CN110079847A - 一种高效环保型去除铝合金碱灰的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铝合金表面处理领域，涉及一种高效环保型去除铝合金碱灰的方法，包括坯料上架、硫酸脱脂、碱蚀、除灰、阳极氧化和封孔干燥，其中除灰工艺为将碱蚀后的铝合金型材置于放置120‑220g/L的硫酸溶液的防腐槽中浸渍0.1～3min，防腐槽放置在超声设备中，通过环保型硫酸配合超声波用于铝合金碱蚀后碱灰的去除，提高了除灰效率，同时使用与氧化槽相同成份的硫酸进行除灰，能避免有害物质进入氧化槽，提高氧化槽使用寿命，既解决了环境问题，又降低了生产成本。

Description

一种高效环保型去除铝合金碱灰的方法
技术领域
本发明属于铝合金表面处理领域，涉及一种高效环保型去除铝合金碱灰的方法，尤其涉及一种针对2系铝合金、7系铝合金、压铸件等高硅合金碱蚀后表面碱灰的去除方法。
背景技术
铝合金除灰又称中和或出光，挂灰一般源于氧化前处理的碱洗工序，灰份主要由一些不溶于碱洗液的锰、铜、铁、硅等合金元素及其合金间化合物组成，这些物质产生后会沉积在铝合金表面，形成一层灰褐色或灰黑色的挂灰。这些挂灰工件进入氧化槽前，必须在中和槽内将表面挂灰除尽，否则将导致氧化膜疏松，光亮度下降，甚至污染氧化槽。生产中，对于2系铝合金、7系铝合金及压铸铝等碱蚀后挂灰严重的铝合金通常采用硝酸处理碱灰，但硝酸槽液挥发出来的硝酸蒸汽及其分解产物对空气及车间设备都存在一定污染及腐蚀，影响现场人员的健康及安全。
常规铝合金氧化前处理一般为硫酸法、硝酸法、硫酸+添加剂法。硫酸法除灰工艺具有生产成本低、经济效益好的优点。但由于硫酸是非氧化性酸，对于碱灰的溶解速度较慢且难以彻底除尽，长时间除灰易发生雪花状腐蚀斑点。采用硝酸法虽可溶尽多数挂灰，使铝材获得清洁、光亮表面，但硝酸溶液挥发出来的硝酸蒸汽及其分解产物对空气及车间设备都存在一定污染及腐蚀，环保成本较高。硫酸+添加剂法(添加剂一般为三氧化铬、氟化氢胺、氨基磺酸等)弥补了硫酸氧化性弱除灰性差，硝酸除灰力强但污染环境的缺点，但对除灰后水洗条件与工艺要求较高，否则除灰槽液将会随料进入氧化槽，进而污染氧化槽。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决现有技术中碱灰处理方法效率低、环保型差、容易污染氧化槽，降低氧化槽使用寿命的问题，提供一种高效环保型去除铝合金碱灰的方法。
为达到上述目的，本发明提供一种高效环保型去除铝合金碱灰的方法，包括以下步骤：
A、坯料上架：按照阳极氧化料上料要求将铝合金型材进行上架；
B、硫酸脱脂：将铝合金型材置于180-220g/L的硫酸溶液中浸渍1～3min后取出；
C、碱蚀：将硫酸脱脂后的铝合金型材置于50-80g/L的氢氧化钠溶液中浸渍10～60s，浸渍温度为50-60℃；
D、除灰：将碱蚀后的铝合金型材置于放置120-220g/L的硫酸溶液的防腐槽中浸渍0.1～3min，防腐槽放置在超声设备中，其中超声设备型号为YQ-820C，内槽尺寸为300*300*150mm，超声频率为40kHz，超声功率为360W；
E、阳极氧化：将水洗后的铝合金型材置于装有氧化电解液的氧化槽内电解，电解温度为10～30℃，其中以铝合金型材作为阳极，以铅板作为阴极，使得阳极氧化后铝合金型材表面形成氧化膜；
F、封孔干燥：将阳极氧化后的铝合金型材浸渍在60～80℃的水中35～50min，沥干表面水分进行封孔，封孔后的铝合金型材在60～75℃环境下干燥3～8h。
进一步，步骤D中超声设备上依次连接有过滤泵和过滤器，过滤器的进液口和出液口处均可拆卸安装有过滤网。
进一步，步骤D防腐槽中加入50-100g/L的六价铁盐和10-50g/L的六价铁盐。
进一步，步骤D防腐槽中加入20-100g/L的有机络合酸，其中有机络合酸为柠檬酸、酒石酸、氨基乙酸或苹果酸的一种或者多种。
进一步，步骤E中电解液为150-220g/L的硫酸溶液。
本发明的有益效果在于：
1、本发明所公开的高效环保型去除铝合金碱灰的方法，使用环保型硫酸配合超声波用于铝合金碱蚀后碱灰的去除，除灰效果好，同时也提高了除灰效率，能更好地保护铝合金表面，环保效益显著。同时使用与氧化槽相同成份的硫酸进行除灰，能避免有害物质进入氧化槽，提高氧化槽使用寿命。既解决了环境问题，又降低了生产成本。
2、本发明所公开的高效环保型去除铝合金碱灰的方法，不仅适用于常规六系铝合金，更适用于二系铝合金、七系铝合金、压铸铝的碱蚀后除灰。同时防腐槽配备过滤系统，降低防腐槽杂质含量，确保除灰效果稳定。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明高效环保型去除铝合金碱灰的方法所使用除灰装置的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1所示的高效环保型去除铝合金碱灰的方法所使用除灰装置，包括用于对铝合金型材除灰的防腐槽，防腐槽置于超声波振动器中，超声波振动器的振动有助于防腐槽内硫酸溶液与铝合金型材的充分接触，将铝合金型材上不溶于碱液的灰份充分去除。防腐槽底部开设有出液口，防腐槽上部开设有进液口，出液口和进液口之间的管道上依次连接过滤泵和过滤器，过滤器的进液口和出液口处均可拆卸安装有过滤网。过滤器起到过滤防腐槽内杂质的作用。其中超超声波振动器型号为YQ-820C，内槽尺寸为300*300*150mm，超声频率为40kHz，超声功率为360W。
实施例1
以2024铝合金为例，高效环保型去除2024铝合金型材表面碱灰的方法，包括以下步骤：
A、坯料上架：按照阳极氧化料上料要求将铝合金型材进行上架，确保铝合金型材导电良好；
B、硫酸脱脂：将铝合金型材置于180-220g/L的硫酸溶液中浸渍1～3min后取出；
C、碱蚀：将硫酸脱脂后的铝合金型材置于50-80g/L的氢氧化钠溶液中浸渍10～60s，浸渍温度为50-60℃；
D、除灰：将碱蚀后的铝合金型材置于放置120-160g/L的硫酸溶液的防腐槽中浸渍30～90s，防腐槽放置在超声振动器中，超声振动器上依次连接有过滤泵和过滤器，过滤器的进液口和出液口处均可拆卸安装有过滤网；
E、阳极氧化：将水洗后的铝合金型材置于装有氧化电解液的氧化槽内电解，电解温度为10～30℃，其中以铝合金型材作为阳极，以铅板作为阴极，使得阳极氧化后铝合金型材表面形成氧化膜，其中电解液为150-220g/L的硫酸溶液；
F、封孔干燥：将阳极氧化后的铝合金型材浸渍在60～80℃的水中35～50min，沥干表面水分进行封孔，封孔后的铝合金型材在60～75℃环境下干燥3～8h。
实施例2
以7015铝合金为例，高效环保型去除7015铝合金型材表面碱灰的方法，包括以下步骤：
A、坯料上架：按照阳极氧化料上料要求将铝合金型材进行上架，确保铝合金型材导电良好；
B、硫酸脱脂：将铝合金型材置于180-220g/L的硫酸溶液中浸渍1～3min后取出；
C、碱蚀：将硫酸脱脂后的铝合金型材置于50-80g/L的氢氧化钠溶液中浸渍10～60s，浸渍温度为50-60℃；
D、除灰：将碱蚀后的铝合金型材置于放置160-220g/L的硫酸溶液的防腐槽中浸渍10～60s，防腐槽放置在超声振动器中，超声振动器上依次连接有过滤泵和过滤器，过滤器的进液口和出液口处均可拆卸安装有过滤网；
E、阳极氧化：将水洗后的铝合金型材置于装有氧化电解液的氧化槽内电解，电解温度为10～30℃，其中以铝合金型材作为阳极，以铅板作为阴极，使得阳极氧化后铝合金型材表面形成氧化膜，其中电解液为150-220g/L的硫酸溶液；
F、封孔干燥：将阳极氧化后的铝合金型材浸渍在60～80℃的水中35～50min，沥干表面水分进行封孔，封孔后的铝合金型材在60～75℃环境下干燥3～8h。
实施例3
以压铸铝件为例，高效环保型去除压铸铝件表面碱灰的方法，包括以下步骤：
A、坯料上架：按照阳极氧化料上料要求将铝合金型材进行上架，确保铝合金型材导电良好；
B、硫酸脱脂：将铝合金型材置于180-220g/L的硫酸溶液中浸渍1～3min后取出；
C、碱蚀：将硫酸脱脂后的铝合金型材置于50-80g/L的氢氧化钠溶液中浸渍10～60s，浸渍温度为50-60℃；
D、除灰：将碱蚀后的铝合金型材置于放置160-220g/L的硫酸溶液的防腐槽中浸渍10～120s，防腐槽放置在超声振动器中，超声振动器上依次连接有过滤泵和过滤器，过滤器的进液口和出液口处均可拆卸安装有过滤网；
E、阳极氧化：将水洗后的铝合金型材置于装有氧化电解液的氧化槽内电解，电解温度为10～30℃，其中以铝合金型材作为阳极，以铅板作为阴极，使得阳极氧化后铝合金型材表面形成氧化膜，其中电解液为150-220g/L的硫酸溶液；
F、封孔干燥：将阳极氧化后的铝合金型材浸渍在60～80℃的水中35～50min，沥干表面水分进行封孔，封孔后的铝合金型材在60～75℃环境下干燥3～8h。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于，步骤D防腐槽中加入50-100g/L的六价铁盐、10-50g/L的六价铁盐以及20-100g/L的有机络合酸，其中有机络合酸为柠檬酸、酒石酸、氨基乙酸或苹果酸的一种或者多种。
六价铁盐具有超强的氧化性，高铁酸盐配合硫酸自身的除灰作用，用于除去铝合金型材的大部分灰份，包括铝材中由于锰、铜、铁等合金元素所产生的挂灰以及化学抛光后表面析出的单质铜等挂灰，且利用六价铁离子的吸附能力，吸附染料灰；同时选用三价铁成份抑制六价铁的还原转化，提高氧化槽寿命；采用具有络合性的有机酸(柠檬酸、酒石酸、氨基乙酸、苹果酸)络合杂质的金属离子，防止干扰，进一步延长氧化槽的寿命；而且由于强氧化剂对纯铝表面有钝化作用，能抑制酸性物质对铝表面的腐蚀，从而起到对铝材表面保护作用，除灰的过程对铝材无腐蚀作用；且硫酸的作用还在于抑制槽液的PH值升高，延长槽液的寿命。
实施例1～4经除灰后的合金表面光亮，无碱灰残留，表面无任何腐蚀斑点出现。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种高效环保型去除铝合金碱灰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、坯料上架：按照阳极氧化料上料要求将铝合金型材进行上架；
B、硫酸脱脂：将铝合金型材置于180-220g/L的硫酸溶液中浸渍1～3min后取出；
C、碱蚀：将硫酸脱脂后的铝合金型材置于50-80g/L的氢氧化钠溶液中浸渍10～60s，浸渍温度为50-60℃；
D、除灰：将碱蚀后的铝合金型材置于放置120-220g/L的硫酸溶液的防腐槽中浸渍0.1～3min，防腐槽放置在超声设备中，其中超声设备型号为YQ-820C，内槽尺寸为300*300*150mm，超声频率为40kHz，超声功率为360W；
E、阳极氧化：将水洗后的铝合金型材置于装有氧化电解液的氧化槽内电解，电解温度为10～30℃，其中以铝合金型材作为阳极，以铅板作为阴极，使得阳极氧化后铝合金型材表面形成氧化膜；
F、封孔干燥：将阳极氧化后的铝合金型材浸渍在60～80℃的水中35～50min，沥干表面水分进行封孔，封孔后的铝合金型材在60～75℃环境下干燥3～8h。
2.如权利要求1所述高效环保型去除铝合金碱灰的方法，其特征在于，步骤D中超声设备上依次连接有过滤泵和过滤器，过滤器的进液口和出液口处均可拆卸安装有过滤网。
3.如权利要求2所述高效环保型去除铝合金碱灰的方法，其特征在于，步骤D防腐槽中加入50-100g/L的六价铁盐和10-50g/L的六价铁盐。
4.如权利要求3所述高效环保型去除铝合金碱灰的方法，其特征在于，步骤D防腐槽中加入20-100g/L的有机络合酸，其中有机络合酸为柠檬酸、酒石酸、氨基乙酸或苹果酸的一种或者多种。
5.如权利要求4所述高效环保型去除铝合金碱灰的方法，其特征在于，步骤E中电解液为150-220g/L的硫酸溶液。
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