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铝化学抛光不良造成原因与解决办法

铝及铝合金制件的化学抛光过程,大多在腐蚀性较强的酸、碱性溶液中进行,影响抛光效果的因素较多。因此,铝及铝合金制件的化学抛光作业中出现一些故障,在所难免。

人们在长期的化学抛光工作中,对这些故障的产生原因,及其排除办法,已积累了不少十分宝贵的经验。下面列举一些,以供参考和借鉴。

故障1 已抛光表面沾附有一层铜红色薄膜时,可将制件浸人稀硝酸(含硝酸400g/L~500g/L)水溶液中,或浸人铬酸(含铬酐100g/L~200g/L)水溶液中,室温下浸洗数秒到数十秒,即可除去红色铜膜。

故障2 已抛光表面发乌,或出现一层蓝色薄膜时,很可能是由于抛光溶液中硝酸含量不足及温度不当。这时可补加适量硝酸,再合理调整抛光溶液的温度,一般即可消除上述异常现象。

故障3 抛光表面不太光滑,并有白色薄膜出现时,多是由于磷酸含量不足造成的。补加适量磷酸,可克服上述现象。

故障4 抛光表面出现白色薄膜或白边,大多是抛光过程中,抛光溶液的组成和温度不均匀一致,或硝酸含量过高造成的。抛光溶液和温度不均匀会导致抛光反应中生成的气体只在个别部位逸出,以致造成白膜和白边,这可通过经常摆动被抛光制件,或不断搅拌抛光溶液予以排除。硝酸含量过高需要调整抛光溶液的组成才会奏效。

故障5 光泽性很好的抛光表面带有彩虹色时,一般是由于抛光液中硫酸含量太多造成的,可通过调整抛光液组成,减少硫酸比例而消除。

故障6 经化学抛光和氧化着色处理的制件表面,若出现花斑时,大多是由于化学抛光后清洗不彻底,制件表面残留有微量酸、碱造成的。这种现象时有发生,特别是在用”三酸”抛光液抛光大批量的小制件时,因制件之间过近,甚至互相靠拢接触而互相掩盖,要做到快速水冲洗彻底干净是不太容易的。个别制件的局部留有残酸(或残碱),就会使氧化着色表面出现花斑。显然,清除花斑现象的较好办法,是加强抛光后的水冲洗,充分摇动使制件一个个散开,将所有制件的表面彻底清洗干净。而且要及时进行氧化着色处理。否则,清洗干净的铝表面处于活化态,很易氧化锈蚀,这又会影响氧化着色的质量。

一个可供选用的较好办法,是在抛光和水洗干净后,增加一道钝化处理,使已抛光表面及时形成一层保护性能较强的均匀的钝化膜。在化学抛光溶液中,加有适量钝化性能较强的铬酐,使制件在抛光加工的同时,在抛光表面形成一层保护性能较好的铬酸盐钝化膜。另外,抛光工艺应包括用铬酸溶液或铬酸盐溶液进行后处理。

为了避免上述钝化工艺造成的”铬污染”,可改用更为先进的高锰酸钾一硫酸水溶液进行钝化处理。

钝化液的组成及配制:取水1L,边搅拌边缓缓加入硫酸(相对密度1.84)10g~15g,搅拌均匀后再加入高锰酸钾lg~3g。待完全溶解后,即可使用。钝化处理,是在室温的上述溶液中浸洗20s~30s。

故障7 抛光过程中,若抛光溶液表面产生大量气泡和棕红色二氧化氮气体,而且被抛光表面产生麻点腐蚀,主要原因是硝酸含量过高。调整溶液组成降低硝酸比例,一般即可消除上述现象。

故障8 抛光表面出现鼓泡或在凸起部位表面产生白色条纹,多由抛光溶液中硫酸含量太少造成。通过适当补加硫酸,一般即可奏效。

故障9 当抛光溶液表面产生较大气泡,并放出大量棕红色二氧化氮气体,而溶液本身呈现黏稠的粥状时,说明溶液中积聚的盐类物质过多。这时的抛光作业,要不断摆动被抛光制件,使抛光反应比较均匀,以尽量减少不均匀腐蚀。否则,抛光表面将会出现许多白色凸起小点,严重时连成片状,以致形成局部腐蚀。遇到这种情况,全部更换新抛光溶液,固然可彻底消除故障,但会造成较大的浪费。较好的办法,是更换部分抛光液,或降低抛光溶液温度,使溶液中积聚的过多盐类物质结晶析出,再采用过滤的办法分离除去,最后进行组成分析测试并调整到工艺规范以内。

故障10 若因抛光溶液使用太久,黏度增大到已影响抛光效果时,较好的应急解决办法是提高溶液温度到120℃以上,再进行抛光作业。适当延长抛光时间,也可部分弥补抛光效力的损失。

故障11 抛光表面出现”黑垢”,一般是由于抛光溶液温度太低或抛光时间太短造成的。调整操作参数到工艺规范以内,大多可消除”黑垢”。

故障12 抛光用挂具、夹具上最高一排制件抛光后,顶部或背部出现”暗斑”。检查抛光液组成及操作条件,均属正常。这可能是抛光溶液太少,最高一排制件不能完全浸人溶液中,其顶部仅靠溢起的溶液泡沫掩盖抛光,加上抛光时间较短造成的。显然,消除这一故障的办法很简单,补加适量抛光溶液,或挂(夹)具最高一排挂钩上不挂接制件,使挂(夹)具上所有制件都能完全浸人抛光溶液中,再适当延长抛光时间。

故障13 抛光表面孔眼处,和挂(夹)具触点处出现气流冲条痕纹。主要原因是抛光溶液温度太高,或三酸比例失调,或挂(夹)具设计接触角度不够合理。因此,可先用降低溶液温度和改变抛光制件入槽方向的办法,不少情况是行之有效的。若效果不太明显,或根本无效,这就需调整溶液的组成了。调整的办法,一般是补加高浓度的磷酸和硫酸,避免因加入稀酸带人较多水分,影响溶液的抛光性能。

当气流冲条痕纹不太严重时,也可通过上、下、左、右交替摆动被抛光制件及其挂具、夹具的办法,使气流不直接沿孔眼上升,即可避免气流冲条痕纹的形成。但应指出,制件摆动不得过快,一般以5次/min~6次/min为宜。

(如有机溶剂、洗涤剂等)除油污的制件,一般抛光3min~5min。

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