鋁型材酸蝕表面預處理技術的應用1

1、工藝簡介    

　　近年來，鋁合金亞光型材生產(chǎn)和銷售量越來越大，市場占有率在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，而且大大增加了環(huán)保治理難度，加重了企業(yè)的“三廢”處理負擔。酸蝕技術是針對堿蝕方法的不足而研制開發(fā)的，在原理上完全有別于堿蝕亞光砂面處理。工藝主要采用了獨特的使鋁型材表面產(chǎn)生高度均勻的、高密度分子點腐蝕，通過改善型材表面凹凸處的物質(zhì)結構，從而達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，具有很大的實用和經(jīng)濟價值。  

　　2、酸蝕機理。酸蝕是在特定條件下的化學浸蝕。鋁型材接觸蝕液，在很短時間內(nèi)迅速反應生成絡合物，反應方程如下：    3F- Al-AlF3   6F- Al3 -Al.F63-    AlF63- Al2O3.3H2O-Al3(OH)3F6 3OH-    生成的絡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)較快地進行溶解反應;厚處受到粘附物的屏蔽而使?jié)庖悍磻俣确怕?，由于凹凸部位溶解速度的不同，從而達到平整表面、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系，氧化預處理時，堿蝕程度越深，粗晶和焊合線就越嚴重。由于酸蝕速度快，時間短，在還未出現(xiàn)嚴重粗晶和焊合線的情況下，反應就已結束，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方面：

　　(1)緩蝕作用：由于F-與自然氧化膜及鋁基體反應速度很快，且反應劇烈，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、甘油等有機化合物來抑制酸蝕反應速度，從而達到緩蝕效果。

　　(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，尖峰磨平，從而達到整平效果。(3)促進作用：加入促進劑可使酸蝕添加劑充分擴散到槽液中去，且有效進入被絡合物覆蓋的鋁基體表面內(nèi)層，使反應得以繼續(xù)進行，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一步增強除油能力，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，這是因為帶負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腐蝕，使砂面效果更細膩、均勻、砂面清晰。

鋁型材擠壓模具的合理使用、維護及管理

　　在鋁型材生產(chǎn)企業(yè)中，模具成本在型材擠壓生產(chǎn)成本中占到35%左右。模具的好壞以及模具是否能夠合理使用和維護，直接決定了企業(yè)是否能夠正常、合格的生產(chǎn)出型材來。

　　擠壓模具在型材擠壓生產(chǎn)中的工作條件是十分惡劣的，既需要在高溫、高壓下承受劇烈的摩擦、磨損作用，并且還需要承受周期性載荷作用。這都需要模具具有較高的熱穩(wěn)定性、熱疲勞性、熱耐磨性和足夠的韌性。

　　為滿足以上幾項要求，目前在國內(nèi)普遍采用4Cr5MoSiV1（美國牌號H13）合金鋼，并采用真空熱處理淬火等方式來制作模具，以滿足鋁型材生產(chǎn)中的各項要求。

　　然而，在實際生產(chǎn)中，仍然有部分模具在擠壓時未能達到預定產(chǎn)量，嚴重的甚至擠壓不到20條棒或上機不到2次就提前報廢，致使采用昂貴的模具鋼制作的模具遠遠不能實現(xiàn)其應有的效益。這種現(xiàn)象在國內(nèi)許多家鋁型材生產(chǎn)企業(yè)目前普遍存在。

硬質(zhì)陽極氧化和一般陽極氧化的差異

硬質(zhì)陽極氧化和一般陽極氧化的差異：

硬質(zhì)氧化的氧化膜有50%浸透在鋁合金內(nèi)部，50%附著在鋁合金表面，因而硬質(zhì)氧化后產(chǎn)品外部標準變大，內(nèi)孔變小。

（一）操作條件方面的差異：

1、溫度不同：一般氧化18-22℃左右，有添加劑的能夠到30℃，溫度過高易呈現(xiàn)粉末或裂紋；硬質(zhì)氧化一般在5℃以下，相對來說溫度越低硬質(zhì)越高。

2、濃度差異：一般氧化一般20%左右；硬質(zhì)氧化一般在15%或更低。

3、電流/電壓差異：一般氧化電流密度一般：1-1.5A/dm2；而硬質(zhì)氧化：1.5-5A/dm2；一般氧化電壓≤18V，硬質(zhì)氧化有時高達120V。

（二）膜層功用方面的差異：

1、膜層厚度：一般氧化膜層厚度相對較?。挥操|(zhì)氧化一般膜層厚度>15μm，過低達不到硬度≥300HV的要求。

2、表面情況：一般氧化表面較光滑，而硬質(zhì)氧化表面較粗糙（微觀，和基體表面粗糙度有關）。

3、孔隙率不同：一般氧化孔隙率高；而硬質(zhì)氧化孔隙率低。

4、一般氧化基本是透明膜；硬質(zhì)氧化由于膜厚，為不透明膜。

5、適用場合不同：一般氧化適用于裝飾為主；而硬質(zhì)氧化以功用為主，一般用于耐磨、耐電的場合。這些是咱們平常用的較多的功用方面的比較，有其他許多方面的差異。