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铝型材表面酸性砂面药剂处理工艺的研发应用

艾普斯   丨  2017.11.02   丨  4098

铝型材酸性砂面处理工艺流程及特点:

特点:

(1)广东珠三角地区铝型材生产厂家所使用的槽液基本不需加热,在30℃以上即能生产出光洁柔和的砂面铝型材,浸蚀时间短、污染量少;

(2)铝耗量少,每吨铝型材耗约5-8kg

(3)槽液自动循环,使用寿命长;

(4)基本不受铝型材坯料来源影响;

(5)成本低。

2. 铝型材酸性砂面剂的作用原理:

铝型材酸蚀砂面工艺是专门针对铝型材去机械纹和起砂而专门设计的。它的反应机理是:酸蚀完全抛开了黏性理论,由于氟化铝的溶解度有限,酸蚀槽中铝离子浓度小于5g/L,如此低的铝离子浓度,不足以影响机械沟底和沟表面的反应速度,酸蚀有如此强的去机械纹能力是由于物理吸附。由于氟化铝溶解度非常低,铝型材进入酸蚀槽后,表面吸附一层反应产生---氟化铝。沟表面的速度远大于沟底的反应速度,因而能迅速去除机械纹。随着机械纹的去除,铝型材表面逐渐形成钝化层,吸附了一层AlF₃,使得反应速度迅速递减,铝耗大大降低。由于铝是两性氧化物,酸蚀起砂机理类似于碱蚀,所不同的是氟的存在,酸蚀起砂速度要快于碱蚀。

3. 铝型材酸性砂面剂实验研究

1. 实验目的

 (1)观察酸蚀砂面在不同湿度下的腐蚀效果;

(2)pH值对酸蚀速度和酸蚀效果的影响;

(3)安定剂与促进剂的作用;

(4)铝耗检测。

2. 实验步骤与现象

温度对酸蚀速度及效果的影响

配槽液:氟化氢铵50g/L,添加剂20g/L,不同温度的实验现象见下表:


不同温度下酸蚀速度及效果表现


温度

现象

15

反应缓慢,难以成砂

20

反应稍快,砂面微,挤压痕明显

30

速度明显加快,砂面清晰可见,但对挤压痕明显的铝型材,效果还是不尽如人意

40

速度进一步加快,砂面细致柔和



B . pH值对酸蚀表面质量的影响:
表明质量用差、良好、优三个区域来区别,在NH4HFO 50g/L,温度为40℃,时间为4min的情况下,pH3-4之间时表面质量均良好,用稀盐酸和氨水调节pH值,使pH值降低或升高,均使表面质量下降。

工业铝型材

C.安定剂现促进剂对酸蚀效果的影响:

通过筛选,选出以葡萄糖酸钠和甘油等作为酸蚀砂面处理的安定剂,即缓蚀剂。

安定剂的影响:不加安定剂,酸蚀速度快,易出现粗晶过腐蚀等缺陷,但加入太多,使pH值升高,腐蚀速度明显减慢,表面出现粗颗粒。实践证明,安定剂宜控制在1.5-3g/L最好。

促进剂的影响:由酸蚀机理可知,加入促进剂,能有效地进入被反应覆盖的铝型材表面内层,从而使反应能连续,不至于因黏度太大、附着不均而造成型材表面腐蚀不均,可以作为促进剂的化合物一般为有机溶剂,含量0.1g/L左右,反应速度过快,砂面粗糙;过低则没有促进作用。

D.铝耗检测

配槽液:NH4HF60g/L,温度40℃,四块型材在同样条件下进行处理后测铝耗(表面积12m²)的结果列于下表中。

试样序号

重量/g

状态

1

2

3

4

腐蚀前

22.358

22.442

22.489

22.426

酸蚀后

22.138

22.204

22.267

22.221

氧化后

22.268

22.357

22.407

22.339

失重

0.09

0.085

0.082

0.087


经结算,平均失重为0.086g.d¯¹.m¯²,以每吨型材600m²计,铝耗约4.3kg/t

3.铝型材酸性砂面剂实验结果分析

(1)酸性砂面处理与温度关系甚大,22℃以下难成砂,35-45℃时有很好的砂面腐蚀效果,砂粒均匀细密。

(2)pH2.8-3.5之间腐蚀效果最好。

(3)安定剂与促进剂协同作用是产生全格砂面的必要条件 

小结

采用以氟化铵为基的酸蚀砂面工艺,可使铝型材外观均匀一致、细腻、光泽柔和,并能充分消除挤压纹、有效掩盖焊合线,且铝耗低,该工艺的优点是传统碱蚀磨砂处理无法比拟的,但工艺中氟离子浓度较大,车间操作环境相对差一些,环保废水处理也有一定限制。


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