详解电解抛光机械抛光和化学抛光化学抛光

   2020-09-01 互联网赵江凤10560
核心提示:  电解抛光机械抛光后阳极氧化,往往很难保持抛光后的光泽,这主要是机械抛光的局部表面压力不均,阳极氧
 

  电解抛光机械抛光后阳极氧化,往往很难保持抛光后的光泽,这主要是机械抛光的局部表面压力不均,阳极氧化产生无光表面,所以机械抛光不能直接用于光亮阳极氧化。 1934年在英国和美国,几乎同时发明了电解抛光工艺“Brytal”和“Alzak”,在碱性(Brytal工艺)或氟硼酸(Alzak工艺)溶液中阳极电解10~20min,得到较高反射率的表面,并在阳极氧化后继续保持下来。电解抛光是利用电流的作用,使铝合金发生电化学反应,在铝合金表面凸凹不平的部分发生不同程度的溶解,使铝件表面产生光滑的镜面效果。电解抛光的铝件,经过后续的阳极氧化处理仍能保持大部分光泽。电解抛光的铝件有较好的耐蚀性,即使未经阳极氧化处理也能在大气中很长时间不锈蚀,保持原有的光泽。二次世界大战,铝的反光镜需求大,这一期间铝的电解抛光发展很快。高纯铝片(99.99%)经过电解抛光,可以得到反射率接近100%的镜面效果。铝片的纯度越高得到的反射率越高。常用的工艺有:磷酸-铬酸型,磷酸-硫酸,铬酸型,高氯酸-醋酸型,磷酸-硫酸-甘油型,氟硼酸型,碳酸钠-磷酸钠型,氢氧化钾-铬酸型。操作温度为室温至90℃,电流密度10~20A/dm2,有的工艺高达150A/dm2。电解抛光的主要污染物是六价铬,近年来,随着环保意识的加强,不含铬酸的电解抛光处理液逐步盛行。不含铬酸的电解抛光处理液的主要问题是,对有些合金抛光不够亮。另外,铝合金在这种处理液中抛光后,不通电的条件下亮度会迅速下降,需要立即从处理液中取出、水洗,这给该工艺的广泛应用带来一定的影响。后来,有人在这种处理液中添加某种添加剂,使这两个问题有所缓解。电解抛光工艺成熟,污染小,但工作电流大,成本高,目前用于高亮度、高装饰性铝件的加工。

  化学抛光化学抛光是40年代后期发明的,当时Henley在做磷酸-硫酸型的电解抛光,没有通电时,发现铝件的腐蚀有光亮效果,接着他仔细研究了这个现象,得到最早的化学抛光工艺:磷酸75%(体积),硫酸25%(体积),操作温度为90~100℃。后来人们发现在上述工艺中加10%的硝酸,可以得到特别光亮的效果,这时化学抛光才在工业中应用起来,相应的专利陆续公布。光亮阳极氧化稳定地进入市场,替代了部分钢或铜上镀镍-铬工艺。化学抛光不需要通电,也不需要专用夹具,操作简单,但需要良好的加热和通风设备,使用高纯铝能得到反射率为100%的效果,普通铝合金也能达到装饰性的光泽度。由于化学抛光比电解抛光成本低,所以大多数光亮阳极氧化是用化学抛光配套的。最常用的化学抛光工艺是:磷酸75%(体积分数),硝酸150%(体积分数),硫酸10%(体积分数),操作温度为90~110℃,时间为0.5~3min。有的工艺只有磷酸和硝酸,有些加了醋酸、铬酸或氢氟酸。添加少量的钻盐、镍盐、铜盐可以增加抛光的亮度。化学抛光最大的缺点是会产生NOX有毒气体,黄色的NOX气体是强烈的致癌物质,是化学抛光车间难以挥去的“黄龙”。人们采用了许多办法来解决这一技术难题,日本的Tajima,采用“笼形”化合物吸收有毒气体,得到无黄烟化学抛光新工艺;德国对于纯度达99.99%的铝件,采用16%(体积分数)的氟化氢铵,13%(体积分数)硝酸,25g/L的糊精,操作温度较低,析出气体很少。Kaiser铝和化学品公司发明了类似的工艺(体积分数):2.5%硝酸,0.60%,氟化氢铵,0.6%铬酸,0.6%甘油,0.05%硝酸铜。也有在磷酸-硫酸配方中加有机硫化物替代硝酸,得到无黄烟抛光工艺。除了酸性化学抛光以外,还有碱性化学抛光工艺,但碱性化学抛光的效果远不及酸性化学抛光,所以较少应用。更多精彩文献登录中国铸造网

 
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