CN101460313A - 清理铝加工件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及修整铝合金构成的加工件(特别是石印条或石印片)的方法。本发明的目的是提供能够以相对低的加工设备方面的投入在保持加工件电化学砂面化表面的高质量的同时提高表面粗糙化的制造速度的修整加工件和由铝合金构成的加工件的表面的方法，该目的通过包括至少用除油介质去除加工件表面的油污的步骤的方法实现，其中该水性除油介质包含至少1.5－3％重量的以下物质的复合物：5－40％的三聚磷酸钠、3－10％的葡糖酸钠、3－8％的非离子和阴离子表面活性剂的复合物及任选的0.5－70％的苏打，优选30－70％的苏打，其中氢氧化钠加入到水性除油介质中以使得水性除油介质中氢氧化钠浓度为0.01－5％重量，优选0.1－1.5％重量，且更优选1－2.5％重量。

Description

清理铝加工件的方法
技术领域
本发明涉及修整(conditioning)由铝合金构成的铝加工件-特别是石印条或石印片-的表面的方法。
背景技术
由铝合金构成的铝加工件(如条或片)通常在精轧后进行表面处理，以准备进行下面的制造步骤。特别是，用于石印的条或片被修整以在接下来的砂面化(graining)过程中获得预定的表面粗糙度。石印条或片通常在精轧后除油(degrease)。由美国专利说明书US 5997721可知，通过在酸性电解槽中使用交流电流对铝合金片进行阳极处理，在一个步骤中分别进行表面的除油和清理。对铝质薄片进行除油或清理的另外一种方法由德国专利DE 4317815 C1可知，即使用碱性介质。但从碱性介质的使用中可知，它们没有去除在轧制的铝条的表面上或表面附近存在的每一个亚表面微晶层的结构(feature)，特别是氧化物颗粒。
然而，在石印条的电化学砂面化之前，它们通常经受氢氧化钠预处理以再次对表面进行除油和清洗，这一处理与电化学砂面化一起在这里进一步称作石印条的表面粗糙化处理。原则上，表面粗糙化在制造石印板时进行。由于石印条表面粗糙化的制造速度提高，石印条表面预处理的时间和电化学砂面化的时间减少了。已经发现由于制造速度的增加，用氢氧化钠进行的预处理不足以从石印条的表面清除所有的污染物。因此，电化学砂面化的结果不稳定，且在经过电化学砂面化的石印条或片上出现表面缺陷。然而，制造速度降低导致较高的石印板生产成本。
此外，包括两个步骤的石印条表面修整方法在加工设备方面需要较高的费用开支。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够以相对低的加工设备方面的投入提高表面粗糙化的制造速度并同时保持加工件的砂面化表面的高质量的修整加工件和由铝合金构成的加工件的表面的方法。
根据本发明的第一方面的教导，上述目的通过一种修整由铝合金构成的铝加工件的表面的方法实现，该方法包括至少用除油介质去除加工件表面油污的步骤，其中水性除油介质包含至少1.5-3％重量的以下物质的复合物：5-40％的三聚磷酸钠、3-10％的葡糖酸钠、3-8％的非离子和阴离子表面活性剂的复合物及任选0.5-70％，优选30-70％的苏打，其中氢氧化钠加入到水性除油介质中以使得水性除油介质中氢氧化钠的浓度为0.01-5％重量，优选0.1-1.5％重量，更优选1-2.5％重量。
令人惊讶地发现，使用除油介质添加氢氧化钠的组合确保了在包括电化学砂面化的表面粗糙化过程中制造速度的提高，尽管在除油过程中氧化物颗粒没有完全除去，其仍具有足够满足需要的结果。获得良好结果的原因是基于以下事实：由于加入氢氧化钠，除油介质具有更高的浸渍处理速率(pickling rate)，同时从表面除去更多的铝。通过与所描述的例如石印条的预处理结合，令人惊异地发现，石印条的电化学砂面化处理可以以较低的电荷进入量(charge entry)进行，从而使较高的制造速度成为可能。尽管在除油过程中加入0.1％-1.5％重量的氢氧化钠确实可适用于较低的制造速度，但通过在除油过程中加入1％-2.5％重量的氢氧化钠可获得最高的制造速度，以同时确保板制造过程中(即电化学砂面化过程中)的高制造速度。任选加入0.5-70％，优选30-70％重量的苏打使得能够控制除油介质的pH值。按照本发明的优选实施方式，在铝加工件的表面上应用除油介质的时间为最多1-7s，优选最多2-5s。这些应用时间确保了高生产速度，同时确保氧化物岛(oxide island)可以通过表面粗糙化轻易地除去。
为提高除油介质的浸渍效果，除油介质的温度为50-85℃，优选65℃-75℃。
更优选地，水性除油介质的pH值为10-14，优选10-13.5。
按照另一有利的实施方式，加工件为条或片，特别是石印条或石印片。在这种情况下，用于制造石印条或石印片的必要电化学砂面化过程可以在较短的时间内充分地完成，且印刷板的制造速度可以得到提高。此外，在提供完全砂面化的条或片表面的同时，所需要的电荷进入量可以降低。
更优选地，本发明的修整方法在条(特别是石印条)制造后完成，且修整后的条卷绕在卷盘上。在这种情况下，在用于制造石印板的进一步的表面粗糙化处理中可以提供具有最佳性能的修整后石印条的卷盘。
根据本发明的第二方面的教导，上述目的通过用本发明的方法修整的由铝合金构成的加工件实现。如前面概述的，本发明的加工件提供用于随后的电化学砂面化处理的具有最佳性能的清理后表面。
更优选地，加工件是条或片特别是石印条或石印片。石印条或石印片经制造用于石印板，且由于构成它们的铝合金和它们的具体厚度(通常小于1mm，优选0.14-0.5mm，更优选0.25-0.3mm)而与“正常”片不同。此外，必须制备石印条和片的表面用于粗糙化过程，因为石印板的制造通常包括电化学砂面化处理以制备用于印刷过程的石印板表面。利用本发明的片或条，特别是利用本发明的石印片或石印条，必要的表面电化学砂面化可以在更短时间内以较低的电荷进入量完成。
除了本发明的加工件的最优化的表面外，如果加工件的铝合金是铝合金AA1050、AA1100、AA3103或AlMg0.5中的一种，则可以提供机械特性和电化学砂面化过程中的更好的砂面结构。这些铝合金提供石印板需要的机械强度，同时由于合金成分量低而使获得表面的均匀砂面化成为可能。但是，由其它铝合金构成的加工件可以提供相同的优点。
根据本发明的加工件的更优选的实施方式，铝合金包含以重量百分比计算的下列合金成分：
0.05％≤Si≤0.15％，
0.3％≤Fe≤0.4％，
       Cu≤0.01％，
       Mn≤0.05％，
       Mg≤0.01％，
       Zn≤0.015％，
       Ti≤0.015％，
各小于0.005％的杂质，杂质总量最大为0.15％，余量为Al；
或者
0.05％≤Si≤0.25％，
0.30％≤Fe≤0.40％，
        Cu≤0.04％，
        Mn≤0.05％，
0.1％≤Mg≤0.3％，
       Ti≤0.04％，和
各小于0.005％的杂质，杂质总量最大为0.15％，余量为Al；
或者
0.05％≤Si≤0.5％，
0.40％≤Fe≤1％，
        Cu≤0.04％，
0.08％≤Mn≤0.3％，
0.05％≤Mg≤0.3％，
        Ti≤0.04％，和
各小于0.005％的杂质，杂质总量最大为0.15％，余量为Al。
由三种铝合金之一构成并利用本发明的方法修整的加工件具有当前工艺水平的机械和砂面特性，特别是如果加工件是在修整后进行电化学砂面化的石印条的情况。令人惊异地观察到，特别用本发明的修整方法修整的该铝合金在随后的表面粗糙化处理中显示出更高的敏感度。因此，尽管本发明的单步骤修整方法显著降低了修整设备的费用开支，同样可以获得石印条和片的板制造速度的提高。
附图简要说明
有进一步发展本发明的许多种可能性。在这里参见权利要求1和权利要求6的从属权利要求以及与附图结合的本发明的实施方式。附图中：
图1常规除油的石印条表面的显微镜图，和
图2采用本发明的方法除油的石印条表面的显微镜图。
具体实施方式
为验证本发明的方法，由两种不同铝合金制成的四个条一方面用不同的除油参数进行测试和另一方面在不同的板生产线上用电化学砂面化期间的不同的条速度进行测试。不同的铝合金具有以重量百分比计的以下合金成分的组成：
合金A：
0.05％≤Si≤0.25％，
0.30％≤Fe≤0.40％，
        Cu≤0.04％，
        Mn≤0.05％，
0.1％≤Mg≤0.3％，
       Ti≤0.04％，和
各小于0.005％的杂质，杂质总量最大为0.15％，余量为Al。
合金B：
0.05％≤Si≤0.15％，
0.3％≤Fe≤0.4％，
       Cu≤0.01％，
       Mn≤0.05％，
       Mg≤0.01％，
       Zn≤0.015％，
       Ti≤0.015％，
各小于0.005％的杂质，杂质总量最大为0.15％，余量为Al。
由上述铝合金制成的石印条在工业化板生产线上测试其砂面性能。
作为本发明的实施例，所使用的除油介质包含至少1.5-3％重量的以下物质的复合物：5-40％的三聚磷酸钠、3-10％的葡糖酸钠、30-70％的苏打和3-8％的非离子和阴离子表面活性剂的复合物，加入1％重量的氢氧化钠。对比实施例用相同的条件进行除油而不向除油介质中加入氢氧化钠。实施例的结果显示于表1中。
 
条 Al合金 TDegr.(℃)   tDegr.(s)    VGraining(m/min.)  类型 砂面化后外观        
条1 A 75 3.4 5550 现有技术现有技术 0+
条2 A 75 3.4 5550 本发明本发明 ++
条3 B 75 3.4 >60 现有技术 0
条4 B 75 3.4 >60 本发明 ++
TDegr为除油过程中的温度，tDegr为除油介质与条表面的接触时间和VGraining为条在板生产线中的速度，即在电化学砂面化过程中的速度。由一个母条制得的条1和条2在同一板生产线上进行测试，对条3和条4采取相同的处理方式。条1、2和条3、4的不同VGraining值是由板生产线的不同特征引起的。
从表1中可以得出，利用本发明的方法除油的石印条一般在电化学砂面化后显示出良好的外观，即使提高砂面化速度也是如此。但是，因为利用本发明的方法砂面化的石印条具有更精细的、更均匀和更浅的砂面结构，利用本发明的方法除油的石印条甚至显示出更好的砂面化结果。这种砂面结构使本发明的石印条提供了更好的印刷特性。另外，本发明的方法甚至在更高的制造速度下提供所述的更好的砂面结构，这可以从条1和条2的结果得出。用常规方法除油的条1仅在以50m/min的砂面化速度进行电化学砂面化后显示出良好的外观。但是，用本发明的方法除油的条2允许55m/min的砂面化速度。
常规的和本发明的除油方法获得的不同砂面结构显示于图1和图2中。如前面提到的，图2显示用本发明的方法除油的由铝合金A构成的石印条的表面在电化学砂面化后的显微镜图。图1显示用常规方法除油的相同石印条的砂面化结果。利用本发明的方法获得的砂面化图案与利用常规除油的石印条获得的砂面化图案相比更精细和更浅。因此，本发明的石印条的印刷特性显著改善。
本发明的该实施方式通过加入1％重量的氢氧化钠实现。可以预期，更高浓度的氢氧化钠与条和除油介质接触时间的减少相结合将导致类似的结果。

Claims (9)

1、修整由铝合金构成的铝加工件-特别是石印片或石印条-的表面的方法，该方法包括至少用除油介质去除加工件表面的油污的步骤，其中该水性除油介质包含至少1.5-3％重量的以下物质的复合物：5-40％的三聚磷酸钠、3-10％的葡糖酸钠、3-8％的非离子和阴离子表面活性剂的复合物及任选的0.5-70％，优选30-70％的苏打，其中氢氧化钠加入到该水性除油介质中以使得水性除油介质中氢氧化钠的浓度为0.01-5％重量，优选0.1-1.5％重量，更优选1-2.5％重量。
2、按照权利要求1所述的方法，其中应用所述除油介质的时间为最多1-7s，优选为最多2-5s。
3、按照权利要求1或2所述的方法，其中所述除油介质的温度为50-85℃，优选为65℃-75℃。
4、按照权利要求1-3所述的方法，其中所述水性除油介质的pH值为10-14，优选为10-13.5。
5、按照权利要求1-4所述的方法，其中对石印条进行修整，且所述修整在制造后完成，及分别卷取石印条从而修整后的石印条卷绕在卷盘上。
6、通过权利要求1-5所述的方法修整的加工件。
7、按照权利要求6所述的加工件，其中所述铝合金是铝合金AA1050、AA1100、AA3103或AlMg0.5中的一种。
8、按照权利要求6所述的加工件，其中所述铝合金包含以重量百分比计算的下列合金成分：
0.05％≤Si≤0.15％，
0.3％≤Fe≤0.4％，
       Cu≤0.01％，
       Mn≤0.05％，
       Mg≤0.01％，
       Zn≤0.015％，
Ti≤0.015％，
各小于0.005％的杂质，杂质总量最大为0.15％，余量为Al；
或者
0.05％≤Si≤0.25％，
0.30％≤Fe≤0.40％，
        Cu≤0.04％，
        Mn≤0.05％，
0.1％≤Mg≤0.3％，
       Ti≤0.04％，和
各小于0.005％的杂质，杂质总量最大为0.15％，余量为Al；
或者
0.05％≤Si≤0.5％，
0.40％≤Fe≤1％，
        Cu≤0.04％，
0.08％≤Mn≤0.3％，
0.05％≤Mg≤0.3％，
        Ti≤0.04％，和
各小于0.005％的杂质，杂质总量最大为0.15％，余量为Al。
9、按照权利要求6-8所述的加工件，其中所述加工件为石印条或石印片。
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