酸蝕鋁型材表面預(yù)處理技術(shù)的應(yīng)用(一)
近年來(lái),鋁合金亞光型材生產(chǎn)和銷(xiāo)售量越來(lái)越大,市場(chǎng)占有率在80%以上。目前亞光型材生產(chǎn)普遍使用堿蝕方法,鋁溶損在3%-5%之間,造成巨大資源浪費(fèi),而且大大增加了環(huán)保治理難度,加重了企業(yè)的“三廢”處理負(fù)擔(dān)。酸蝕技術(shù)是針對(duì)堿蝕方法的不足而研制開(kāi)發(fā)的,在原理上完全有別于堿蝕亞光砂面處理。工藝主要采用了獨(dú)特的使鋁型材表面產(chǎn)生高度均勻的、高密度分子點(diǎn)腐蝕,通過(guò)改善型材表面凹凸處的物質(zhì)結(jié)構(gòu),從而達(dá)到平整表面和消除冶金工藝造成的表面缺陷的效果(如能消除擠壓痕、掩蓋焊合線、緩和粗大晶粒等缺陷),使鋁型材表面平整細(xì)膩,金屬光澤柔和,大大提高了鋁型材的表面質(zhì)量。采用酸蝕亞光工藝,鋁溶損在0.5%-0.8%之間,使生產(chǎn)成本降低到傳統(tǒng)亞光工藝的二分之一以下,生產(chǎn)效率又有大幅度的增加,具有很大的實(shí)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
2、酸蝕機(jī)理
酸蝕是在特定條件下的化學(xué)浸蝕。鋁型材接觸蝕液,在很短時(shí)間內(nèi)迅速反應(yīng)生成絡(luò)合物,反應(yīng)方程如下:
3F-+A1-A1F3
6F-+A13+-A1.F63-
A1F63-+A12O3.3H2O-A13(OH)3F6+30H-
生成的絡(luò)合物且具有一定的粘度,容易附著于鋁基體表面,形成一種保護(hù)膜。擠壓型材一般都有許多輕微的模痕,在高倍顯微鏡下觀察呈峰狀,粘附于鋁基體的保護(hù)膜在凹處較厚,凸處較薄,薄處接觸酸蝕液的幾率較大,能繼續(xù)較快地進(jìn)行溶解反應(yīng);厚處受到粘附物的屏蔽而使?jié)庖悍磻?yīng)速度放慢,由于凹凸部位溶解速度的不同,從而達(dá)到平整表面、消除擠壓痕的(砂面)亞光效果。緩解粗晶和焊合線與酸蝕的特定性能有直接關(guān)系,在鋁型材生產(chǎn)中,粗晶和焊合線與模具、擠壓工藝及鑄棒均勻化有很大關(guān)系,氧化預(yù)處理時(shí),堿蝕程度越深,粗晶和焊合線就越嚴(yán)重。由于酸蝕速度快,時(shí)間短,在還未出現(xiàn)嚴(yán)重粗晶和焊合線的情況下,反應(yīng)就已結(jié)束,因此酸蝕工藝能有效緩解粗晶和焊合線。
酸蝕添加劑在酸蝕工藝中主要作用有以下幾個(gè)方面:(1)緩蝕作用:由于F-與自然氧化膜及鋁基體反應(yīng)速度很快,且反應(yīng)劇烈,容易出現(xiàn)粗晶和焊合線等表面質(zhì)量缺陷。為了既能保持一定反應(yīng)速度,又不至于造成質(zhì)量缺陷,添加葡萄酸鈉、檸檬酸鈉、甘油等有機(jī)化合物來(lái)抑制酸蝕反應(yīng)速度,從而達(dá)到緩蝕效果。(2)整平作用:擠壓型材有許多輕微的模痕,在高倍鏡下觀察呈山峰一般,加入磷酸三鈉、硅藻土、多元醇等化合物,可使型材模痕谷底受到保護(hù),尖峰磨平,從而達(dá)到整平效果。(3)促進(jìn)作用:加入促進(jìn)劑可使酸蝕添加劑充分?jǐn)U散到槽液中去,且有效進(jìn)入被絡(luò)合物覆蓋的鋁基體表面內(nèi)層,使反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行,以免造成型材腐蝕不勻。(4)表面活性劑作用;加入十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉等表面活性劑可進(jìn)一步增強(qiáng)除油能力,以及在槽液表面產(chǎn)生一層泡沫,抑制熱量損失及槽液揮發(fā),更重要作用是增加槽液穩(wěn)定性,這是因?yàn)閹ж?fù)電荷的表面活性劑能吸附在微粒周?chē)?,使微粒產(chǎn)生靜電反力,從而使微粒能很好地懸浮在槽液中不易沉淀。(5)金屬離子作用:加入Cu2+、Ag+等金屬離子可防止過(guò)腐蝕,使砂面效果更細(xì)膩、均勻、砂面清晰。
3、試驗(yàn)
3.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>
通過(guò)對(duì)鋁型材進(jìn)行酸蝕、堿蝕工藝試驗(yàn),比較兩種工藝獲得的型材表面質(zhì)量以及生產(chǎn)過(guò)程中溶鋁量的大小。
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