CN102268675B - 一种两酸铝制品化学抛光液及其使用方法 - Google Patents

一种两酸铝制品化学抛光液及其使用方法 Download PDF

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Abstract

一种两酸铝制品化学抛光液及其制备方法，涉及一种化学抛光液。其原料组成为硫酸、磷酸、柠檬酸、氨基磺酸、非离子型表面活性剂、乙酸铜、氧化镁、过硼酸钠和水。具体步骤为按所述两酸铝制品化学抛光液的原料组成，将硫酸、磷酸、柠檬酸、氨基磺酸、非离子型表面活性剂、乙酸铜、氧化镁、过硼酸钠和水混合，定容至1L，即得两酸铝制品化学抛光液。使用方法为将两酸铝制品化学抛光液加热至105～125℃；将干燥洁净的待抛光的铝制品浸入两酸铝制品化学抛光液中，处理50～120s后取出；将取出的铝制品浸入稀硝酸中出光25～120s，清洗。抛光液中不含硝酸，抛光过程中无黄烟释放，可避免氮氧化物造成大气污染。

Description

一种两酸铝制品化学抛光液及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种化学抛光液，尤其是涉及一种无黄烟环保型两酸铝制品化学抛光液及其制备方法。 
背景技术
铝制品的化学抛光是铝及其合金浸入化学溶液中，使产品外观达到光亮、洁净、平整的抛光处理过程。化学抛光使铝材表面平整光滑，能除去铝材表面较轻微的模具痕迹和擦划伤条纹，除去机械抛光中可能生成的摩擦条纹、热变形层、氧化膜层等，使粗糙的表面趋于光滑，同时可提高铝材表面的镜面反射性能，提高光亮度。 
传统的“三酸”工艺，即磷酸-硫酸-硝酸所组成的三元酸化学抛光槽液，在铝材的化学抛光中应用得比较普遍。但是因为硝酸的存在，抛光过程中有大量的黄烟(即氮氧化物)出现，造成严重的环境污染。目前，一些无黄烟化学抛光多采用“磷酸+硫酸+添加剂”的方法，但是从总的情况来看，无黄烟化学抛光的应用还非常有限，除了生产企业环保意识不够，不愿采用新工艺新技术外，无黄烟抛光的抛光质量不过关是一个重要原因，也就是通常所说的抛光亮度(反射率)不够，不能达到传统三酸抛光的亮度和生产要求。因此，无黄烟化学抛光工艺在应用上受到了很大的限制(陈祖秋.国内铝制品无黄烟化学抛光工艺的研究现状[J].材料保护，1999，32(4)：23-24)。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种抛光液中不含硝酸，抛光过程中无黄烟释放，可避免氮氧化物造成大气污染的两酸铝制品化学抛光液及其制备方法。 
本发明另一目的在于提供一种两酸铝制品化学抛光液的使用方法。 
所述两酸铝制品化学抛光液的原料组成为： 
硫酸      166～250mL/L； 
磷酸      348～418mL/L； 
柠檬酸    40～100g/L； 
氨基磺酸            4～10g/L； 
非离子型表面活性剂  0.3～0.4mL/L； 
乙酸铜              0.1～0.3g/L； 
氧化镁              0.1～0.3g/L； 
过硼酸钠            4.5～9g/L； 
余量为水。 
所述硫酸的质量百分比浓度可为98％，所述磷酸的质量百分比浓度可为85％。 
所述非离子型表面活性剂可以选用聚乙二醇400、聚乙二醇600、OP-10乳化剂等中的一种。 
所述两酸铝制品化学抛光液的制备方法的具体步骤为： 
按所述两酸铝制品化学抛光液的原料组成，将硫酸、磷酸、柠檬酸、氨基磺酸、非离子型表面活性剂、乙酸铜、氧化镁、过硼酸钠和水混合，定容至1L，即得两酸铝制品化学抛光液。 
所述两酸铝制品化学抛光液的使用方法为： 
1)将两酸铝制品化学抛光液加热至105～125℃； 
2)将干燥洁净的待抛光的铝制品浸入两酸铝制品化学抛光液中，处理50～120s后取出； 
3)将取出的铝制品浸入稀硝酸中出光25～120s，清洗。 
所述铝制品化学抛光液抛光效果用表面粗糙度和表面光泽度这两个指标进行评价，并对其表面进行微观形貌检测，具体方法如下： 
1)表面粗糙度。按照GB/T3505-2000中的规定进行检测，选用评定轮廓算术平均偏差(Ra)作为表面粗糙度的评价指标。Ra值由北京时代之峰科技有限公司的TR200手持式粗糙度仪直接测得。 
2)表面光泽度。通过考察铝制品的表面反射率(R％)来反映样品的表面光泽度。表面反射率由Varian Cary 5000紫外-可见-近红外分光光度计的镜面反射模式测得。测定时，以标准光学镜面的表面反射率作为基准，即认定其表面反射率为100％，然后以此来考察铝制品的表面反射率。 
3)微观形貌检测。抛光后的铝制品的表面微观形貌由荷兰Philips-FEI公司的XL 30ESEM-TMP环境扫描电镜(铝合金样品)和德国LEO公司的1530场发射高分辩扫描电镜(纯铝锭样品)检测。 
与传统“三酸”工艺比较，本发明所述两酸铝制品化学抛光液中不含硝酸，抛光过程中 无黄烟释放，可避免氮氧化物造成的大气污染。抛光效果佳，平整度好。 
附图说明
图1为处理前的99.99％纯铝锭的表面SEM图。在图1中，标尺为10μm。 
图2为经过本发明所述的改良型铝制品化学抛光处理后的99.99％纯铝锭的表面SEM图。在图2中，标尺为10μm。 
图3为处理前的6063铝合金的表面SEM图。在图3中，标尺为100μm。 
图4为经过本发明所述的改良型铝制品化学抛光处理后的6063铝合金的表面SEM图。在图4中，标尺为100μm。 
具体实施方式
实施例1 
对99.99％的工业纯铝锭进行化学抛光处理。该铝制品化学抛光液的配方，由以下物质组成： 
Figure BDA0000078981540000031
其中硫酸的质量百分比浓度为98％，磷酸的质量百分比浓度为85％。 
抛光步骤如下： 
(1)按上述配比配置抛光液。 
(2)将抛光液加热至105℃。 
(3)将干燥洁净的待抛光铝制品浸入抛光液中，处理60s后取出。 
(4)将取出的铝制品浸入50％(体积比)硝酸中出光30s，清洗。 
工业纯铝锭抛光处理后可达镜面光亮，效果佳。 
99.99％工业纯铝锭在经化学抛光处理前后的表面粗糙度和反射率测定结果如表1所示。 由表1可见，经化学抛光处理后样品表面粗糙度下降，反射率增加，表明样品表面平整度提高，达到了抛光效果。 
表1 
Figure BDA0000078981540000041
处理前的99.99％纯铝锭的表面SEM图参见图1，从图1中可以明显地看到机加工所留下的痕迹。经过本发明所述的改良型铝制品化学抛光处理后的99.99％纯铝锭的表面SEM图参见图2，从图2中可以看出，铝制品经过化学抛光后，提高了表面的平整度，表面无明显的机加工痕迹。 
实施例2 
对6063铝合金零件进行化学抛光处理，进行阳极氧化后着红色。本发明的铝制品化学抛光液的配方，由以下物质组成： 
其中硫酸的质量百分比浓度为98％，磷酸的质量百分比浓度为85％。 
抛光步骤如下： 
(1)按上述配比配置抛光液。 
(2)将抛光液加热至125℃。 
(3)将干燥洁净的待抛光铝制品浸入抛光液中，处理50s后取出。 
(4)将取出的铝制品浸入50％(体积比)硝酸出光25～120s，清洗。 
经化学抛光之后，将6063铝合金零件放置于180g/L的硫酸溶液中恒电压15V进行阳极氧化30min，取出，清洗。经阳极氧化的铝合金零件使用有机染料着红色，并经沸水封孔15min。 清洗，干燥，保存。 
经化学抛光处理，阳极氧化后着红色，封闭处理之后的6063铝合金零件外观着色效果佳。 
6063铝合金在经化学抛光处理前后的表面粗糙度和反射率测定结果如表2所示。由表2可见，经化学抛光处理后样品表面粗糙度下降，反射率增加，表明样品表面平整度提高，达到了抛光效果。 
表2 
处理前的6063铝合金的表面SEM图参见图3，从图3中可以明显地看到机加工所留下的痕迹。经过本发明所述的改良型铝制品化学抛光处理后的6063铝合金的表面SEM图参见图4，在从图4中可以看出，铝制品经过化学抛光后，提高了表面的平整度，表面无明显的机加工痕迹。 
实施例3 
对6061铝合金零件进行化学抛光处理。本发明的铝制品化学抛光液的配方，由以下物质组成： 
其中硫酸的质量百分比浓度为98％，磷酸的质量百分比浓度为85％。 
抛光步骤如下： 
(1)按上述配比配置抛光液。 
(2)将抛光液加热至110℃。 
(3)将干燥洁净的待抛光铝制品浸入抛光液中，处理50s后取出。 
(4)将取出的铝制品浸入50％(体积比)硝酸出光25～120s，清洗。 
抛光之后，将6061铝合金零件放置于180g/L的硫酸溶液中恒电压15V进行阳极氧化30min，取出，清洗。经阳极氧化的铝合金零件使用有机染料着黑色，并经冷封孔工艺封闭15min。清洗，干燥，保存。 
经化学抛光处理，阳极氧化后着黑色，封闭处理之后的6061铝合金零件外观着色效果佳。 
6061铝合金在经化学抛光处理前后的表面粗糙度和反射率测定结果如表3所示。由表3可见，经化学抛光处理后样品表面粗糙度下降，反射率增加，表明样品表面平整度提高，达到了抛光效果。 
表3 
Figure BDA0000078981540000061

Claims (4)

1.一种两酸铝制品化学抛光液，其特征在于其原料组成为：
Figure FDA00001965399700011
所述硫酸的质量百分比浓度为98%；
所述一种两酸铝制品化学抛光液的制备方法的具体步骤为：按所述两酸铝制品化学抛光液的原料组成，将硫酸、磷酸、柠檬酸、氨基磺酸、非离子型表面活性剂、乙酸铜、氧化镁、过硼酸钠和水混合，定容至1L，即得两酸铝制品化学抛光液。
2.如权利要求1所述的一种两酸铝制品化学抛光液，其特征在于所述磷酸的质量百分比浓度为85%。
3.如权利要求1所述的一种两酸铝制品化学抛光液，其特征在于所述非离子型表面活性剂选用聚乙二醇400、聚乙二醇600、OP-10乳化剂中的一种。
4.如权利要求1所述的一种两酸铝制品化学抛光液的使用方法，其特征在于其具体方法为：
1）将两酸铝制品化学抛光液加热至105～125℃；
2）将干燥洁净的待抛光的铝制品浸入两酸铝制品化学抛光液中，处理50～120s后取出；
3）将取出的铝制品浸入稀硝酸中出光25～120s，清洗。
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