鋁及鋁合金堿性化學(xué)拋光工藝

摘要：鋁及鋁合金材料的化學(xué)拋光慣用傳統(tǒng)的“三酸”（磷酸、硫酸、硝酸）拋光工藝。然而“三酸”拋光工藝所產(chǎn)生的惡劣廢氣，是當(dāng)今環(huán)保所禁排的。文章提出的以氫氧化鈉、硝酸鈉等組成的堿性化學(xué)拋光工藝具有較好的環(huán)保性和工藝可操作性。

關(guān)鍵詞：鋁及鋁合金 堿性化學(xué)拋光 氫氧化鈉 硝酸鈉

當(dāng)前，鋁及鋁合金材料的化學(xué)拋光較多慣用傳統(tǒng)“三酸”（磷酸、硫酸、硝酸）工藝。眾所周知，“三酸”工藝消耗成本高，尤其產(chǎn)生的廢氣十分惡劣。曾看到有報(bào)導(dǎo)一種堿性化學(xué)拋光工藝，但實(shí)際操作效果尚有欠缺。本文介紹一種堿性化學(xué)拋光工藝，它具有成本較低、效率高、廢氣緩和、操作維護(hù)簡易等特點(diǎn)。拋光質(zhì)量與“三酸”工藝相當(dāng)，經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證是較成熟的工藝。

1 工藝概況

2 溶液配制

①按計(jì)算量稱取氫氧化鈉和硝酸鈉。

②往槽中加入配槽體積2/3的自來水，然后先將氫氧化鈉入槽溶解。

③待氫氧化鈉溶解完全后，再將硝酸鈉加入溶解。

④邊攪拌邊慢慢加入添加劑。

⑤加自來水稀釋至所需體積。

⑥將溶液升溫到110℃試拋合格即可生產(chǎn)。

3 溶液成份和工藝參數(shù)影響

3.1氫氧化鈉：配方中的氫氧化鈉主要起腐蝕作用。其含量低于320克/升時(shí)，拋光速度較慢，光澤性差；高于400克/升時(shí)，拋光速度快，但容易出現(xiàn)過腐蝕現(xiàn)象。同時(shí)由于濃度高，帶出損失大。

3.2 硝酸鈉：主要起阻蝕整平作用。其濃度低于400克/升時(shí)，拋光表面粗糙，光亮性較差；高于470克/升時(shí)，拋光速度較慢，帶出損失大，硝酸鈉在拋光反應(yīng)中被還原成氨，所以是配方中消耗較快的成份。

3.3 LK—1#添加劑：它是光亮劑，不加入添加劑時(shí)，拋光表面呈霧狀不清亮，但它消耗較少。

3.4 溫度：當(dāng)溫度低于110℃時(shí)，表面不清亮，高于130℃時(shí)，反應(yīng)很激烈。操作難控制，一般在120℃左右較合適。

3.5 雜質(zhì)離子干擾：堿性化學(xué)拋光溶液對鐵離子較敏感。當(dāng)Fe3+、Fe2+離子濃度超過5克/升時(shí)難以拋出光亮，超過10克/升時(shí)，表面出現(xiàn)黑色麻坑。所以拋光槽子應(yīng)用不銹鋼板制作。

4 操作維護(hù)

4.1 堿性化學(xué)拋光反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以溶液只需工作前升溫，工作后若是連續(xù)操作，一般不需格外加熱。僅利用自身放熱保溫已足夠。當(dāng)然液溫偏高也可以正常工作，不必采取冷卻措施。

4.2 堿性化學(xué)拋光工作溫度較高，水蒸氣揮發(fā)較大，所以要特別注意經(jīng)常補(bǔ)充自來水，以維持槽液液位。

4.3 拋光溶液中，硝酸鈉成份發(fā)生分解反應(yīng)，加上工件帶出的雙重?fù)p耗，所以是消耗最快的成份。為此當(dāng)溶液拋光質(zhì)量下降時(shí)，首先考慮補(bǔ)充硝酸鈉成份。一般每次按60克/升量補(bǔ)充加入，如加入硝酸鈉后溶液性能恢復(fù)，即可繼續(xù)工作，否則再按20克/升量補(bǔ)充氫氧化鈉協(xié)調(diào)。如此循環(huán)，直到溶液性能恢復(fù)。總之在使用過程中的堿性化學(xué)拋光溶液調(diào)整，一般只需協(xié)調(diào)氫氧化鈉和硝酸鈉兩種成份即可，添加劑一般很少加入。

4.4 觀察堿性化學(xué)拋光溶液的沸騰溫度，可大致判斷溶液中氫氧化鈉含量高低。當(dāng)溶液沸騰溫度低于115℃時(shí)，說明氫氧化鈉含量過低，若高于140℃時(shí)，則氫氧化鈉過量。

4.5 經(jīng)堿性化學(xué)拋光的工件出槽時(shí)，應(yīng)迅速用兩道流動(dòng)水清洗干凈，必要時(shí)輔以抹洗，避免堿液殘留在工件表面上而出現(xiàn)堿印，最后用20%硝酸溶液中和。

4.6 堿性化學(xué)拋光工藝新配制的溶液一般每升拋光40dm2后，拋光性能下降，但只要添加60克/升硝酸鈉，溶液的性能即可恢復(fù)。以后只需調(diào)整氫氧化鈉和硝酸鈉的量，溶液便可正常工作。

5 結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)驗(yàn)證，本文所介紹的鋁及其合金堿性化學(xué)拋光工藝大致有以下特點(diǎn)：

①工藝性能好，能滿足工業(yè)性生產(chǎn)條件使用。

②溶液穩(wěn)定，維護(hù)簡便，使用安全性好。

③原材料易得，成本低廉，比“三酸”工藝降低50%以下成本。

④能耗較低，正常生產(chǎn)只需作業(yè)前升溫。

⑤設(shè)備損耗低。

⑥操作環(huán)境良好，廢水處理簡易，只需中和處理即可排放。

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作者簡介：

馮錦（1956-），男，廣西陸川人，柳州市柳科表面工程研究所所長，工程師，本科，學(xué)士，研究方向：金屬表面處理技術(shù)。