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motres            




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铝合金的出光工艺

    铝质制件经碱蚀后虽经清水清洗,但由于碱的水洗性差,制件表面仍呈碱性,铝在碱性条件下又会很快氧化变色。出光处理既能中和掉制件表面的碱性物质,抑制了再度产生氧化膜的速率,又能除去碱蚀时不参与碱性反应却依然吸附在制件表面疏松的灰状物质和较为牢固的黑膜(这些物质主要是游离硅)
     常用出光溶液的工艺配方有硫酸出光液、硝酸出光液、硝酸一氢氟酸混合出光液、铬酸出光液等四种,可根据制件的材料组成和出光后工艺的要求选用。 出光溶液的组成随工艺配方不同,有用铬酸—硫酸的,有用单一硫酸或单一硝酸的,也有用硝酸—氢氟酸等强酸的,这几种强酸对人体皮肤都会有伤害,为此,除工作之前要穿戴好个人防护用品之外,接触酸液时还必须注意以下三点。 
(1)配制稀硫酸时需注意事项。当配制稀硫酸时必须把酸往水里倒,切禁水往酸里倒,以免因此而发生爆炸。 
(2)身上沾到氢氟酸必须充分清洗。氢氟酸对人体肌肤和骨骼都有伤害,如果不小心人体接触到氢氟酸,即使皮肤表面未见明显灼伤,也要用大量的清水洗,并用稀氨水中和,故在可能的条件下,建议采用氟化氢铵代替氢氟酸。 
(3)尽量避免伤口接触铬酸溶液。当皮肤有损伤时,切勿与铬酸溶液接触,一旦伤口沾上铬酸溶液,则该处极难治愈,有时虽见到伤口表面似乎已痊愈,而伤口内部仍然在腐蚀肌体
    a)硫酸出光工艺最适宜用于一般纯铝件阳极氧化前的出光和为焊接、喷砂以及机械、化学、电化学抛光等工艺之前的碱蚀后的出光
    硫酸溶液出光的优点:经济效果好,使用较为安全。而使用硝酸或硝酸一氢氟酸的混合液出光时酸根混进阳极氧化溶液中,使阳极氧化溶液会遭受污染,阳极氧化膜的质量即难以保证;硫酸溶液出光没有这个问题
    硫酸溶液出光的特点:出光液中不允许混入铜离子,含有铜离子后出光时制件表面会出现置换的铜层,继而破坏阳极氧化溶液的纯度;其次该出光溶液出光速度会相对较慢。为保证工序连续进行,需提前进入此工艺程序
    硫酸出光溶液会降低铝的出光速度,所以需要较长时间。这是因为稀硫酸是非氧化性酸,但若硫酸溶液中添加适量的双氧水或高锰酸钾来增加溶液的氧化性,则效果会有所改善,能获得类似在硝酸中的除灰效果
    采用硫酸溶液作为铝件碱蚀后的出光液虽然其利大于弊,但在工艺上的使用并不太广泛,这可能与出光速度欠快有关,出光时间要比在硝酸溶液中长几倍乃至几十倍,其次采用硫酸出光的制件表面尚欠清亮,要彻底除去杂铝则表面厚层灰膜又不甚理想,不过这一点对于非化学转化处理件来说关系并不太大
常用的硫酸出光溶液的工艺配方和工艺条件如下

硫酸

20%~25%(体积)/td>

温度

室温

时间

5~10min

    硫酸浓度由25%提到60%,则出光速度将会加速,但此时要防止制件引起过腐蚀
    b)硝酸是氧化性的酸,是铝及其合金制件碱蚀后采用最为广泛的,也是最为传统的出光溶液。在较为广泛的工艺配方的范围之内即能瞬间将碱蚀后残余的挂灰彻底除尽。 
常用的硝酸出光溶液的工艺配方和工艺条件如下: 
硝酸(HN03,d=1.41) 15%~25% 
(体积)温度 室温 
时间 5~10s 
    硝酸浓度若超过30%(体积)的浓度,则效果更好。但对一般工业纯铝采用20%(体积)的浓度已能满足需要。浓度过高硝酸分解而释放出氮的氧化物更多,对环境更为不利,且硝酸的消耗更快,经济上也不合算
    c)当高硅铝合金在硝酸中仍难以彻底除尽黑色挂灰时,那只有采用含有氢氟酸的硝酸溶液来处理。 
常用的硝酸.氢氟酸混合出光溶液的工艺配方和工艺条件如下: 
硝酸(HN03,d=1.41) 30%~40%(体积) 
氢氟酸(HF,48%) 5%~l0%(体积) 
温度 室温 
时间 视挂灰退净 
    氢氟酸有较大的毒性。配方中的氢氟酸也可用氟化钠或氟化钾代替。 在该工艺配方溶液中处理时能见到剧烈的化学反应,此配方溶液对铝制件浸蚀性很大,尤其是铸件,因此操作时间不可过长,通常掌握在5~10s之内。 由于反应剧烈并有毒性,为此槽边应有非常好的排风装置
    铝在含有氢氟酸的硝酸中出光时的化学反应方程式为: 
    Al203+6HN03—2Al(N03)3+3H2O
    Si+4HF+4HN03一SiF4+4N02↑+H2
    出光处理之后,一般情况下短时间之内是不会遭到严重氧化的,如出现褐色氧化膜可能是遭到碱性气雾熏过。若局部处有此现象,则有可能与碱性溶液接触过。 出现出光时难以除去黑膜的制件,若后继工序是磨、抛光,喷砂或阳极氧化的可照常进行,无需重新处理,否则必须重新碱蚀,重新出光处理,不然无法焊接,也无法进行化学转化膜处理
    出现这种情况有可能是因为出光液中有关组分的浓度降低,或是铝合金件中硅含量过高,一般的工业纯铝的焊接部位因遇高温析出游离硅也会出现黑膜,一般可采取以下方法解决
    经过出光后仍未能除去黑膜的制件由出光槽中取出来后,在流动水中充分清洗(清洗必须彻底),然后再在碱蚀液中短时间浸蚀,经此补充碱蚀处理之后,这层黑膜就会很容易地在出光溶液中除去
    在上述方法中,碱蚀时间是极为重要的工艺参数之一,有时由于碱蚀时间过长,会造成制作表面有黑膜,当碱蚀时间越长,这层黑膜越不容易除去。 
如何提高出光溶液的使用寿命
    碱蚀后的出光处理虽属辅助工序,但也应当注意出光溶液的使用寿命、出光质量和生产成本。要想提高出光溶液的使用寿命,以下三点尤为重要:
(1)进行预出光。碱蚀溶液浓度相对较高,虽经流水清洗,但随制件表面带入的水呈弱碱性,结果出光溶液中的酸使用不久即被中和,失去出光除灰功能。为此,在正式出光之前最好先在废旧的出光液中进行预处理,然后再进入正式出光液中进行出光,待此出光液再无出光功能时,代替前道的预处理溶液。这样既能延长出光溶液的使用寿命,又可减轻三废治理费用。    
(2)保持溶液清洁,防止遭受污染。为保持出光溶液清洁,溶液必须专用,防止因其他金属离子的混入而引起出光件表面出现置换层而不得不中止使用
(3)出光溶液停用时要用盖保存。出光溶液浓度较高,尤其是硝酸一氢氟酸出光液挥发性大,溶液加盖既可减少挥发,又可避免酸雾污染环境,是应该也是必须这样做的

资料来源:中国电镀网 http://www.zgdiandu.com.cn

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2009-12-25              
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