四、铝的化学抛光(4页).doc

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1、-四、铝的化学抛光-第 4 页四、铝的化学抛光为了取得表面光亮的铝和铝合金，除了进行机械抛光外，对于光亮度要求较高的零件还需进行化学抛光，化学抛光的特点是设备简单，节省电能，效率高和成本低，而且不受零件形状和尺寸的限制、特小，特薄和形状复杂的零件以及异型管。孔和槽的内腔均可加工。不过化学抛光也还存在不少问题，例：在多数情况下，其质量还不能完全赶上电化学抛光，而且还有大量氮氧化合物气体产生。化学抛光的反应过程是金属在电介质溶液中的自溶过程。关于化学抛光的机理迄今尚无成熟理论。一般认为与电化学抛光相似，化学抛光时金属表面显微凸起部分的溶解速度比凹下部分快得多，因而使表面变得平坦光亮。在工业上用于化

2、学抛光的溶液主要是磷酸、硝酸、硫酸、醋酸或其它化合物。下面介绍常用化学抛光配方：1. 适用高纯铝及铝镁合金化抛配方：磷酸（H3PO4） 70% (容量比)硫酸（H2S04） 20% (容量比)硝酸（HNO3） 10% (容量比)温度 90115时间 38分钟 新溶液温度控制为90，（因溶液粘度小，离子活动快）。老溶液温度控制为115，（因老溶液粘度大，离子活动慢）铝化学抛光质量于溶液中硝酸的含量多少有着极为重要的关系。硝酸含量低于5%会引起铝件表面结晶腐蚀，大于12%，会引起点状腐蚀。抛光溶液成份及工艺条件的影响：(1) 磷酸含量的影响：一般磷酸含量约在5085%之间，最佳范围在70%，过低的

3、磷酸含量光洁度较差，过高含量抛光速度缓慢。(2) 硫酸含量的影响：在无硫酸条件下，同样可以得到光洁表面，但易产生点蚀，抛光速度慢，过多硫酸光亮度显著下降，表面易产生雾状，因此硫酸含量宜控制20%左右。(3) 硝酸含量的影响：硝酸含量在5%10%，过多硝酸不但使铝制件表面出现点腐蚀，而在温度条件下产生乳白色，低于5%光亮度显著下降。(4) 铝离子含量的影响：铝离子含量有利于提高抛光整平性能，但不宜超过30克/升，否则抛光速度缓慢，使溶液的粘度增大，导致溶液的排泄困难，而洗涤后亦将引起表面斑渍。(5) 温度的影响：温度最佳控制为105，气体的发生量也少，金属的溶解速度亦缓慢，温度过高后，不仅气体发

4、生增加，制品腐蚀和产生雾状表面。2. 稀的化学抛光其含量：硝酸 （HNO3） 3070克/升氟化氢铵 （NH4HF2） 412克/升铝及铝合金的碱性化学抛光：近来研究一种碱性化学抛光，它可克服酸性化学抛光成本高，腐蚀性强，污染空气严重的缺点，抛光质量基本上与酸性抛光相似，效果令人满意。3. 碱性化学抛光工艺配方及规范如下：氢氧化钠 NaOH 350650克/升亚硝酸钠 NaNO2 100250克/升氟化钠 NaF 2050克/升磷酸三钠 Na3PO4 1050克/升温度 100130时间 515秒碱性化学抛光后速用50左右温水清洗，清洗后再用硝酸（HNO3）250300毫升/升。温度：室温。

5、时间：1030秒中和出光。4. 普通铝材（纯度为99.5%）化学抛光溶液。磷酸硝酸冰乙酸组成的化学抛光溶液对普通铝抛光效果较好，铝的溶解速度，抛光后的表面质量（散光系数K6）与组成溶液成份的关系，从而达到最为理想的抛光质量，散光系数值小）。表5 普通铝材的溶解速度和散光系数与溶液组成的关系（溶液温度95，抛光持续时间工分）序号化抛溶液成份（%）溶解速度毫克/厘米2秒散光系数（K）H3PO4HNO3CH3COOH16030100.0874.326020200.0532.436010300.0152.247020100.0341.257010200.0081.868010100.0331.8750

6、40100.11316.185030200.0985.295020300.0375.2105010400.0152.3114020400.03711.1124030300.08418.0134040200.06755.3 从图1中可以看出铝化学抛光溶液成份最佳范围只占图的一小部分，它与下列含量相对应（体积%）其中：磷酸，H3PO4 60%硝酸，HNO3 1030%冰乙酸，CH3COOH， 1030% 其它可从温度及时间二个因素来说，对质量也起着一定作用，将温度掌握在85105之间（最佳点95），那散光系数值小，抛光表面质量高。温度在95时间可在0.52.5分钟之间。（最佳为1.52分），达到最

7、小值。 铝离子对溶液来说也起着一定作用，一般Al+3含量应5克/升，这样对K值影响颇小，铝表面质量好。 K=折散反光/总反光 *100%，K值愈小，抛光表面质量愈高。5. 无硝酸化学抛光铝及其合金化学抛光，含有硝酸，因而有大量有毒的氮氧化合物气体俗称“黄龙”，严重污染空气，为了减少有毒气体NO气体污染，并要求抛光产品有光亮均匀的外观，抛光溶液稳定，操作方便，成本低，废水处理容易。目前有WXP铝化学抛光无黄烟添加剂。铝化学抛光机理简述：根据粘膜理论认为，由于在被抛光试片表面产生了一层薄膜，这层薄膜在凹洼部分和棱角上较在凸起部分上更为厚些，因为抛光溶液在凸起部分上溶解作用更为剧烈些，凸起部分被除去

8、，表面就整平了。当薄膜具有一定粘度时，就能完成这种作用。 无硝酸化学抛光工艺配方： 磷酸 H3PO4 500毫升 硫酸 H2SO4 500毫升 多硫化物 SX 0.51克 铜离子 Cu 0.55克 两性离子表面活性剂 0.1.02毫升 温度 100120 时间 12分配置方法：1. 将H3PO4，H2SO4按量倒入2. 多硫化物、铜离子用少量水溶解好倒入3. 加入两性离子表面活性剂，加热后即可抛光无硝酸化学抛光成份作用及操作条件的影响：1. 磷酸：主要缓和反应的作用，同时具有一定亮度的作用。2. 硫酸：抛光速度可加快。3. 多硫化物及金属离子铜，均具有光亮作用，含量低，光亮作用微弱，含量过高，光亮度无显著提高。4. 两性离子表面活性剂，起表面润滑，细化和抑雾作用。5. 温度：温度低，光亮度减弱，温度高表面易粗糙。6. 时间：抛光时间短，不亮，抛光时间长易，过溶解。无硝酸，铝的化学抛光具有下列优点：1. 不产生有毒氮氧化物气体。2. 废水容易治理。3. 对高纯铝，铝镁合金具有较好的光亮度。4. 溶液稳定，操作维护方便。但对质量不高的铝材，光亮度较差，要获得好的光亮度，应提高铝的纯度。