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鋁合金表面處理——蝕刻工藝配方及操作條件

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2018-12-19 09:08

本文詳細(xì)介紹了鋁合金表面處理技術(shù)——蝕刻技術(shù)的配方、工藝以及操作條件等。

 

堿蝕是鋁合金表面處理中最為常用的操作步驟，在鋁合金的表面處理中不采用堿蝕的情況是很少的。堿蝕顧名思義是指鋁材在堿性溶液中進(jìn)行蝕刻的過(guò)程，這種堿性溶液可以是氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，也可以是碳酸鈉或磷酸鈉溶液等。

 

一、堿蝕的目的和作用

 

（1）對(duì)鋁合金表面進(jìn)行更進(jìn)一步的清洗，以清除滲入鋁基體表層的油污等；

（2）通過(guò)堿蝕去除鋁合金表面的鈍化層，裸露出新鮮的鋁基體，以利于后續(xù)加工的正常進(jìn)行；

（3）在堿蝕時(shí)鋁的腐蝕很劇烈會(huì)產(chǎn)生大量的氫氣，有利于清除鋁合金的不溶性雜質(zhì)；

（4）可以除去鋁材表面的變質(zhì)合金層及鋁合金表層夾雜物；

（5）通過(guò)堿蝕可以在一定程度上改變鋁合金表面的質(zhì)地，同時(shí)可以調(diào)節(jié)鋁合金表面的光澤性以達(dá)到裝飾功能的目的。在實(shí)際生產(chǎn)中這幾種作用并不是孤立的，而是同時(shí)發(fā)生。

 

二、堿蝕配方工藝

 

堿蝕有兩種類(lèi)型的配方組成：一是以氫氧化鈉為主體的配方；二是以碳酸鈉為主體的配方。下圖表1、表2中是兩種工藝配方，供大家參考。

 

表1  堿蝕工藝配方及操作條件

溶液成分

材料名稱(chēng)

化學(xué)式

含量/（g/L）

1

2

3

氫氧化鈉

NaOH

30~40

1~2

30~40

無(wú)水碳酸鈉

Na2CO3

—

60~70

—

磷酸鈉

Na3PO4

0~20

0~20

0~20

葡萄糖酸鈉

C6H11O7Na

5

5

2~4

二水合檸檬酸鈉

Na3C6H5O7·2H2O

3

3

2

甘油

C3H8O3

5

5

5

三乙醇胺

N(CH2CH2OH)3

5

5

—

硼酸

H3BO3

5

—

5

偏硼酸鈉

NaBO2·4H2O

—

0~5

—

尿素

CO(NH2)2

0~5

0~5

—

表面活性劑

—

適量

適量

適量

操作條件

溫度/℃

40~55

50~65

40~55

時(shí)間/s

20~120

40~180

20~120


表2  堿蝕工藝配方及操作條件

溶液成分

材料名稱(chēng)

化學(xué)式

含量/（g/L）

4

5

6

氫氧化鈉

NaOH

1~2

30~40

1~2

無(wú)水碳酸鈉

Na2CO3

60~70

—

60~70

磷酸鈉

Na3PO4

0~20

0~20

0~20

葡萄糖酸鈉

C6H11O7Na

2~4

—

—

二水合檸檬酸鈉

Na3C6H5O7·2H2O

2

—

—

甘油

C3H8O3

5

—

—

三乙醇胺

N(CH2CH2OH)3

—

—

—

硼酸

H3BO3

—

—

—

偏硼酸鈉

NaBO2·4H2O

5

—

—

尿素

CO(NH2)2

—

—

—

表面活性劑

—

適量

適量

適量

操作條件

溫度/℃

40~55

50~65

40~55

時(shí)間/s

20~120

40~180

20~120

 

三、工藝配方的選擇

 

對(duì)于堿蝕工藝配方的選擇，可由兩方面來(lái)考慮：

一是采用以氫氧化鈉為主的堿蝕工藝，這種方法堿蝕速率快，加工周期短，易于快速批量處理，同時(shí)這種方法對(duì)鋁表面的腐蝕能力強(qiáng)；

二是采用以碳酸鈉或磷酸鈉為主體的堿蝕工藝，這種方法腐蝕速率慢，達(dá)到同樣的表面效果較氫氧化鈉法蝕刻時(shí)間長(zhǎng)，不易于進(jìn)行快速批量處理，這種方法對(duì)鋁材的蝕刻量少，工件尺寸保真度高。

☆注意事項(xiàng)：

堿蝕不是除油，它代替不了除油工序，目前有很多的氧化廠都是把堿蝕作為除油工序來(lái)使用，這對(duì)于無(wú)油封且表面無(wú)污染的鋁材從節(jié)約成本考慮也有可取之處，但這不能認(rèn)為是一種正確的做法，隨著一些新的除油工藝配方的出現(xiàn)，使除油并不增加多少成本，但卻可以為堿蝕提供一個(gè)清潔的表面，使堿蝕過(guò)程容易控制，也為產(chǎn)品批量生產(chǎn)提供了基本保障。

 

四、酸蝕配方工藝

酸蝕是相對(duì)于堿蝕而言的，這里的酸蝕具有代替堿蝕的功能，同時(shí)不會(huì)有堿蝕所產(chǎn)生的大量鋁石，但并不是所有的鋁合金工件都可采用酸蝕，只有那些表面狀態(tài)良好的鋁合金工件才可采用酸蝕的加工方法，而更多的還是采用堿蝕。酸蝕配方及操作條件見(jiàn)表3。

表3  酸蝕配方及操作條件

溶液成分

材料名稱(chēng)

化學(xué)式

含量/（g/L）

1

2

3

4

磷酸

H3PO4

50~100

—

—

—

硫酸

H2SO4

50~100

150~300

200~300

150~200

硝酸

HNO3

0~20

  

40~60

5~10

過(guò)氧化氫

H2O2

—

10~20

—

—

氟化氫銨

NH4HF2

—

—

—

10~15

硼酸

H3BO3

—

—

—

5~10

操作條件

溫度/℃

40~60

40~70

25~40

25~35

時(shí)間/s

30~120

30~120

30~120

60~180

 

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來(lái)源：AnyTesting

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