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嘉峪检测网 2018-12-19 09:08
本文详细介绍了铝合金表面处理技术——蚀刻技术的配方、工艺以及操作条件等。
碱蚀是铝合金表面处理中最为常用的操作步骤，在铝合金的表面处理中不采用碱蚀的情况是很少的。碱蚀顾名思义是指铝材在碱性溶液中进行蚀刻的过程，这种碱性溶液可以是氢氧化钠或氢氧化钾溶液，也可以是碳酸钠或磷酸钠溶液等。
一、碱蚀的目的和作用
（1）对铝合金表面进行更进一步的清洗，以清除渗入铝基体表层的油污等；
（2）通过碱蚀去除铝合金表面的钝化层，裸露出新鲜的铝基体，以利于后续加工的正常进行；
（3）在碱蚀时铝的腐蚀很剧烈会产生大量的氢气，有利于清除铝合金的不溶性杂质；
（4）可以除去铝材表面的变质合金层及铝合金表层夹杂物；
（5）通过碱蚀可以在一定程度上改变铝合金表面的质地，同时可以调节铝合金表面的光泽性以达到装饰功能的目的。在实际生产中这几种作用并不是孤立的，而是同时发生。
二、碱蚀配方工艺
碱蚀有两种类型的配方组成：一是以氢氧化钠为主体的配方；二是以碳酸钠为主体的配方。下图表1、表2中是两种工艺配方，供大家参考。
表1 碱蚀工艺配方及操作条件
|
溶液成分 |
材料名称 |
化学式 |
含量/（g/L） |
||
|
1 |
2 |
3 |
|||
|
氢氧化钠 |
NaOH |
30~40 |
1~2 |
30~40 |
|
|
无水碳酸钠 |
Na2CO3 |
— |
60~70 |
— |
|
|
磷酸钠 |
Na3PO4 |
0~20 |
0~20 |
0~20 |
|
|
葡萄糖酸钠 |
C6H11O7Na |
5 |
5 |
2~4 |
|
|
二水合柠檬酸钠 |
Na3C6H5O7·2H2O |
3 |
3 |
2 |
|
|
甘油 |
C3H8O3 |
5 |
5 |
5 |
|
|
三乙醇胺 |
N(CH2CH2OH)3 |
5 |
5 |
— |
|
|
硼酸 |
H3BO3 |
5 |
— |
5 |
|
|
偏硼酸钠 |
NaBO2·4H2O |
— |
0~5 |
— |
|
|
尿素 |
CO(NH2)2 |
0~5 |
0~5 |
— |
|
|
表面活性剂 |
— |
适量 |
适量 |
适量 |
|
|
操作条件 |
温度/℃ |
40~55 |
50~65 |
40~55 |
|
|
时间/s |
20~120 |
40~180 |
20~120 |
||
表2 碱蚀工艺配方及操作条件
|
溶液成分 |
材料名称 |
化学式 |
含量/（g/L） |
||
|
4 |
5 |
6 |
|||
|
氢氧化钠 |
NaOH |
1~2 |
30~40 |
1~2 |
|
|
无水碳酸钠 |
Na2CO3 |
60~70 |
— |
60~70 |
|
|
磷酸钠 |
Na3PO4 |
0~20 |
0~20 |
0~20 |
|
|
葡萄糖酸钠 |
C6H11O7Na |
2~4 |
— |
— |
|
|
二水合柠檬酸钠 |
Na3C6H5O7·2H2O |
2 |
— |
— |
|
|
甘油 |
C3H8O3 |
5 |
— |
— |
|
|
三乙醇胺 |
N(CH2CH2OH)3 |
— |
— |
— |
|
|
硼酸 |
H3BO3 |
— |
— |
— |
|
|
偏硼酸钠 |
NaBO2·4H2O |
5 |
— |
— |
|
|
尿素 |
CO(NH2)2 |
— |
— |
— |
|
|
表面活性剂 |
— |
适量 |
适量 |
适量 |
|
|
操作条件 |
温度/℃ |
40~55 |
50~65 |
40~55 |
|
|
时间/s |
20~120 |
40~180 |
20~120 |
||
三、工艺配方的选择
对于碱蚀工艺配方的选择，可由两方面来考虑：
一是采用以氢氧化钠为主的碱蚀工艺，这种方法碱蚀速率快，加工周期短，易于快速批量处理，同时这种方法对铝表面的腐蚀能力强；
二是采用以碳酸钠或磷酸钠为主体的碱蚀工艺，这种方法腐蚀速率慢，达到同样的表面效果较氢氧化钠法蚀刻时间长，不易于进行快速批量处理，这种方法对铝材的蚀刻量少，工件尺寸保真度高。
☆注意事项：
碱蚀不是除油，它代替不了除油工序，目前有很多的氧化厂都是把碱蚀作为除油工序来使用，这对于无油封且表面无污染的铝材从节约成本考虑也有可取之处，但这不能认为是一种正确的做法，随着一些新的除油工艺配方的出现，使除油并不增加多少成本，但却可以为碱蚀提供一个清洁的表面，使碱蚀过程容易控制，也为产品批量生产提供了基本保障。
四、酸蚀配方工艺
酸蚀是相对于碱蚀而言的，这里的酸蚀具有代替碱蚀的功能，同时不会有碱蚀所产生的大量铝石，但并不是所有的铝合金工件都可采用酸蚀，只有那些表面状态良好的铝合金工件才可采用酸蚀的加工方法，而更多的还是采用碱蚀。酸蚀配方及操作条件见表3。
表3 酸蚀配方及操作条件
|
溶液成分 |
材料名称 |
化学式 |
含量/（g/L） |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|||
|
磷酸 |
H3PO4 |
50~100 |
— |
— |
— |
|
|
硫酸 |
H2SO4 |
50~100 |
150~300 |
200~300 |
150~200 |
|
|
硝酸 |
HNO3 |
0~20 |
40~60 |
5~10 |
||
|
过氧化氢 |
H2O2 |
— |
10~20 |
— |
— |
|
|
氟化氢铵 |
NH4HF2 |
— |
— |
— |
10~15 |
|
|
硼酸 |
H3BO3 |
— |
— |
— |
5~10 |
|
|
操作条件 |
温度/℃ |
40~60 |
40~70 |
25~40 |
25~35 |
|
|
时间/s |
30~120 |
30~120 |
30~120 |
60~180 |
||
来源：AnyTesting
