一种无黄烟铝合金化学抛光液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无黄烟铝合金化学抛光液及其制备方法，涉及一种化学抛光液，其原料组成为磷酸、硫酸、乙酸、非离子表面活性剂、硫酸铵、碳酸铵、五水合硫酸铜和水。与传统三酸抛光工艺相比，本发明专利技术具有环保无黄烟，工艺简单，使用方便，抛光处理效果好等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体的说是一种不含硝酸、抛光过程中不会产生 氮氧化合物有害气体的铝合金化学抛光液。
技术介绍
铝合金材料是有色金属中使用量最大、应用面最广的金属材料，而且其应用范围还在不断扩大之中。就原铝生产量而言，从2001年开始我国已跃为全世界第一大原铝生产国，产量占全球总产量的13. 98%。2007年我国各种铝材总产量达到1275万吨，2008年的铝材总产量达到1427. 4万吨，多年连续保持世界第一。铝制品种类繁多，据统计已超过70多万种，应用遍及国民经济各部门。铝合金材料具有一系列优良的物理、化学、力学和加工性能，可以满足从厨餐用具到尖端科技、从建筑装潢业到交通运输业和航空航天等各行业对于铝合金材料提出的千差万别、各种不同的使用性能要求。铝合金具有很多优越的性能，其特点如下 1)密度低。铝的密度约为2.7g/cm3。在金属结构材料中是密度高于镁的第二轻的金属。它的密度只是铁或铜的1/3. 2)塑性高。铝及其合金延展性好，可以通过挤压、轧制或拉拔等压力加工手段制成各种型、板、箔、管和丝材。3)易强化。纯铝的强度并不高，但通过合金化和热处理容易使之强化，制造高强度铝合金，其比强度可以和合金钢媲美。4)导电好。铝的导电性和导热性仅次于银、金和铜。5)耐腐蚀。铝是一个负电性很强的金属，与氧具有极高的亲和力。铝在自然条件下，表面会生成保护性氧化物，具有比钢铁好得多的耐腐蚀性。6)易表面处理。表面处理可以进一步提高或改变铝合金的表面性能。铝阳极氧化工艺成熟，操作简便，已经广泛应用。铝阳极氧化膜硬度高、耐磨，而且耐腐蚀、绝缘性好，并可着色，能显著改变和提高铝合金的外观和使用性能。通过化学预处理，铝合金表面还可以进行电镀、电泳、喷涂等，赋予铝表面以金属镀层或有机聚合物涂层，进一步提高铝的装饰和保护效果。一般工程应用的变形铝合金(如型材或板带材等)或建筑铝型材，其加工成型后半成品，一般是可以直接进入阳极氧化生产线进行阳极氧化的，所获得的阳极氧化膜在许多工程应用上表现除了良好的防护性能，其表面基本上能够达到均匀一致的外观要求。机械抛光后的铝合金工件，若直接进行阳极氧化处理，只能获得平滑的阳极氧化膜，还不能得到高反射率的膜层。化学抛光作为高级精饰处理方法，能去除铝制品表面较轻微的模具痕和擦划伤条纹，去除机械抛光中可能形成的摩擦条纹、热变形层、氧化膜层等，使粗糙的表面趋于光滑而获得近似镜面光売的表面，提闻了招制品的装饰效果(如反射性能、光売度等)，并可以赋予更高的商业附加值，极大地满足了消费市场对具有光亮表面的铝制品要求。因此，对于需要表面平整、均匀又光亮等特殊外观要求的阳极氧化膜，则需要预先进行化学抛光。化学抛光是一种在特殊条件下的化学腐蚀，它是通过控制铝材表面进行选择性的溶解，使铝材表面微观凸出部位较其凹洼部位优先溶解，而达到表面平整和光亮的目的。在工业生产中，采用化学抛光的主要目的，一是取代机械抛光而获得平滑的光亮铝材表面；二是在机械抛光后再进行化学抛光，以获得非常高镜面反射率的铝材或铝零部件，达到表面增亮的目的。传统的铝合金化学抛光液大多采用三酸体系，即硫酸、磷酸、硝酸。铝合金在该化学抛光液中的化学反应过程为铝的酸性浸蚀过程一钝化过程一黏滞性扩散层扩散过程。当铝在热的浓酸(磷酸和硫酸)中浸溃时，发生强烈的酸性浸蚀反应并迅速溶解而除去表面的一层铝。为了获得良好的抛光效果，必须抑制过度的酸性浸蚀反应。由于硝酸的存在，铝表面发生氧化反应，形成一层仅有几十个原子层的氧化铝的钝化膜覆盖在铝表面上，此钝化作用使得铝表面暂时受到保护，当然这一层氧化膜在抛光液中也会受到强酸的作用而被缓慢地溶解。当铝表面氧化膜被完全溶解再次露出铝的金属基底时，抛光液中硝酸再一次起作用在裸金属表面形成一层新的氧化铝的钝化膜，如此膜再溶解又再形成，周而复始，使 铝的溶解以较低的速度进行。但是由于抛光过程中硝酸与铝合金的反应，产生大量的氮氧化合物黄色烟雾，大大污染空气，对环境造成损害，同时危害操作者的身体健康。随着环境保护、健康意识的加强，为减少含硝酸化学抛光溶液中所产生的氮氧化合物(NOx) “黄烟”对健康的伤害和对环境的污染，自上世纪70年代以来，国内外学者对铝的无黄烟化学抛光工艺进行了大量的研究并得到相关成果。日本Tajiama开发了添加缓蚀剂(钥酸盐)、整平光亮剂(硫酸镁)、烟雾抑制剂(人造沸石)等组成的无黄烟化学抛光剂。Tskigawa等人开发了在磷酸-硫酸混酸中含噻吩衍生物和硫化物构成的光亮剂的无黄烟化学抛光液。国内北京航空航天大学余维平、沈阳工业学院安成强、武汉材料保护研究所庞洪涛、江西理工大学钟建华等人分别对铝合金无黄烟化学抛光工艺、添加剂及其应用进行了研究并取得了很大进展。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，不含硝酸，化学抛光过程中不会产生有毒黄烟；与传统三酸工艺相比，本专利技术具有环保无黄烟，工艺简单，使用方便，抛光处理效果好等特点。为了实现上述目的本专利技术采用如下技术方案 一种无黄烟铝合金化学抛光液，以体积I升计，由下列重量配比的原料组成 磷酸450-550mL 硫酸150-200mL 乙酸50-75mL 非离子表面活性剂0. 5-1. OmL 硫酸铵3-4g 碳酸铵l-3g 五水合硫酸铜0. 02-0. 06g水余量 所述的硫酸质量百分比浓度为98% ;所述的磷酸质量比浓度为85% ;所述的非离子表面活性剂为0P-10、AE03、AE05中的一种。一种无黄烟铝合金化学抛光液的制备方法，包括以下步骤 (1)按原料配方的组成，将硫酸、磷酸、乙酸混合，充分搅拌制得半成品A； (2)按原料配方的组成，将非离子表面活性剂、硫酸铵、碳酸铵、五水合硫酸铜加入水中，充分搅拌待其完溶解制得半成品B待用； (3)将半成品B缓慢加入半成品A中，充分搅拌制得无黄烟铝合金化学抛光液。 无黄烟铝合金化学抛光液的使用方法，其具体方法为 1)将无黄烟铝合金化学抛光液加热至85-110°C； 2)将干燥无油脂的待抛光铝合金工件浸入无黄烟铝合金化学抛光液中，轻微抖动，30-60s后取出； 3)将取出的铝合金工件放入稀硝酸中出光，10-20s后取出，清洗。与传统三酸工艺相比，本专利技术具有环保无黄烟，工艺简单，使用方便，抛光处理效果好等特点。具体实施例方式 下面通过实施例对本专利技术作进一步地描述。实施例I : 一种无黄烟铝合金化学抛光液，以体积I升计，由下列重量配比的原料组成 憐酸450mL 硫酸200mL 乙酸75mL 0P-100.5mL硫酸铵3g碳酸铵Ig 五水合硫酸铜0. 02g 水余量 一种无黄烟铝合金化学抛光液的制备方法包括下述步骤 (1)按原料配方的组成，将硫酸、磷酸、乙酸混合，充分搅拌制得半成品A; (2)按原料配方的组成，将0P-10、硫酸铵、碳酸铵、五水合硫酸铜加入水中，充分搅拌待其完溶解制得半成品B待用； (3)将半成品B缓慢加入半成品A中，充分搅拌制得无黄烟铝合金化学抛光液。无黄烟铝合金化学抛光液使用方法如下 (I)按上述配比配置抛光液。(2)将抛光液加热至85-110°C。(3)将干燥无油脂的待抛光铝合金工件浸入抛光液中，轻微抖动，30-60s后取出。(4)将取出的铝合金工件放入稀硝酸中出光，10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无黄烟铝合金化学抛光液，其特征在于：以体积1升计，由下列原料配比组成：磷酸？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？450？550mL硫酸？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？150？200mL乙酸？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？50？75mL非离子表面活性剂？？？？？？？？？0.5？1.0mL硫酸铵？？？？？？？？？？？？？？？？？？？3？4g碳酸铵？？？？？？？？？？？？？？？？？？？1？3g五水合硫酸铜？？？？？？？？？？？？？0.02？0.06g水？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？余量根据权利要求1所述的一种无黄烟铝合金化学抛光液，其特征在于：所述的硫酸质量百分比浓度为98%，所述的磷酸质量比浓度为85%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑松林，刘万青，饶丹，
申请(专利权)人：合肥华清金属表面处理有限责任公司，
类型：发明
国别省市：