一项难得的技术突破。同时，机械喷砂材也存在表面挂灰和发暗的问题，同样需要进行光亮处理。经光亮酸蚀技术处理的砂面材，表面无纹、无灰、细砂、亮丽。另外，由光亮酸蚀技术进行除油、去膜、增亮和除灰，可以取代低温抛光槽，以及三合一槽，生产平光料。可以预
10、见，随着光亮酸蚀技术的迅速普及，我国砂面铝合金的国际竞争能力有望得到迅速提升。 三、 操作方式 氧化前处理槽按下述方式安排： 除油 脱蜡 水 洗 增亮 酸蚀 砂面 抛光 水洗 平光 抛光 水洗 水 洗 氧 化 说明: 1、除油脱蜡槽：此除油槽不同于一般的AC除油，除了脱脂、脱蜡功能外，还可脱自然氧化膜，并进行低温抛光；由除油脱蜡槽和平光抛光槽组合，可实现迄今为止能力最强的低温抛光功能，生产光亮酸蚀平光材； 2、增亮酸蚀槽：此槽是在现有酸蚀槽的基础上添加特殊的添加剂改造而成，保留原有抽渣设备不变，不需加温和降温。增亮酸蚀与普通酸蚀有本质的不同。首先，普通酸蚀去机械纹及表面瑕疵的能力较弱，经光亮处
11、理后，表面缺陷暴露无余。增亮酸蚀极大限度提高了酸蚀槽的能力，能在相同或更短的时间内完全消除表面缺陷；其次，铝合金经普通酸蚀处理后表面很暗，要除灰和增亮，难度很大，增加了砂面抛光槽和平光抛光槽的压力。除了延长光亮时间外，还增加了砂面抛光剂和平光抛光剂的药剂消耗。增亮酸蚀在提高酸蚀能力的同时，能使铝合金底色发青、发亮，为以后的砂面抛光和平光抛光工序打下良好基础。 3、砂面抛光槽：砂面抛光是一种全新的表面处理概念，是对酸蚀技术的深刻改造和变革。铝合金经酸蚀后，不是过碱槽，而是砂面抛光槽，对酸蚀材进行除灰、抛光，既保留了酸蚀材的细砂，无纹和低铝耗，又增加了光亮度和金属色，增亮酸蚀和砂面抛光技术的接合，
12、能生产出一个新的材种表面无纹、细砂、光亮、保留金属色的光亮酸蚀磨砂材。此外，砂面抛光槽可对喷砂材增亮，提高喷砂材档次，生产光亮酸蚀喷砂材。砂面抛光槽在普通防腐槽内开槽，不加温，不降温，不抽渣，少量酸渣结晶于槽底，年底清槽。 4、平光抛光槽：设置本槽有两大目的，即对经砂面抛光处理的铝合金进行平光抛光氧化和精除灰。 A、平光抛光：平光抛光槽既能生成一定厚度的氧化膜，又能大幅增加铝合金亮度。由于阳极氧化使经砂面抛光处理后的铝合金失光，先行进行处理，表面先形成一层致密氧化层，将光泽固定下来，然后再进行阳极氧化，大幅降低失光；另外，铝合金从砂面抛光到阳极氧化之前，需多道水洗，并有可能在空中或水洗槽滞留，
13、产生点蚀，若先过平光抛光槽，预制一定厚度的化学氧化膜，先行保护起来，从而避免氧化之前在水洗槽中产生点蚀或花材，提高成品率。 B、精除灰：酸蚀灰很顽固，一般方法很难清除，能严重影响酸蚀材的外观质量。尽管砂面抛光槽能清除绝大部分酸蚀灰，但在某些特殊条件下，仍可能有少量残留。平光抛光槽能彻底清除酸蚀灰，从而保证铝合金质量，并彻底杜绝了酸蚀灰对着色槽和电泳槽的污染。 5、操作方式：铝合金经2-4分钟除油、经一道水洗后进增亮酸蚀槽，反应6-12分钟后，不用水洗，直接进砂面抛光槽，反应3-7分钟，经一道水洗，进平光抛光槽，反应3-5分钟后，经两道水洗，即可进阳极氧化槽，完成表面前处理。 四、产品技术特点
14、光亮酸蚀技术由除油脱蜡、增亮酸蚀、砂面抛光和平光抛光四道工序组成，除油脱蜡槽负责脱脂、脱蜡、去自然氧化膜；增亮酸蚀槽负责去纹、起砂和调整铝合金底色至初步发青发亮；砂面抛光槽负责除掉酸蚀灰和对砂面材进行低温抛光；平光抛光槽负责进一步增加亮度和精除灰，并固定铝合金金属光泽。四道工序互相依存、互相配合，组成一套完整且严密的光亮酸蚀技术。本套技术的核心是磨砂材低温抛光和平光材低温抛光。即由除油脱蜡槽、增亮酸蚀槽、砂面抛光槽和平光抛光槽组合可生产光亮酸蚀磨砂材；由砂面抛光槽和平光抛光槽组合可生产光亮酸蚀喷砂材；由除油脱蜡槽和平光抛光槽组合可生产光亮酸蚀平光材。本套技术的使用，可使碱槽彻底退出生产过程（仅
15、保留作退膜用），大大降低铝耗。本技术与着色、电泳等后处理技术的接合，能生产出迄今为止最亮丽的光亮酸蚀磨砂(着色、电泳)铝合金。 本套技术的特点如下： 1、首次提出一套完整的四槽组合技术，完全用酸性方法处理铝合金，涵盖低温条件下的所有氧化前处理工艺。虽然传统碱蚀方法也可以生产磨砂材、平光材和喷砂材，但过高的铝耗、亮度不够和砂粒太粗，使其逐步被取代；普通酸蚀不能生产平光材，而一般低温抛光又不能生产磨砂材。本套技术，由除油脱蜡槽、增亮酸蚀槽、砂面抛光槽和平光抛光槽组合，可生产光亮酸蚀磨砂材；由除油脱蜡槽和平光抛光槽组合，可生产光亮酸蚀平光材；由砂面抛光槽和平光抛光槽组合，能生产光亮酸蚀喷砂材。由于这些铝合金都是在酸性条件下生产，且又经历过抛光过程，均具有低铝耗、高亮度的特征。 2、首次提出增亮酸蚀的概念，铝合金在去纹，起砂的同时，底色已发青发亮。普通酸蚀槽，其功能仅限于起砂和去纹，铝合金底色呈灰白色，十分难看。本公司研发部门充分关注到这个问题，对酸蚀槽进行了深刻改造，成功开发出增亮酸蚀剂，使铝合金在酸蚀的同时，底色已发青发亮! 3、首次提出砂面抛光的概念，集除灰和抛光于一槽，实现了彻底清除酸蚀灰的重大技术突破，同时还获得了砂面材的低温抛光效果。自从酸蚀砂面技术问世以来，如何清除酸蚀灰，是
