CN112831788A - 一种铝合金抛光处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金抛光处理工艺；涉及铝合金处理技术领域，包括以下步骤：（1）得到脱脂铝合金件；（2）得到预处理铝合金件；（3）配制抛光液；（4）将抛光液预热至60‑70℃，保温；（5）将预热后的抛光液添加到真空浸渍反应釜中，然后再将预处理铝合金件添加到预热的抛光液中，保温浸渍处理10‑14min，然后进行过滤，水洗至中性，真空干燥至恒重，即可；本发明方工艺对铝合金的抛光处理具有较高的抛光速率，能够达到更好的抛光效果。
Description
技术领域
本发明属于铝合金处理技术领域，特别是一种铝合金抛光处理工艺。
背景技术
随着铝合金在日常应用的日趋广泛， 人们对铝合金的要求也在不断提高， 不但要求其具有较高的机械性能， 还要求有优良的装饰外观和抗腐蚀性能， 为满足这种要求，合理、 先进的铝合金表面处理技术正在逐步被人们研制和应用。化学抛光是铝及其合金表面处理中的一个重要工序，目前，铝合金的化学抛光剂主要有酸性溶液和碱性溶液两大类。现有的碱性抛光剂是强碱性的溶液，主要通过采用氢氧化钠，操作温度高，通常在100℃以上，抛光时碱雾严重，影响操作环境，对铝腐蚀严重，金属失重大，出光速度慢，且需要较浓的酸作后处理以清除碱洗后留下的黑膜，提高表面光亮度，工序较多，因此，需要对现有技术进行进一步的改进，来改善抛光效果，降低污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金抛光处理工艺，以解决现有技术中的不足。
本发明采用的技术方案如下：
一种铝合金抛光处理工艺，包括以下步骤：
（1）将待处理的铝合金件放入丙酮中，加热至82-86℃，保温搅拌30min，然后取出，清洗，烘干至恒重，得到脱脂铝合金件；
（2）将脱脂铝合金件添加到预处理液浸渍35-40min，然后进行超声波处理10-12min，再进行取出，清水洗涤，烘干至恒重，得到预处理铝合金件；
（3）配制抛光液：
将双氧水、羟甲基纤维素钠、亚硝酸钠、硅酸钠、表面活性剂、氢氧化钠添加到去离子水中，搅拌均匀，得到抛光液；
（4）将抛光液预热至60-70℃，保温；
（5）将预热后的抛光液添加到真空浸渍反应釜中，然后再将预处理铝合金件添加到预热的抛光液中，保温浸渍处理10-14min，然后进行过滤，水洗至中性，真空干燥至恒重，即可。
所述铝合金与丙酮混合质量比为1:5。
所述预处理液制备方法为：将硫酸、纳米二氧化硅、硫酸钠依次添加到去离子水中，然后搅拌均匀得到预处理液。
所述预处理液中硫酸质量分数为2.1-2.8%；
纳米二氧化硅质量分数为4-4.5%；
硫酸钠质量分数为8-10%。
所述预处理液浸渍温度为55-60℃。
所述超声波频率为35kHz，功率为500W。
所述双氧水、羟甲基纤维素钠、亚硝酸钠、硅酸钠、表面活性剂、氢氧化钠、去离子水混合重量份比为：12-14:3-5:1.2-1.6:1.2-1.6:3.2-3.8：18-20:60-66；
所述亚硝酸钠、硅酸钠混合重量份比为1:1。
所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚-TX-10；
所述双氧水质量分数为30%。
所述真空浸渍反应釜内温度为62-68℃，真空度为0.012MPa；
所述真空干燥温度为40℃。
有益效果：
本发明方工艺对铝合金的抛光处理具有较高的抛光速率，能够达到更好的抛光效果，而不采用预处理液进行预处理时，抛光速率明显降低，可见，本发明通过进行预处理，能够有效的提高抛光速率，改善抛光效果，通过在抛光液中引入一定量的硝酸钠、硅酸钠，能够一定程度上促进提高抛光速率。本发明工艺能够有效的改善铝合金抛光效果，大幅度的改善了抛光后的表面质量，大幅度的降低了其表面粗糙度。本发明工艺中通过对铝合金件的预处理，能够有效的改善铝合金件抛光想效果，本发明通过采用预处理液进行预处理并以超声波进行辅助处理，能够增加铝合金件表面粗糙度，增加其在后续抛光处理时与抛光液的接触面积，极大的提高了其抛光效率，并且，还能够有效的促进抛光效果，提高铝合金件表面质量，降低了其粗糙度。本发明工艺处理后的铝合金件光泽度大幅度提高，表明本发明工艺对铝合金件的抛光效果具有显著的改善。
具体实施方式
一种铝合金抛光处理工艺，包括以下步骤：
（1）将待处理的铝合金件放入丙酮中，加热至82-86℃，保温搅拌30min，然后取出，清洗，烘干至恒重，得到脱脂铝合金件；
（2）将脱脂铝合金件添加到预处理液浸渍35-40min，然后进行超声波处理10-12min，再进行取出，清水洗涤，烘干至恒重，得到预处理铝合金件；
（3）配制抛光液：
将双氧水、羟甲基纤维素钠、亚硝酸钠、硅酸钠、表面活性剂、氢氧化钠添加到去离子水中，搅拌均匀，得到抛光液；
（4）将抛光液预热至60-70℃，保温；
（5）将预热后的抛光液添加到真空浸渍反应釜中，然后再将预处理铝合金件添加到预热的抛光液中，保温浸渍处理10-14min，然后进行过滤，水洗至中性，真空干燥至恒重，即可。
所述铝合金与丙酮混合质量比为1:5。
所述预处理液制备方法为：将硫酸、纳米二氧化硅、硫酸钠依次添加到去离子水中，然后搅拌均匀得到预处理液。
所述预处理液中硫酸质量分数为2.1-2.8%；
纳米二氧化硅质量分数为4-4.5%；
硫酸钠质量分数为8-10%。
所述预处理液浸渍温度为55-60℃。
所述超声波频率为35kHz，功率为500W。
所述双氧水、羟甲基纤维素钠、亚硝酸钠、硅酸钠、表面活性剂、氢氧化钠、去离子水混合重量份比为：12-14:3-5:1.2-1.6:1.2-1.6:3.2-3.8：18-20:60-66；
所述亚硝酸钠、硅酸钠混合重量份比为1:1。
所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚-TX-10；
所述双氧水质量分数为30%。
所述真空浸渍反应釜内温度为62-68℃，真空度为0.012MPa；
所述真空干燥温度为40℃。
下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种铝合金抛光处理工艺，包括以下步骤：
（1）将待处理的铝合金件放入丙酮中，加热至82℃，保温搅拌30min，然后取出，清洗，烘干至恒重，得到脱脂铝合金件；所述铝合金与丙酮混合质量比为1:5。
（2）将脱脂铝合金件添加到预处理液浸渍35min，然后进行超声波处理10min，再进行取出，清水洗涤，烘干至恒重，得到预处理铝合金件；所述预处理液制备方法为：将硫酸、纳米二氧化硅、硫酸钠依次添加到去离子水中，然后搅拌均匀得到预处理液。所述预处理液中硫酸质量分数为2.1%；纳米二氧化硅质量分数为4%；硫酸钠质量分数为8%。所述预处理液浸渍温度为55℃。所述超声波频率为35kHz，功率为500W。
（3）配制抛光液：
将双氧水、羟甲基纤维素钠、亚硝酸钠、硅酸钠、表面活性剂、氢氧化钠添加到去离子水中，搅拌均匀，得到抛光液；所述双氧水、羟甲基纤维素钠、亚硝酸钠、硅酸钠、表面活性剂、氢氧化钠、去离子水混合重量份比为：12:3:1.2:1.2:3.2：18:60；所述亚硝酸钠、硅酸钠混合重量份比为1:1。所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚-TX-10；所述双氧水质量分数为30%。
（4）将抛光液预热至60℃，保温；
（5）将预热后的抛光液添加到真空浸渍反应釜中，然后再将预处理铝合金件添加到预热的抛光液中，保温浸渍处理10min，然后进行过滤，水洗至中性，真空干燥至恒重，即可。所述真空浸渍反应釜内温度为62℃，真空度为0.012MPa；所述真空干燥温度为40℃。
实施例2
一种铝合金抛光处理工艺，包括以下步骤：
（1）将待处理的铝合金件放入丙酮中，加热至86℃，保温搅拌30min，然后取出，清洗，烘干至恒重，得到脱脂铝合金件；所述铝合金与丙酮混合质量比为1:5。
（2）将脱脂铝合金件添加到预处理液浸渍40min，然后进行超声波处理12min，再进行取出，清水洗涤，烘干至恒重，得到预处理铝合金件；所述预处理液制备方法为：将硫酸、纳米二氧化硅、硫酸钠依次添加到去离子水中，然后搅拌均匀得到预处理液。所述预处理液中硫酸质量分数为2.8%；纳米二氧化硅质量分数为4.5%；硫酸钠质量分数为10%。所述预处理液浸渍温度为60℃。所述超声波频率为35kHz，功率为500W。
（3）配制抛光液：
将双氧水、羟甲基纤维素钠、亚硝酸钠、硅酸钠、表面活性剂、氢氧化钠添加到去离子水中，搅拌均匀，得到抛光液；所述双氧水、羟甲基纤维素钠、亚硝酸钠、硅酸钠、表面活性剂、氢氧化钠、去离子水混合重量份比为：14:5:1.6:1.6:3.8：20:66；所述亚硝酸钠、硅酸钠混合重量份比为1:1。所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚-TX-10；所述双氧水质量分数为30%。
（4）将抛光液预热至70℃，保温；
（5）将预热后的抛光液添加到真空浸渍反应釜中，然后再将预处理铝合金件添加到预热的抛光液中，保温浸渍处理14min，然后进行过滤，水洗至中性，真空干燥至恒重，即可。所述真空浸渍反应釜内温度为68℃，真空度为0.012MPa；所述真空干燥温度为40℃。
实施例3
一种铝合金抛光处理工艺，包括以下步骤：
（1）将待处理的铝合金件放入丙酮中，加热至83℃，保温搅拌30min，然后取出，清洗，烘干至恒重，得到脱脂铝合金件；所述铝合金与丙酮混合质量比为1:5。
（2）将脱脂铝合金件添加到预处理液浸渍38min，然后进行超声波处理11min，再进行取出，清水洗涤，烘干至恒重，得到预处理铝合金件；所述预处理液制备方法为：将硫酸、纳米二氧化硅、硫酸钠依次添加到去离子水中，然后搅拌均匀得到预处理液。所述预处理液中硫酸质量分数为2.4%；纳米二氧化硅质量分数为4.26%；硫酸钠质量分数为9%。所述预处理液浸渍温度为58℃。所述超声波频率为35kHz，功率为500W。
（3）配制抛光液：
将双氧水、羟甲基纤维素钠、亚硝酸钠、硅酸钠、表面活性剂、氢氧化钠添加到去离子水中，搅拌均匀，得到抛光液；所述双氧水、羟甲基纤维素钠、亚硝酸钠、硅酸钠、表面活性剂、氢氧化钠、去离子水混合重量份比为：13:4:1.5:1.5:3.5：19:62；所述亚硝酸钠、硅酸钠混合重量份比为1:1。所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚-TX-10；所述双氧水质量分数为30%。
（4）将抛光液预热至63℃，保温；
（5）将预热后的抛光液添加到真空浸渍反应釜中，然后再将预处理铝合金件添加到预热的抛光液中，保温浸渍处理12min，然后进行过滤，水洗至中性，真空干燥至恒重，即可。所述真空浸渍反应釜内温度为65℃，真空度为0.012MPa；所述真空干燥温度为40℃。
对相同规格的6061铝合金样片分别采用实施例与对比例方法抛光前后进行称重，计算材料抛光去除率；
表1
对比例1：与实施例3区别为不采用预处理液进行处理；
对比例2：与实施例3区别为抛光液中不添加亚硝酸钠、硅酸钠；
由表1可以看出，本发明方工艺对铝合金的抛光处理具有较高的抛光速率，能够达到更好的抛光效果，而不采用预处理液进行预处理时，抛光速率明显降低，可见，本发明通过进行预处理，能够有效的提高抛光速率，改善抛光效果，通过在抛光液中引入一定量的硝酸钠、硅酸钠，能够一定程度上促进提高抛光速率。
继续上述实验：
利用原子力显微镜 ( atomic force microscope，AFM) 探测铝合金表面抛光精度；
表2
| Ra/nm | |
| 实施例1 | 9.93 |
| 实施例2 | 9.96 |
| 实施例3 | 9.88 |
| 对比例1 | 13.58 |
对比例1：与实施例3区别为不采用预处理液进行处理；
表2可以看出，本发明工艺能够有效的改善铝合金抛光效果，大幅度的改善了抛光后的表面质量，大幅度的降低了其表面粗糙度。
以实施例3方法处理后的6061铝合金件为基础试样，对比预处理时不同超声波频率对抛光后表面精度影响；
表3
| 超声波频率/kHz | Ra/nm |
| 30 | 10.24 |
| 35 | 9.88 |
| 40 | 11.03 |
由表3可以看出，本发明工艺中通过对铝合金件的预处理，能够有效的改善铝合金件抛光想效果，本发明通过采用预处理液进行预处理并以超声波进行辅助处理，能够增加铝合金件表面粗糙度，增加其在后续抛光处理时与抛光液的接触面积，极大的提高了其抛光效率，并且，还能够有效的促进抛光效果，提高铝合金件表面质量，降低了其粗糙度。
光泽度测试
采用型号为AG60的镜像光泽度仪对实施例与对比例处理后的6061铝合金试样的中心和四角五个点进行光泽度测试，并取五次测试结果的平均值作为所测铝板的光泽度，光泽度数值保留三位数字；
抛光前：光泽度/Gs：75.9；
表4
| 光泽度/Gs | |
| 实施例1 | 240 |
| 实施例2 | 240 |
| 实施例3 | 241 |
| 对比例1 | 213 |
对比例1：与实施例3区别为不采用预处理液进行处理；
由表4可以看出，本发明工艺处理后的铝合金件光泽度大幅度提高，表明本发明工艺对铝合金件的抛光效果具有显著的改善。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种铝合金抛光处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将待处理的铝合金件放入丙酮中，加热至82-86℃，保温搅拌30min，然后取出，清洗，烘干至恒重，得到脱脂铝合金件；
（2）将脱脂铝合金件添加到预处理液浸渍35-40min，然后进行超声波处理10-12min，再进行取出，清水洗洗涤，烘干至恒重，得到预处理铝合金件；
（3）配制抛光液：
将双氧水、羟甲基纤维素钠、亚硝酸钠、硅酸钠、表面活性剂、氢氧化钠添加到去离子水中，搅拌均匀，得到抛光液；
（4）将抛光液预热至60-70℃，保温；
（5）将预热后的抛光液添加到真空浸渍反应釜中，然后再将预处理铝合金件添加到预热的抛光液中，保温浸渍处理10-14min，然后进行过滤，水洗至中性，真空干燥至恒重，即可。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金抛光处理工艺，其特征在于：所述铝合金与丙酮混合质量比为1:5。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金抛光处理工艺，其特征在于：所述预处理液制备方法为：将硫酸、纳米二氧化硅、硫酸钠依次添加到去离子水中，然后搅拌均匀得到预处理液。
4.根据权利要求3所述的一种铝合金抛光处理工艺，其特征在于：所述预处理液中硫酸质量分数为2.1-2.8%；
纳米二氧化硅质量分数为4-4.5%；
硫酸钠质量分数为8-10%。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金抛光处理工艺，其特征在于：所述预处理液浸渍温度为55-60℃。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金抛光处理工艺，其特征在于：所述超声波频率为35kHz，功率为500W。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金抛光处理工艺，其特征在于：所述双氧水、羟甲基纤维素钠、亚硝酸钠、硅酸钠、表面活性剂、氢氧化钠、去离子水混合重量份比为：12-14:3-5:1.2-1.6:1.2-1.6:3.2-3.8：18-20:60-66；
所述亚硝酸钠、硅酸钠混合重量份比为1:1。
8.根据权利要求1或7所述的一种铝合金抛光处理工艺，其特征在于：所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚-TX-10；
所述双氧水质量分数为30%。
9.根据权利要求1所述的一种铝合金抛光处理工艺，其特征在于：所述真空浸渍反应釜内温度为62-68℃，真空度为0.012MPa；
所述真空干燥温度为40℃。
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