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铝材抛光新技术
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铝材表面处理专家 威海云清 潘工 13721933528
一、化学抛光的作用
铝材阳极氧化前的预处理，铝材化学氧化前的预处理，提供光亮外观，从铝材质来讲，纯铝的抛光性能最好，铝硅合金的抛光性最差。为了获得高标准光亮的精饰的表面，除了选择纯度高的铝材，常采用机械抛光、化学抛光和电化学抛光相结合的方式。
化学抛光使铝材表面平整光滑，能除去铝材表面较轻微的模具痕迹和擦伤条纹，能除去机械抛光中可能生成的摩擦条纹、热变形层、氧化膜层等，使粗糙的表面趋于光滑，同时可提高铝材的镜面反射性能，提高光亮度。
二、总机理是铝的酸性浸蚀过程—钝化过程—黏滞性扩散层的扩散过程
三酸抛光：磷酸---硫酸---硝酸
原理：铝浸到热的浓酸中时，发生强烈的酸性浸蚀反应，并溶解除去铝材表面的一层铝，此时抛光液中的某种成分遏制酸性浸蚀反应，发生氧化反应，形成一层几十个原子层厚度的氧化铝的钝化覆盖在铝表面上，产生钝化作用，铝表面暂时受保护。而氧化膜不断被酸溶解，然后又受钝化，又溶解这样的反复过程，凸处不断被整平和凹处达到同一个平面，此时达到抛光目的。
两酸抛光：磷酸—硫酸
原理：利用添加剂在抛光过程中，优先吸附于铝材凸处，产生电化学腐蚀，促使凸处溶解速度大于凹处，在一定时间内，铝表面凸凹达到同个水平，从而使铝材表面光亮。虽有光亮但光亮度不是很好。
三、化学抛光操作工艺因素
（一）装料：装料量应减少，铝材间距要加大，倾斜度要加大，使气体尽快逸出。化学抛光液的比重很大，铝很轻，在抛光过程中还要防止铝材上浮，漂在面上，造成光亮度不均匀。应加重导电梁防止铝材上浮；对高光亮度要求的装饰面应该向外垂直装料，使气体尽快逸出；装料要稳固，采用夹具时安放在非装饰面上，避免留下痕迹。
（二）化学清洗脱脂：一般采用水基的含有表面活性剂的脱脂产品处理。
（三）搅拌：采用机械搅拌或气体搅拌或液体流动的方法。保证气体尽快逸出，避免气体累积的缺陷。气体累积到一定量时因气泡向上逸出，使铝材表面形成气体条纹，另外适当搅拌可使抛光更均匀。
（四）时间：一般是1—3分钟，但根据溶铝量，表面光泽度，温度等来决定。
（五）温度：温度对抛光的效果和表面质量有很重要的影响，温度提高抛光效率加速，但产生较多气体，新配液体温度不宜太高，铝含量达到一定平衡后可适当提高温度，一般不超过105度。
（六）铝材转移：酸浓度高时起钝化作用，在转移过程中酸含量下降很快，很容易造成腐蚀。
（七）水洗：建议用空气搅拌的水洗，建议水温度在40度左右。建议用流动循环水清洗。
（八）除灰：有些铝材表面抛光后有层挂灰产生需要除掉，除掉后光亮度就出来了。
（九）硝酸含最的控制：若硝酸太高，可以看到所产生的浅蓝色至橙色的彩虹的颜色或伴有点腐蚀产生的粗糙等缺陷。硝酸含量太低，可以看到化学抛光的铝材光亮度不足或细小的白色附着物斑点等缺陷。一般控制在2%-8%正常化抛槽液，每班生产8小时后要做正常添加，以补充消耗，通常硝酸消耗量为化学抛光槽液消耗量的1%-2%（体积）
（十）相对密度：密度过低可能使抛光表面的光亮度不足，或引起光亮度恶化的现象；密度过高，右能溶铝量过高，会产生附着物。
铝材镜面抛光液
云清牌—功能化学品专家
一、概述
铝材镜面抛光液是我院开发的化学磨砂镜面抛光工艺系列产品之一，属于铝合金三酸抛光技术的改进型产品。铝合金三酸抛光技术有下述四大缺陷限制了抛光技术的应用：
1．不能起砂、去机械纹。铝合金成型过程中，表面有许多机械纹，经三酸抛光处理后，纹路更加明显，严重影响铝合金外观质量。除了用效率较低的机械方法(如喷砂，机抛)等进行预处理外，近几十年来，没有开发出用化学方法进行去纹和起砂配套处理、然后再行抛光的成熟技术，制约了抛光技术的推广。随着我院化学磨砂镜面抛光工艺的开发成功，上述问题已得到圆满解决。
2．滴流时间太短、药剂消耗太大、成品率太低。抛光材的流痕问题，是困扰铝加工行业的世界难题。铝合金离开抛光液后，在空中滴流时间一般不得超过30秒，否则会出现流痕，产生废品。如此短的滴流时间，势必造成两大严重后果：其一是药剂消耗太大，竟然高达400－600kg/吨材，还要为如此高的废酸处理增加约800Kg片碱处理废水!其二是成品率太低，一般不到70%，大部分废品是由于流痕或花材造成，进一步增加了生产成本。因此，尽管抛光工艺如此简捷，但成本却是所有氧化前处理技术之最!高达6000-8000元/吨材。
3．硝酸分解太快，大量黄烟污染严重，处理成本昂贵。硝酸为强氧化剂，在高温条件下，遇到铝这种还原性很强的金属，分解速度之快令人难以想象：大量黄烟象着火一样瞬间溢出，抽风都困难，彻底吸收更难!此外，硝酸浓度的上下波动，势必造成抛光铝合金表面亮暗交替，成品率低。
4．氧化严重失光，质量大打折扣。三酸抛光，一般都能形成镜面，一经阳极氧化，光泽大打折扣。如何降低氧化失光，又是一个世界难题!我院另辟途径，在镜面抛光和阳极氧化槽之间新设保光氧化槽，对抛光材先进行保光化学氧化处理，然后再进阳极氧化槽，有效降低了亮度损失。
“铝材镜面抛光液”是在三酸抛光的基础上，对流痕、黄烟产生的机理进行了深入探寻，并提出大量解决方案，经过充分筛选、比对后进行了四大改进：
1、添加缓蚀剂A,在铝合金表面形成保护性缓蚀膜，使抛光液在滴流过程中与铝合金隔离，可任意滴流，滴干为止，从源头上已根除流痕。
2、添加缓蚀剂B,有效延缓、抑制了硝酸的分解，降低黄烟的溢出，从而保证硝酸浓度在一个合理的范围内波动，提高成品率。
3、添加除灰剂C,自动清除抛光灰，提高了抛光材质量。
4、浓缩槽液，降低水分，提高亮度。研究发现，当三酸比例一定时，铝合金的亮度与抛光液含水量成反比，含水量越高，亮度越低，我院找到特殊的浓缩槽液的技术，有效提高了抛光材的亮度。
二、性能及用途
铝材镜面抛光液是在三酸抛光基础上发展起来的，是三酸抛光的换代产品。她保留了工序简单，能形成反光镜面等三酸抛光的诸多优点，同时，也克服流痕、黄烟等致命弱点，是一项难得的技术突破，特点如下：
1、可任意滴流，滴干为止。由于三酸抛光槽液允许滴流的时间不能超过30秒，大量抛光液(400－600kg/T)被带进水洗槽，造成巨大的槽液损失，还需700-800公斤片碱处理废水!此外，如此短的滴流时间，稍不留心铝合金表面就会有流痕，造成废品，使三酸抛光成品率不足70%。本品添加缓蚀剂使流痕问题得到彻底解决。铝合金离开抛光液后，缓蚀剂形成的保护膜使铝合金和药液成功隔离，可任意滴流，绝无流痕!因此，药剂消耗大幅下降(约150-200kg/吨材)，成品率大幅提高。
2、无黄烟溢出，硝酸的分解被有效抑制，抛光亮度稳定。大量黄烟溢出、严重污染环境是三酸抛光不能广泛推广的另一主要障碍。黄烟量太大，处理困难，成本又高；硝酸分解太快，其浓度波动太大，使铝合金表面亮暗交替，成品率太低。本品添加抑制剂使硝酸的分解速度得到有效控制，铝合金表面亮度得以稳定，成品率大幅提高。
3、自动清除抛光灰，提高抛光质量。铝合金抛光后，表面一般都有一层抛光灰，用普通方法很难清除，即使经20-30分钟的阳极氧化，仍然可能附着在铝合金表面，影响抛光质量。本品抛光的同时，能自动除灰，铝合金离开抛光槽后，已非常干净，保证了抛光质量。
4、特殊方法浓缩槽液，含水量降低，亮度大幅提高。抛光材的亮度与抛光液含水量成反比，含水量越高，亮度越低。三酸抛光液的含水量高达10%以上，设法降低其含水量，是提高其抛光能力的有效途径。我院采用特殊的浓缩方法，使抛光液含水量降低到5%以下，亮度相当普通三酸亮度的120%以上。
三、槽液管理
1、本品原液使用，主要控制指标为：
开槽：开槽液（铝材镜面抛光液）1.8T/立方米 
温度：100℃±5℃；
时间：2-4分钟；
滴流：2－3分钟(滴干为止)；
添加：亮度不够时及时添加提高亮度的调槽液 按镜面槽的液位添加 
分析控制指标：硝酸 80-120g/l ；
药剂消耗  ：A、镜面抛光材约175Kg/吨材；B、平光材及机械喷砂材150-200kg/吨材。
2、在抛光过程中，槽液被不断消耗。控制槽液浓度最方便的方法是记录原槽液高度，经常补充槽液，使槽液达到原来液位。根据经验，每添加10L原液应同时加入0.75L硝酸(1420kg/m3)。硝酸浓度应保持在3.5-6.5%（体积）范围内，工件才能获得光亮的表面，而又不产生点腐蚀。
3、主要硝酸含最的控制，若硝酸含最过低，可看到化学抛光的铝材光亮度不满意或看到细小的白色附着物斑点等缺陷。若硝酸含最过高，可以看到所产生的浅蓝色至橙色的彩虹膜的颜色或伴有点腐蚀产生的粗糙等缺陷。
4、铝材镜面抛光液的槽液管理比三酸抛光还要简单，由于不担心硝酸的过度分解，我院已将硝酸、缓蚀剂、除灰剂等，进行严格消耗平衡标定后，放入开槽和添加液中，用户只需按量添加，就可满足生产，很少调槽。
四、注意事项
1、因本工艺为高温酸性条件下操作，具有腐蚀性，使用和操作过程中，需要穿戴防护工作服及耐酸手套；
2、如本品接触皮肤，用水冲洗，并用5%苏打水冲洗；
3、本品严禁食用！
4、本品有氧化性能，避免与还原性物质接触。