CN107447218A

CN107447218A - 一种铝制品加工中表面抛光处理方法

Info

Publication number: CN107447218A
Application number: CN201710907641.9A
Authority: CN
Inventors: 崔大海; 房玉菡
Original assignee: Anhui Phoenix Metal Resource Co Ltd
Current assignee: Anhui Phoenix Metal Resource Co Ltd
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2017-12-08

Abstract

本发明涉及铝制品加工技术领域，公开了一种铝制品加工中表面抛光处理方法，该工艺以磷酸、硫酸为化学抛光基液，在基液中添加一定量的表面活性剂和吸收转化剂，表面活性剂具有提高抛光亮度、减缓腐蚀和整平表面等重要作用，同时还能有效控制点腐蚀，吸收转化剂能够抑制氮氧化合物等有毒气体的产生，转化为无毒物质，溶解在抛光液中，本发明从化学抛光基础液的选择、抛光液中添加成分的选择、抛光液中添加成分含量的优化、抛光工艺条件的优化等方面来解决现有的问题。

Description

一种铝制品加工中表面抛光处理方法

技术领域

本发明属于铝制品加工技术领域，具体涉及一种铝制品加工中表面抛光处理方法。

背景技术

铝是自然界中储量较丰富的元素，铝材具有重量轻、延展性好、耐腐蚀性强等优良的理化性能以及优异的表面处理功能，在仪器仪表、日用五金、机械、建筑、化工、交通、航空、国防、通讯以及高科技领域应用极为广泛。目前全世界铝的消耗量逐年递增，年产量仅次于钢铁，居有色金属之首。随着工业技术的发展，加工精度的提高，新材料、新工艺的出现，对零件表面质量提出了越来越高的要求。为了满足不同的应用需求，要求金属表面具有不同的表面装饰效果，如柔和砂面或光亮镜面。随着科学技术的发展，对铝表面光洁度和平整度的要求愈来愈高，这对表面光整技术提出了挑战，同时也为该技术提供了发展的机遇。然而，由于铝材硬度低、质地软，机械强度差，因此，在进行加工成型的过程中容易受到机械损伤，从而造成表面磨损、划痕等各种缺陷。这些缺陷的存在不仅会影响表面的平整性和光亮度，还会影响其化学稳定性，尤其在表面缺陷处很容易发生腐蚀。

化学抛光是铝及铝合金表而处理中的一个重要工序，通过化学抛光可以获得光洁度高、平整性好的表而，使铝及铝合金的光反射能力、耐腐蚀性能以及热反射能力得到加强，同时该金属制品的装饰效果得到了提高。传统的化学抛光是将铝制品在三酸溶液中浸蚀，从而得到增亮整平的效果。但在该化学抛光过程中会产生大量的氮氧化合物严重破坏环境、危害人们的身体健康，该方法存在严重大气污染而日益受到关注。先多采用活性炭吸附法除去有害气体，然而活性炭吸附能力有限，很快就会达到饱和，活性炭的活化和再生工艺比较繁琐、复杂，搞不好还可能造成二次污染。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种铝制品加工中表面抛光处理方法，从化学抛光基础液的选择、抛光液中添加成分的选择、抛光液中添加成分含量的优化、抛光工艺条件的优化等方面来解决现有的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种铝制品加工中表面抛光处理方法，包括以下步骤：

（1）配制酸性化学抛光基液：将硫酸溶液和磷酸溶液按照体积比为2.0-2.5:0.8-1的比例混合，硫酸溶液摩尔浓度为1.5-2.0摩尔/升，磷酸溶液摩尔浓度为1.2-1.5摩尔/升，在抛光基液中加入硝酸铝，使基液中铝离子浓度为0.10-0.12摩尔/升；

（2）向步骤（1）中的基液中加入质量分数为0.1-0.2%的表面活性剂，在水浴加热下搅拌20-30分钟，水浴加热温度为40-50℃，然后向混合体系中添加质量分数为3-5%的吸收转化剂，该吸收转化剂含有尿素、氨基磺酸、三乙醇胺、氧化镁、氧化锌、氧化钙、液体石蜡，搅拌均匀，置于电热板上加热，待温度上升到130-150℃时，即得抛光液；

（3）将铝制品浸入120-130℃的抛光液中，10-15秒后取出，待铝制品表面温度降低至常温时，再浸入抛光液中，20-30秒后取出，完成抛光，立即将抛光后的铝制品用清水清洗，将铝制品表面残留的抛光液完全洗掉后，再用去离子水冲洗，在55-65℃下干燥2-3小时即可。

作为对上述方案的进一步描述，所述抛光液可反复使用3-5次，进一步可回收利用。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述表面活性剂按照质量百分比计由以下成分组成：松油酸钾占15-20%、二乙二醇单月桂酸酯占12-15%、十二烷基硫酸钠占10-12%、十四烷基苯磺酸钠占8-10%、剩余为油酸。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述吸收转化剂各成分所占质量百分比为：尿素占15-18%、氨基磺酸占14-16%、三乙醇胺占13-15%、氧化镁占8-10%、氧化锌占6-8%、氧化钙占3-5%、剩余为液体石蜡。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述电热板加热速度为1-2℃/分钟。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有对铝制品化学抛光中产生的有毒有害物质处理不当的问题，本发明提供了一种铝制品加工中表面抛光处理方法，该工艺以磷酸、硫酸为化学抛光基液，在基液中添加一定量的表面活性剂和吸收转化剂，表面活性剂具有提高抛光亮度、减缓腐蚀和整平表面等重要作用，同时还能有效控制点腐蚀，吸收转化剂能够抑制氮氧化合物等有毒气体的产生，转化为无毒物质，溶解在抛光液中，本发明从化学抛光基础液的选择、抛光液中添加成分的选择、抛光液中添加成分含量的优化、抛光工艺条件的优化等方面来解决现有的问题。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种铝制品加工中表面抛光处理方法，包括以下步骤：

（1）配制酸性化学抛光基液：将硫酸溶液和磷酸溶液按照体积比为2.0:0.8的比例混合，硫酸溶液摩尔浓度为1.5摩尔/升，磷酸溶液摩尔浓度为1.2摩尔/升，在抛光基液中加入硝酸铝，使基液中铝离子浓度为0.10摩尔/升；

（2）向步骤（1）中的基液中加入质量分数为0.1%的表面活性剂，在水浴加热下搅拌20分钟，水浴加热温度为40℃，然后向混合体系中添加质量分数为3%的吸收转化剂，该吸收转化剂含有尿素、氨基磺酸、三乙醇胺、氧化镁、氧化锌、氧化钙、液体石蜡，搅拌均匀，置于电热板上加热，待温度上升到130℃时，即得抛光液；

（3）将铝制品浸入120℃的抛光液中，10秒后取出，待铝制品表面温度降低至常温时，再浸入抛光液中，20秒后取出，完成抛光，立即将抛光后的铝制品用清水清洗，将铝制品表面残留的抛光液完全洗掉后，再用去离子水冲洗，在55℃下干燥2小时即可。

作为对上述方案的进一步描述，所述抛光液可反复使用3次，进一步可回收利用。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述表面活性剂按照质量百分比计由以下成分组成：松油酸钾占15%、二乙二醇单月桂酸酯占12%、十二烷基硫酸钠占10%、十四烷基苯磺酸钠占8%、剩余为油酸。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述吸收转化剂各成分所占质量百分比为：尿素占15%、氨基磺酸占14%、三乙醇胺占13%、氧化镁占8%、氧化锌占6%、氧化钙占3%、剩余为液体石蜡。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述电热板加热速度为1℃/分钟。

实施例2

一种铝制品加工中表面抛光处理方法，包括以下步骤：

（1）配制酸性化学抛光基液：将硫酸溶液和磷酸溶液按照体积比为2.2:0.9的比例混合，硫酸溶液摩尔浓度为1.8摩尔/升，磷酸溶液摩尔浓度为1.3摩尔/升，在抛光基液中加入硝酸铝，使基液中铝离子浓度为0.11摩尔/升；

（2）向步骤（1）中的基液中加入质量分数为0.15%的表面活性剂，在水浴加热下搅拌25分钟，水浴加热温度为45℃，然后向混合体系中添加质量分数为4%的吸收转化剂，该吸收转化剂含有尿素、氨基磺酸、三乙醇胺、氧化镁、氧化锌、氧化钙、液体石蜡，搅拌均匀，置于电热板上加热，待温度上升到140℃时，即得抛光液；

（3）将铝制品浸入125℃的抛光液中，12秒后取出，待铝制品表面温度降低至常温时，再浸入抛光液中，25秒后取出，完成抛光，立即将抛光后的铝制品用清水清洗，将铝制品表面残留的抛光液完全洗掉后，再用去离子水冲洗，在60℃下干燥2.5小时即可。

作为对上述方案的进一步描述，所述抛光液可反复使用4次，进一步可回收利用。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述表面活性剂按照质量百分比计由以下成分组成：松油酸钾占18%、二乙二醇单月桂酸酯占13%、十二烷基硫酸钠占11%、十四烷基苯磺酸钠占9%、剩余为油酸。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述吸收转化剂各成分所占质量百分比为：尿素占16%、氨基磺酸占15%、三乙醇胺占14%、氧化镁占9%、氧化锌占7%、氧化钙占4%、剩余为液体石蜡。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述电热板加热速度为1.5℃/分钟。

实施例3

一种铝制品加工中表面抛光处理方法，包括以下步骤：

（1）配制酸性化学抛光基液：将硫酸溶液和磷酸溶液按照体积比为2.5:1的比例混合，硫酸溶液摩尔浓度为2.0摩尔/升，磷酸溶液摩尔浓度为1.2-1.5摩尔/升，在抛光基液中加入硝酸铝，使基液中铝离子浓度为0.12摩尔/升；

（2）向步骤（1）中的基液中加入质量分数为0.1-0.2%的表面活性剂，在水浴加热下搅拌30分钟，水浴加热温度为50℃，然后向混合体系中添加质量分数为5%的吸收转化剂，该吸收转化剂含有尿素、氨基磺酸、三乙醇胺、氧化镁、氧化锌、氧化钙、液体石蜡，搅拌均匀，置于电热板上加热，待温度上升到150℃时，即得抛光液；

（3）将铝制品浸入130℃的抛光液中，15秒后取出，待铝制品表面温度降低至常温时，再浸入抛光液中，30秒后取出，完成抛光，立即将抛光后的铝制品用清水清洗，将铝制品表面残留的抛光液完全洗掉后，再用去离子水冲洗，在65℃下干燥3小时即可。

作为对上述方案的进一步描述，所述抛光液可反复使用5次，进一步可回收利用。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述表面活性剂按照质量百分比计由以下成分组成：松油酸钾占20%、二乙二醇单月桂酸酯占15%、十二烷基硫酸钠占12%、十四烷基苯磺酸钠占10%、剩余为油酸。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述吸收转化剂各成分所占质量百分比为：尿素占18%、氨基磺酸占16%、三乙醇胺占15%、氧化镁占10%、氧化锌占8%、氧化钙占5%、剩余为液体石蜡。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述电热板加热速度为2℃/分钟。

对比例1

与实施例1的区别仅在于，抛光液的制备中省略表面活性剂的添加，其余保持一致。

对比例2

与实施例2的区别仅在于，抛光液的制备中省略吸收转化剂的添加，其余保持一致。

对比例3

与实施例3的区别仅在于，铝制品抛光处理中一步进行，其余保持一致。

对比实验

分别使用实施例1-3和对比例1-3的方法对铝制品进行抛光处理，同时以现有的对铝制品抛光处理方法作为对照，处理同样的铝制品，将各组处理结果记录如下表所示：

由此可见：本发明从化学抛光基础液的选择、抛光液中添加成分的选择、抛光液中添加成分含量的优化、抛光工艺条件的优化等方面来解决现有的问题。

Claims

1.一种铝制品加工中表面抛光处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述一种铝制品加工中表面抛光处理方法，其特征在于，

所述抛光液可反复使用3-5次，进一步可回收利用。

3.如权利要求1所述一种铝制品加工中表面抛光处理方法，其特征在于，步骤（2）中所述表面活性剂按照质量百分比计由以下成分组成：松油酸钾占15-20%、二乙二醇单月桂酸酯占12-15%、十二烷基硫酸钠占10-12%、十四烷基苯磺酸钠占8-10%、剩余为油酸。

4.如权利要求1所述一种铝制品加工中表面抛光处理方法，其特征在于，步骤（2）中所述吸收转化剂各成分所占质量百分比为：尿素占15-18%、氨基磺酸占14-16%、三乙醇胺占13-15%、氧化镁占8-10%、氧化锌占6-8%、氧化钙占3-5%、剩余为液体石蜡。

5.如权利要求1所述一种铝制品加工中表面抛光处理方法，其特征在于，步骤（2）中所述电热板加热速度为1-2℃/分钟。