鋁型材酸蝕表麵預處理技術的應用

發布日期：2026-03-25 20:52:23 瀏覽量：1574

1、工藝簡介
　　
　　近年來，鋁合金亞光型材生產和銷售量越來越大，市場占有率在80%以上。目前亞光型材生產普遍使用堿蝕方法，鋁溶損在3%-5%之間，造成巨大資源浪費，而且大大增加了環保治理難度，加重了企業的“三廢”處理負擔。酸蝕技術是針對堿蝕方法的不足而研製開發的，在原理上完全有別於堿蝕亞光砂麵處理。工藝主要采用了獨特的使鋁型材表麵產生高度均勻的、高密度分子點腐蝕，通過改善型材表麵凹凸處的物質結構，從而達到平整表麵和消除冶金工藝造成的表麵缺陷的效果(如能消除擠壓痕、掩蓋焊合線、緩和粗大晶粒等缺陷)，使鋁型材表麵平整細膩，金屬光澤柔和，大大提高了鋁型材的表麵質量。采用酸蝕亞光工藝，鋁溶損在0.5%-0.8%之間，使生產成本降低到傳統亞光工藝的二分之一以下，生產效率又有大幅度的增加，具有很大的實用和經濟價值。
　　
　　2、酸蝕機理
　　
　　酸蝕是在特定條件下的化學浸蝕。鋁型材接觸蝕液，在很短時間內迅速反應生成絡合物，反應方程如下：
　　
　　3F-+Al-AlF3
　　
　　6F-+Al3+-Al.F63-
　　
　　AlF63-+Al2O3.3H2O-Al3(OH)3F6+3OH-
　　
　　生sheng成cheng的de絡luo合he物wu且qie具ju有you一yi定ding的de粘zhan度du，容rong易yi附fu著zhe於yu鋁lv基ji體ti表biao麵mian，形xing成cheng一yi種zhong保bao護hu膜mo。擠ji壓ya型xing材cai一yi般ban都dou有you許xu多duo輕qing微wei的de模mo痕hen，在zai高gao倍bei顯xian微wei鏡jing下xia觀guan察cha呈cheng峰feng狀zhuang，粘zhan附fu於yu鋁lv基ji體ti的de保bao護hu膜mo在zai凹ao處chu較jiao厚hou，凸tu處chu較jiao薄bo，薄bo處chu接jie觸chu酸suan蝕shi液ye的de幾ji率lv較jiao大da，能neng繼ji續xu較jiao快kuai地di進jin行xing溶rong解jie反fan應ying；厚處受到粘附物的屏蔽而使濃液反應速度放慢，由於凹凸部位溶解速度的不同，從而達到平整表麵、消除擠壓痕的(砂麵)亞光效果。緩解粗晶和焊合線與酸蝕的特定性能有直接關係，在鋁型材生產中，粗晶和焊合線與模具、擠ji壓ya工gong藝yi及ji鑄zhu棒bang均jun勻yun化hua有you很hen大da關guan係xi，氧yang化hua預yu處chu理li時shi，堿jian蝕shi程cheng度du越yue深shen，粗cu晶jing和he焊han合he線xian就jiu越yue嚴yan重zhong。由you於yu酸suan蝕shi速su度du快kuai，時shi間jian短duan，在zai還hai未wei出chu現xian嚴yan重zhong粗cu晶jing和he焊han合he線xian的de情qing況kuang下xia，反fan應ying就jiu已yi結jie束shu，因yin此ci酸suan蝕shi工gong藝yi能neng有you效xiao緩huan解jie粗cu晶jing和he焊han合he線xian。
　　
　　酸蝕添加劑在酸蝕工藝中主要作用有以下幾個方麵：(1)緩蝕作用：由於F-yuziranyanghuamojilvjitifanyingsuduhenkuai，qiefanyingjulie，rongyichuxiancujinghehanhexiandengbiaomianzhiliangquexian。weilejinengbaochiyidingfanyingsudu，youbuzhiyuzaochengzhiliangquexian，tianjiaputaosuanna、檸檬酸鈉、甘油等有機化合物來抑製酸蝕反應速度，從而達到緩蝕效果。(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、矽藻土、多元醇等化合物，可使型材模痕穀底受到保護，尖峰磨平，從而達到整平效果。(3)促進作用：加jia入ru促cu進jin劑ji可ke使shi酸suan蝕shi添tian加jia劑ji充chong分fen擴kuo散san到dao槽cao液ye中zhong去qu，且qie有you效xiao進jin入ru被bei絡luo合he物wu覆fu蓋gai的de鋁lv基ji體ti表biao麵mian內nei層ceng，使shi反fan應ying得de以yi繼ji續xu進jin行xing，以yi免mian造zao成cheng型xing材cai腐fu蝕shi不bu勻yun。(4)表麵活性劑作用；加入十二烷基苯磺酸鈉、十(shi)二(er)烷(wan)基(ji)硫(liu)酸(suan)鈉(na)等(deng)表(biao)麵(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)可(ke)進(jin)一(yi)步(bu)增(zeng)強(qiang)除(chu)油(you)能(neng)力(li)，以(yi)及(ji)在(zai)槽(cao)液(ye)表(biao)麵(mian)產(chan)生(sheng)一(yi)層(ceng)泡(pao)沫(mo)，抑(yi)製(zhi)熱(re)量(liang)損(sun)失(shi)及(ji)槽(cao)液(ye)揮(hui)發(fa)，更(geng)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)是(shi)增(zeng)加(jia)槽(cao)液(ye)穩(wen)定(ding)性(xing)，這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)帶(dai)負(fu)電(dian)荷(he)的(de)表(biao)麵(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)能(neng)吸(xi)附(fu)在(zai)微(wei)粒(li)周(zhou)圍(wei)，使(shi)微(wei)粒(li)產(chan)生(sheng)靜(jing)電(dian)反(fan)力(li)，從(cong)而(er)使(shi)微(wei)粒(li)能(neng)很(hen)好(hao)地(di)懸(xuan)浮(fu)在(zai)槽(cao)液(ye)中(zhong)不(bu)易(yi)沉(chen)澱(dian)。(5)金屬離子作用：加入Cu2+、Ag+等金屬離子可防止過腐蝕，使砂麵效果更細膩、均勻、砂麵清晰。
　　
　　3、試驗
　　
　　3.1試驗目的
　　
　　通過對鋁型材進行酸蝕、堿蝕工藝試驗，比較兩種工藝獲得的型材表麵質量以及生產過程中溶鋁量的大小。
　　
　　3.2試驗材料
　　
　　取同一批次、同一型號尺寸的幕牆型材作為試驗材料。幕牆型材特別是幾何尺寸大、壁厚較厚的型材，很容易在傳統堿蝕後出現粗晶和焊合線等缺陷，做酸蝕、堿蝕工藝試驗對比，具有一定代表性。
　　
　　3.3試驗內容
　　
　　3.3.1堿蝕工藝試驗
　　
　　取兩件試樣在堿蝕液中進行堿蝕處理，其它工序按常規氧化工藝操作。
　　
　　3.3.2酸蝕工藝試驗
　　
　　取兩件試樣在酸蝕液中進行酸蝕處理。型材經過酸蝕、水洗後在堿液中堿洗1min，其它工序按常規氧化工藝操作。
　　
　　3.4試驗結果及分析
　　
　　觀察堿蝕工藝製得的1#、2#樣件表麵狀態。1#樣件表麵砂麵細微，有輕微擠壓痕，粗晶和焊合線不明顯；2#樣件表麵砂麵清晰，看不到擠壓痕，但有輕微粗晶及焊合線暴露。表明隨著堿蝕時間的增長，型材表麵擠壓痕被蝕平，砂麵更細致、均勻，但容易暴露出粗晶及焊合線等缺陷。
　　
　　觀察酸蝕工藝製得的3#、4#樣件表麵狀態。兩個樣件表麵質量相差無幾，都表現為砂麵細膩、柔和，基本看不到擠壓痕、粗(cu)晶(jing)及(ji)焊(han)合(he)線(xian)的(de)存(cun)在(zai)。表(biao)明(ming)酸(suan)蝕(shi)工(gong)藝(yi)能(neng)使(shi)型(xing)材(cai)在(zai)幾(ji)分(fen)鍾(zhong)內(nei)獲(huo)得(de)質(zhi)量(liang)好(hao)的(de)砂(sha)麵(mian)狀(zhuang)態(tai)，擠(ji)壓(ya)痕(hen)被(bei)消(xiao)除(chu)，能(neng)有(you)效(xiao)遮(zhe)蓋(gai)焊(han)合(he)線(xian)，緩(huan)解(jie)粗(cu)晶(jing)現(xian)象(xiang)，而(er)且(qie)隨(sui)著(zhe)酸(suan)蝕(shi)時(shi)間(jian)的(de)增(zeng)長(chang)，型(xing)材(cai)表(biao)麵(mian)不(bu)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)過(guo)腐(fu)蝕(shi)。
　　
　　測量1#、2#樣件氧化前壁厚為3.0mm，氧化後1#樣件測得壁厚為2.96mm，壁厚損失0.04mm；2#樣件測得壁厚為2.92mm，壁厚損失0.08mm.表明堿蝕時間的增長，型材腐蝕量增大，生產砂麵亞光型材，堿蝕溶鋁量在3%以上。
　　
　　測量3#、4#樣件氧化前壁厚為3.0mm，氧化後3#樣件測得壁厚不少於2.99mm，壁厚損失不超過0.01mm；4#樣件測得壁厚為2.99mm，壁厚損失不超過0.01mm.表明酸蝕時間的增長，型材溶鋁量增加很少，生產砂麵亞光型材，酸蝕溶鋁量在0.5%以上。
　　
　　3.5試驗結論
　　
　　從以上試驗結果及分析中可以得出結論：lvxingcaiyanghuabiaomianchulicaiyongsuanshigongyishikexingde。bijiaojianshieryan，yaguangshamianxingcaijingsuanshiwailihoulvcaisunhaoliangdadajiangdi，erqiexingcaibiaomianzhiliangdeyitigao，yuchulishijiansuoduan，shengchanxiaolvtisheng，zonghechengbenxiajiang。
　　
　　4、生產應用
　　
　　4.1工藝流程
　　
　　脫脂-水洗-酸蝕-水洗-堿洗-水洗-水洗-中和-水洗-常規陽極氧化(酸蝕時要循環過濾)
　　
　　鋁型材經脫脂和水漂洗後進入酸蝕工序。酸蝕並經水漂洗後再堿洗30s-1min，以去除表麵粘附的絡合物。水洗、中和後按正常氧化工序完成陽極氧化(著色)及封孔處理。
　　
　　濾(lv)裝(zhuang)置(zhi)，能(neng)有(you)效(xiao)保(bao)證(zheng)槽(cao)液(ye)的(de)除(chu)渣(zha)效(xiao)果(guo)。有(you)的(de)廠(chang)家(jia)循(xun)環(huan)過(guo)濾(lv)裝(zhuang)置(zhi)隻(zhi)是(shi)一(yi)台(tai)板(ban)框(kuang)壓(ya)濾(lv)機(ji)，隨(sui)著(zhe)濾(lv)渣(zha)的(de)增(zeng)多(duo)，槽(cao)液(ye)循(xun)環(huan)流(liu)量(liang)不(bu)夠(gou)，造(zao)成(cheng)除(chu)渣(zha)不(bu)良(liang)，影(ying)響(xiang)槽(cao)液(ye)的(de)使(shi)用(yong)。
　　
　　4.3常見故障及對策
　　
　　(1)表麵有點狀斑
　　
　　型材表麵出現局部點狀斑，說明槽液排渣不良，酸蝕槽有鋁渣，需改進槽液出液法，加大鋁渣回收量。
　　
　　(2)表麵無光澤
　　
　　生產出來的型材表麵粗糙無光，說明酸蝕添加劑中的促進劑含量不足，需補充促進劑含量。
　　
　　(3)表麵有機械紋
　　
　　生產出來的型材表麵有機械紋，說明酸蝕時間不夠，或槽液中酸蝕添加劑含量偏低，需補充氟化氫銨或添加劑含量。
　　
　　(4)表麵過腐蝕
　　
　　型(xing)材(cai)表(biao)麵(mian)出(chu)現(xian)過(guo)腐(fu)蝕(shi)，說(shuo)明(ming)酸(suan)蝕(shi)時(shi)間(jian)太(tai)長(chang)，或(huo)酸(suan)蝕(shi)添(tian)加(jia)劑(ji)中(zhong)的(de)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)及(ji)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)含(han)量(liang)不(bu)足(zu)，需(xu)調(tiao)整(zheng)酸(suan)蝕(shi)時(shi)間(jian)，補(bu)充(chong)槽(cao)液(ye)中(zhong)酸(suan)蝕(shi)添(tian)加(jia)劑(ji)含(han)量(liang)。
　　
　　5、結束語
　　
　　酸蝕表麵預處理技術的應用，收到良好的表麵質量效果和可觀的經濟效益。在提高產品表麵質量，降低生產成本，為高檔化、集約化生產開辟新的途徑。

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