鋁型材酸蝕表面預(yù)處理技術(shù)的應(yīng)用1

1、工藝簡(jiǎn)介    

　　近年來(lái)，鋁合金亞光型材生產(chǎn)和銷售量越來(lái)越大，市場(chǎng)占有率在80%以上。目前亞光型材生產(chǎn)普遍使用堿蝕方法，鋁溶損在3%-5%之間，造成巨大資源浪費(fèi)，而且大大增加了環(huán)保治理難度，加重了企業(yè)的“三廢”處理負(fù)擔(dān)。酸蝕技術(shù)是針對(duì)堿蝕方法的不足而研制開(kāi)發(fā)的，在原理上完全有別于堿蝕亞光砂面處理。工藝主要采用了獨(dú)特的使鋁型材表面產(chǎn)生高度均勻的、高密度分子點(diǎn)腐蝕，通過(guò)改善型材表面凹凸處的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到平整表面和消除冶金工藝造成的表面缺陷的效果(如能消除擠壓痕、掩蓋焊合線、緩和粗大晶粒等缺陷)，使鋁型材表面平整細(xì)膩，金屬光澤柔和，大大提高了鋁型材的表面質(zhì)量。采用酸蝕亞光工藝，鋁溶損在0.5%-0.8%之間，使生產(chǎn)成本降低到傳統(tǒng)亞光工藝的二分之一以下，生產(chǎn)效率又有大幅度的增加，具有很大的實(shí)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。  

　　2、酸蝕機(jī)理。酸蝕是在特定條件下的化學(xué)浸蝕。鋁型材接觸蝕液，在很短時(shí)間內(nèi)迅速反應(yīng)生成絡(luò)合物，反應(yīng)方程如下：    3F- Al-AlF3   6F- Al3 -Al.F63-    AlF63- Al2O3.3H2O-Al3(OH)3F6 3OH-    生成的絡(luò)合物且具有一定的粘度，容易附著于鋁基體表面，形成一種保護(hù)膜。擠壓型材一般都有許多輕微的模痕，在高倍顯微鏡下觀察呈峰狀，粘附于鋁基體的保護(hù)膜在凹處較厚，凸處較薄，薄處接觸酸蝕液的幾率較大，能繼續(xù)較快地進(jìn)行溶解反應(yīng);厚處受到粘附物的屏蔽而使?jié)庖悍磻?yīng)速度放慢，由于凹凸部位溶解速度的不同，從而達(dá)到平整表面、消除擠壓痕的(砂面)亞光效果。緩解粗晶和焊合線與酸蝕的特定性能有直接關(guān)系，在鋁型材生產(chǎn)中，粗晶和焊合線與模具、擠壓工藝及鑄棒均勻化有很大關(guān)系，氧化預(yù)處理時(shí)，堿蝕程度越深，粗晶和焊合線就越嚴(yán)重。由于酸蝕速度快，時(shí)間短，在還未出現(xiàn)嚴(yán)重粗晶和焊合線的情況下，反應(yīng)就已結(jié)束，因此酸蝕工藝能有效緩解粗晶和焊合線。

　　酸蝕添加劑在酸蝕工藝中主要作用有以下幾個(gè)方面：

　　(1)緩蝕作用：由于F-與自然氧化膜及鋁基體反應(yīng)速度很快，且反應(yīng)劇烈，容易出現(xiàn)粗晶和焊合線等表面質(zhì)量缺陷。為了既能保持一定反應(yīng)速度，又不至于造成質(zhì)量缺陷，添加葡萄酸鈉、檸檬酸鈉、甘油等有機(jī)化合物來(lái)抑制酸蝕反應(yīng)速度，從而達(dá)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、硅藻土、多元醇等化合物，可使型材模痕谷底受到保護(hù)，尖峰磨平，從而達(dá)到整平效果。(3)促進(jìn)作用：加入促進(jìn)劑可使酸蝕添加劑充分?jǐn)U散到槽液中去，且有效進(jìn)入被絡(luò)合物覆蓋的鋁基體表面內(nèi)層，使反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行，以免造成型材腐蝕不勻。

　　(4)表面活性劑作用;加入十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉等表面活性劑可進(jìn)一步增強(qiáng)除油能力，以及在槽液表面產(chǎn)生一層泡沫，抑制熱量損失及槽液揮發(fā)，更重要作用是增加槽液穩(wěn)定性，這是因?yàn)閹ж?fù)電荷的表面活性劑能吸附在微粒周圍，使微粒產(chǎn)生靜電反力，從而使微粒能很好地懸浮在槽液中不易沉淀。

　　(5)金屬離子作用：加入Cu2 、Ag 等金屬離子可防止過(guò)腐蝕，使砂面效果更細(xì)膩、均勻、砂面清晰。

鋁型材酸蝕表面預(yù)處理技術(shù)的應(yīng)用2

3、試驗(yàn)  

　　3.1試驗(yàn)?zāi)康? 

　　通過(guò)對(duì)鋁型材進(jìn)行酸蝕、堿蝕工藝試驗(yàn)，比較兩種工藝獲得的型材表面質(zhì)量以及生產(chǎn)過(guò)程中溶鋁量的大小。    

　　3.2試驗(yàn)材料。取同一批次、同一型號(hào)尺寸的幕墻型材作為試驗(yàn)材料。幕墻型材特別是幾何尺寸大、壁厚較厚的型材，很容易在傳統(tǒng)堿蝕后出現(xiàn)粗晶和焊合線等缺陷，做酸蝕、堿蝕工藝試驗(yàn)對(duì)比，具有一定代表性。  

　　3.3試驗(yàn)內(nèi)容  

　　3.3.1堿蝕工藝試驗(yàn)。取兩件試樣在堿蝕液中進(jìn)行堿蝕處理，其它工序按常規(guī)氧化工藝操作。  

　　3.3.2酸蝕工藝試驗(yàn)。取兩件試樣在酸蝕液中進(jìn)行

酸蝕處理。型材經(jīng)過(guò)酸蝕、水洗后在堿液中堿洗1min，其它工序按常規(guī)氧化工藝操作。    

　　3.4試驗(yàn)結(jié)果及分析。觀察堿蝕工藝制得的1#、2#樣件表面狀態(tài)。1#樣件表面砂面細(xì)微，有輕微擠壓痕，粗晶和焊合線不明顯;2#樣件表面砂面清晰，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(shí)間的增長(zhǎng)，型材表面擠壓痕被蝕平，砂面更細(xì)致、均勻，但容易暴露出粗晶及焊合線等缺陷。觀察酸蝕工藝制得的3#、4#樣件表面狀態(tài)。兩個(gè)樣件表面質(zhì)量相差無(wú)幾，都表現(xiàn)為砂面細(xì)膩、柔和，基本看不到擠壓痕、粗晶及焊合線的存在。表明酸蝕工藝能使型材在幾分鐘內(nèi)獲得質(zhì)量好的砂面狀態(tài)，擠壓痕被消除，能有效遮蓋焊合線，緩解粗晶現(xiàn)象，而且隨著酸蝕時(shí)間的增長(zhǎng)，型材表面不容易產(chǎn)生過(guò)腐蝕。測(cè)量1#、2#樣件氧化前壁厚為3.0mm，氧化后1#樣件測(cè)得壁厚為2.96mm，壁厚損失0.04mm;2#樣件測(cè)得壁厚為2.92mm，壁厚損失0.08mm.表明堿蝕時(shí)間的增長(zhǎng)，型材腐蝕量增大，生產(chǎn)砂面亞光型材，堿蝕溶鋁量在3%以上。測(cè)量3#、4#樣件氧化前壁厚為3.0mm，氧化后3#樣件測(cè)得壁厚不少于2.99mm，壁厚損失不超過(guò)0.01mm;4#樣件測(cè)得壁厚為2.99mm，壁厚損失不超過(guò)0.01mm.表明酸蝕時(shí)間的增長(zhǎng)，型材溶鋁量增加很少，生產(chǎn)砂面亞光型材，酸蝕溶鋁量在0.5%以上。  

　　3.5試驗(yàn)結(jié)論。從以上試驗(yàn)結(jié)果及分析中可以得出結(jié)論：鋁型材氧化表面處理采用酸蝕工藝是可行的。比較堿蝕而言，亞光砂面型材經(jīng)酸蝕外理后鋁材損耗量大大降低，而且型材表面質(zhì)量得以提高，預(yù)處理時(shí)間縮短，生產(chǎn)效率提升，綜合成本下降。

　　4、生產(chǎn)應(yīng)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(guī)陽(yáng)極氧化(酸蝕時(shí)要循環(huán)過(guò)濾)    鋁型材經(jīng)脫脂和水漂洗后進(jìn)入酸蝕工序。酸蝕并經(jīng)水漂洗后再堿洗30s-1min，以去除表面粘附的絡(luò)合物。水洗、中和后按正常氧化工序完成陽(yáng)極氧化(著色)及封孔處理。    濾裝置，能有效保證槽液的除渣效果。有的廠家循環(huán)過(guò)濾裝置只是一臺(tái)板框壓濾機(jī)，隨著濾渣的增多，槽液循環(huán)流量不夠，造成除渣不良，影響槽液的使用。  

　　4.3常見(jiàn)故障及對(duì)策

　　(1)表面有點(diǎn)狀斑。型材表面出現(xiàn)局部點(diǎn)狀斑，說(shuō)明槽液排渣不良，酸蝕槽有鋁渣，需改進(jìn)槽液出液法，加大鋁渣回收量。  

　　(2)表面無(wú)光澤。生產(chǎn)出來(lái)的型材表面粗糙無(wú)光，說(shuō)明酸蝕添加劑中的促進(jìn)劑含量不足，需補(bǔ)充促進(jìn)劑含量。  

　　(3)表面有機(jī)械紋。生產(chǎn)出來(lái)的型材表面有機(jī)械紋，說(shuō)明酸蝕時(shí)間不夠，或槽液中酸蝕添加劑含量偏低，需補(bǔ)充銨或添加劑含量。  

　　(4)表面過(guò)腐蝕。型材表面出現(xiàn)過(guò)腐蝕，說(shuō)明酸蝕時(shí)間太長(zhǎng)，或酸蝕添加劑中的緩蝕劑及金屬離子含量不足，需調(diào)整酸蝕時(shí)間，補(bǔ)充槽液中酸蝕添加劑含量。

　　5、結(jié)束語(yǔ)。酸蝕表面預(yù)處理技術(shù)的應(yīng)用，收到良好的表面質(zhì)量效果和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在提高產(chǎn)品表面質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，為化、集約化生產(chǎn)開(kāi)辟新的途徑。

汽車鋁型材汽車結(jié)構(gòu)件基本信息

鋁合金在汽車上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：

(1)汽車輕量化，節(jié)能降耗，有利環(huán)保；

(2)汽車鋁合金零部件回收再利用率高。鋁合金熔點(diǎn)低，便于重熔回收，目前回收率不低于90%；

(3)安全舒適，鋁合金汽車是在不降低汽車容量的情況下減輕汽車自重，車身降低，汽車行駛更穩(wěn)定、舒適。由于鋁合金汽車輕便，質(zhì)量小，故碰撞時(shí)的能量相對(duì)于鋼體汽車小了許多。此外，由于鋁合金材料性能及車身結(jié)構(gòu)，能充分吸收撞擊時(shí)的能量，故而更加安全。

(4)減少工序，提高裝配效率。鋁合金汽車整體構(gòu)架焊點(diǎn)少，減少了加工工序，鋁合金整體車身比鋼體焊接車身約輕35%，并且無(wú)需防銹處理，只有25%~35%的部分需要電焊，因而可大幅度提高汽車的裝配速度。

(5)提高燃油效率，加大載重能力，鋁合金在汽車上的應(yīng)用可大大降低車身的重量，相同的燃油，鋁合金汽車比普通鋼體汽車形式的路程要遠(yuǎn)，提高了燃油效率。此外，減重的同時(shí)等于提高了汽車的載重量，可增大汽車的運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本

工業(yè)鋁材出產(chǎn)具有的價(jià)格優(yōu)勢(shì)

鋁材作為一種可塑性非常好的金屬，在工業(yè)出產(chǎn)的各個(gè)方面都有著重要運(yùn)用。并且鋁型材具有以下特征。

     現(xiàn)在工業(yè)鋁型材價(jià)格在歐美的門窗料出產(chǎn)廠家中很遍及，運(yùn)用工業(yè)鋁型材價(jià)格到達(dá)抱負(fù)意圖的概念現(xiàn)已被廣泛承受。即便在塑鋼門窗工業(yè)中，帶隔熱規(guī)劃的鋁合金門也被用于塑鋼范疇?；蛟S有人會(huì)問(wèn)，為什么要用工業(yè)鋁型材？因?yàn)楣I(yè)鋁型材價(jià)格有如下優(yōu)勢(shì)：

　　1. 樹(shù)立工業(yè)鋁型材擠料出產(chǎn)線，技能不復(fù)雜且出資不高，在中國(guó)，現(xiàn)已有多條擠料出產(chǎn)線。

　　2. 工業(yè)鋁型材可在短時(shí)間內(nèi)規(guī)劃并擠出，一個(gè)好的鋁合金模具只需要7-10天就可投產(chǎn)。

　　3. 工業(yè)鋁型材價(jià)格模具不貴，平均每個(gè)鋁合金公司模具2500到8000元之間。

　　4. 工業(yè)鋁型材模具易于加工，大多數(shù)的鋁合金公司都有很好的規(guī)劃經(jīng)歷。