酸蝕鋁型材表面預處理技術的應用
發布時間：2010-01-14 共2頁
1、工藝簡介
近年來，鋁合金亞光型材生產和銷售量越來越大，市場占有率在80%以上。目前亞光型材生產普遍使用堿蝕方法，鋁溶損在3%-5%之間，造成巨大資源浪費，而且大大增加了環保治理難度，加重了企業的“三廢”處理負擔。酸蝕技術是針對堿蝕方法的不足而研制開發的，在原理上完全有別于堿蝕亞光砂面處理。工藝主要采用了獨特的使鋁型材表面產生高度均勻的、高密度分子點腐蝕，通過改善型材表面凹凸處的物質結構，從而達到平整表面和消除冶金工藝造成的表面缺陷的效果（如能消除擠壓痕、掩蓋焊合線、緩和粗大晶粒等缺陷），使鋁型材表面平整細膩，金屬光澤柔和，大大提高了鋁型材的表面質量。采用酸蝕亞光工藝，鋁溶損在 0.5%-0.8%之間，使生產成本降低到傳統亞光工藝的二分之一以下，生產效率又有大幅度的增加，具有很大的實用和經濟價值。
2、酸蝕機理
酸蝕是特定條件下的化學浸蝕。鋁型材接觸[考試|大|蝕液，在短時間內迅速反應生成絡合物，反應方程如下：
3F-+A1-A1F3
6F-+A13+-A1.F63-
A1F63-+A12O3·3H2O-A13（OH）3F6+30H-
生成的絡合物且具有一定的粘度，容易附著于鋁基體表面，形成一種保護膜。
擠壓型材一般都有許多輕微的模痕，在高倍顯微鏡下觀察呈峰狀，粘附于鋁基體的保護膜在凹處較厚，凸處較薄，薄處接觸酸蝕液的幾率較大，能繼續較快地進行溶解反應；厚處受到粘附物的屏蔽而使濃液反應速度放慢，由于凹凸部位溶解速度的不同，從而達到平整表面、消除擠壓痕的（砂面）亞光效果。
緩解粗晶和焊合線與酸蝕的特定性能有直接關系，在鋁型材生產中，粗晶和焊合線與模具、擠壓工藝及鑄棒均勻化有很大關系，氧化預處理時，堿蝕程度越深，粗晶和焊合線就越嚴重。
由于酸蝕速度快，時間短，在還未出現嚴重粗晶和焊合線的情況下，反應就已結束，因此酸蝕工藝能有效緩解粗晶和焊合線。
酸蝕添加劑在酸蝕工藝中主要作用有以下幾個方面：
（1）緩蝕作用：由于F-與自然氧化膜及鋁基體反應速度很快，且反應劇烈，容易出現粗晶和焊合線等表面質量缺陷。為了既能保持一定反應速度，又不至于造成質量缺陷，添加葡萄酸鈉、檸檬酸鈉、甘油等有機化合物來抑制酸蝕反應速度，從而達到緩蝕效果。
（2）整平作用：擠壓型材有許多輕微的模痕，在高倍鏡下觀察呈山峰一般，加入磷酸三鈉、硅藻土、多元醇等化合物，可使型材模痕谷底受到保護，尖峰磨平，從而達到整平效果。
（3）促進作用：加入促進劑可使酸蝕添加劑充分擴散到槽液中去，且有效進入被絡合物覆蓋的鋁基體表面內層，使反應得以繼續進行，以免造成型材腐蝕不勻。
（4）表面活性劑作用；加入十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉等表面活性劑可進一步增強除油能力，及在槽液表面產生一層泡沫，抑制熱量損失及槽液揮發，更重要作用是增加槽液穩定性，是因為帶負電荷的表面活性劑能吸附在微粒周圍，使微粒產生靜電反力，從而使微粒能很好地懸浮在槽液中不易沉淀。
（5）金屬離子作用：加入Cu2+、Ag+等金屬離子可防止過腐蝕，使砂面更細膩、均勻、砂面清晰。
近年來，鋁合金亞光型材生產和銷售量越來越大，市場占有率在80%以上。目前亞光型材生產普遍使用堿蝕方法，鋁溶損在3%-5%之間，造成巨大資源浪費，而且大大增加了環保治理難度，加重了企業的“三廢”處理負擔。酸蝕技術是針對堿蝕方法的不足而研制開發的，在原理上完全有別于堿蝕亞光砂面處理。工藝主要采用了獨特的使鋁型材表面產生高度均勻的、高密度分子點腐蝕，通過改善型材表面凹凸處的物質結構，從而達到平整表面和消除冶金工藝造成的表面缺陷的效果（如能消除擠壓痕、掩蓋焊合線、緩和粗大晶粒等缺陷），使鋁型材表面平整細膩，金屬光澤柔和，大大提高了鋁型材的表面質量。采用酸蝕亞光工藝，鋁溶損在 0.5%-0.8%之間，使生產成本降低到傳統亞光工藝的二分之一以下，生產效率又有大幅度的增加，具有很大的實用和經濟價值。
2、酸蝕機理
酸蝕是特定條件下的化學浸蝕。鋁型材接觸[考試|大|蝕液，在短時間內迅速反應生成絡合物，反應方程如下：
3F-+A1-A1F3
6F-+A13+-A1.F63-
A1F63-+A12O3·3H2O-A13（OH）3F6+30H-
生成的絡合物且具有一定的粘度，容易附著于鋁基體表面，形成一種保護膜。
擠壓型材一般都有許多輕微的模痕，在高倍顯微鏡下觀察呈峰狀，粘附于鋁基體的保護膜在凹處較厚，凸處較薄，薄處接觸酸蝕液的幾率較大，能繼續較快地進行溶解反應；厚處受到粘附物的屏蔽而使濃液反應速度放慢，由于凹凸部位溶解速度的不同，從而達到平整表面、消除擠壓痕的（砂面）亞光效果。
緩解粗晶和焊合線與酸蝕的特定性能有直接關系，在鋁型材生產中，粗晶和焊合線與模具、擠壓工藝及鑄棒均勻化有很大關系，氧化預處理時，堿蝕程度越深，粗晶和焊合線就越嚴重。
由于酸蝕速度快，時間短，在還未出現嚴重粗晶和焊合線的情況下，反應就已結束，因此酸蝕工藝能有效緩解粗晶和焊合線。
酸蝕添加劑在酸蝕工藝中主要作用有以下幾個方面：
（1）緩蝕作用：由于F-與自然氧化膜及鋁基體反應速度很快，且反應劇烈，容易出現粗晶和焊合線等表面質量缺陷。為了既能保持一定反應速度，又不至于造成質量缺陷，添加葡萄酸鈉、檸檬酸鈉、甘油等有機化合物來抑制酸蝕反應速度，從而達到緩蝕效果。
（2）整平作用：擠壓型材有許多輕微的模痕，在高倍鏡下觀察呈山峰一般，加入磷酸三鈉、硅藻土、多元醇等化合物，可使型材模痕谷底受到保護，尖峰磨平，從而達到整平效果。
（3）促進作用：加入促進劑可使酸蝕添加劑充分擴散到槽液中去，且有效進入被絡合物覆蓋的鋁基體表面內層，使反應得以繼續進行，以免造成型材腐蝕不勻。
（4）表面活性劑作用；加入十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉等表面活性劑可進一步增強除油能力，及在槽液表面產生一層泡沫，抑制熱量損失及槽液揮發，更重要作用是增加槽液穩定性，是因為帶負電荷的表面活性劑能吸附在微粒周圍，使微粒產生靜電反力，從而使微粒能很好地懸浮在槽液中不易沉淀。
（5）金屬離子作用：加入Cu2+、Ag+等金屬離子可防止過腐蝕，使砂面更細膩、均勻、砂面清晰。
