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詳細(xì)介紹鋁型材鏡面電解拋光工藝與生產(chǎn)實(shí)踐

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電解拋光能夠賦予型材表面高光亮度的效果,并呈現(xiàn)出高鏡面反射性能,它適用于室內(nèi)裝飾、工業(yè)及科技領(lǐng)域有特殊光亮表面的鋁材。

  電解拋光能夠賦予型材表面高光亮度的效果,并呈現(xiàn)出高鏡面反射性能,它適用于室內(nèi)裝飾、工業(yè)及科技領(lǐng)域有特殊光亮表面的鋁材。

  生產(chǎn)鏡面鋁型材,鋁加工企業(yè)一般采用鋁型材先經(jīng)過(guò)機(jī)械拋光,然后采用三酸化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光二種方法。傳統(tǒng)的三酸化學(xué)拋光,由于含有硝酸,生產(chǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的黃色NO2氣體,毒性大,嚴(yán)重污染環(huán)境;改進(jìn)型三酸化學(xué)拋光,也會(huì)產(chǎn)生大量的白色煙霧,對(duì)環(huán)境污染也十分大。近年推出的二酸化學(xué)拋光,由于不加硝酸不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體,但拋光后的鋁型材表面光亮度稍差,不如三酸拋光或電化學(xué)拋光。傳統(tǒng)的電化學(xué)拋光要加入鉻離子,嚴(yán)重污染環(huán)境,所采用的拋光工藝,電流密度要達(dá)到20~30A/dm2,浪費(fèi)能源?,F(xiàn)在,我司使用以磷酸為主、并加入拋光劑的電化學(xué)拋光工藝,無(wú)煙霧,無(wú)毒性,節(jié)約能源,電流密度低,無(wú)排放,槽液能長(zhǎng)期使用。

  1.電解拋光工藝原理

  1.1工藝原理

  電解拋光是利用電化學(xué)陽(yáng)極溶解原理對(duì)金屬表面進(jìn)行光整加工的一種工藝方法。將與直流電源正極相連的鋁型材作為陽(yáng)極置于拋光液中,與直流電負(fù)極相連的不銹鋼為陰極,形成一電場(chǎng),其反應(yīng)過(guò)程如下:

  Al→Al3++3e 4OHˉ-4 e→2H2 O+O2↑2 H++2e→H2↑

  型材表面上留有擠壓造成的尖峰狀凸起和凹谷,使微觀電場(chǎng)分布呈現(xiàn)非均勻性,尖峰處電力線集中而形成較大電流密度,電化學(xué)反應(yīng)速度較快,金屬溶解速度也較快,在凹谷處,電化學(xué)反應(yīng)速度則相對(duì)較慢,另外在電化學(xué)反應(yīng)中,陽(yáng)極表面現(xiàn)象還會(huì)形成一層由溶解了的陽(yáng)極金屬和電解液組成的粘膜,其導(dǎo)電率較低,粘膜容易聚集在凹谷處,阻礙了凹谷處陽(yáng)極溶解的進(jìn)行,使陽(yáng)極表面幾何高點(diǎn)處金屬迅速溶解,幾何低點(diǎn)處的金屬溶解緩慢,鋁合金型材表面凸凹部分發(fā)生不同程度的溶解,最終使鋁型材表面變的光滑又有光澤。

  2.電解拋光生產(chǎn)工藝

  2.1電解拋光工藝

  為獲得良好的拋光效果,電流密度和電壓是緊密相關(guān)的,通常,電壓升高,電流密度隨之增大,但這一現(xiàn)象只會(huì)繼續(xù)到一個(gè)臨界點(diǎn),一旦達(dá)到這一點(diǎn),電流密度將急速下降,電壓仍相應(yīng)升高,超過(guò)這一點(diǎn),電壓和電流密度又穩(wěn)步升高。電拋光只有在電流密度比臨界點(diǎn)高時(shí)才會(huì)發(fā)生,低于這一點(diǎn)則會(huì)產(chǎn)生化學(xué)浸蝕,出現(xiàn)點(diǎn)腐蝕,拋光不亮。電拋光對(duì)型材表面溶解極少,一般在2.5~6.5μm之間,型材表面深劃痕,沖壓記號(hào),及非金屬夾雜物往往比電拋光失去的厚度深,電拋光獲得的表面亮度不同機(jī)械拋光獲得的亮度,它無(wú)刻痕,不變形,無(wú)方向性且顯露出鋁金屬的本色。

  2.3工藝流程如下:

  除蠟→水洗→水洗→電解拋光→熱水洗→水洗→中和→水洗→水洗→陽(yáng)極氧化……

  2.4電解拋光槽液的控制

  2.4.1磷酸濃度的控制

  濃度控制在65~75%之間,低于65%,光亮度差,拋光時(shí)間長(zhǎng),高于75%,槽液黏度高,帶出量大,造成浪費(fèi)。

  2.4.2拋光劑濃度的控制:

  濃度控制在6~13%之間,低于6%,光亮度差,拋光時(shí)間長(zhǎng)。

  2.4.3硫酸濃度的控制

  新配槽液,由于槽液無(wú)鋁離子,槽液導(dǎo)電能力強(qiáng),暫可不加入硫酸,隨著鋁離子濃度的升高,再適當(dāng)加入硫酸,其濃度控制在2~4%之間,加入數(shù)量要少量多次,逐步提高到工藝范圍內(nèi)。硫酸濃度偏高,型材拋光時(shí)易起砂。硫酸濃度適當(dāng),可增加型材表面拋光的清晰度,增加光亮。

  2.4.4槽液比重的控制

  一般控制在1.64~1.68之間最佳,比重高、黏度大,氣泡很難從型材表面逸出,容易產(chǎn)生氣體條紋或點(diǎn)狀腐蝕。電解拋光時(shí),型材表面產(chǎn)生的熱量不易擴(kuò)散到槽液中去,使型材表面局部溫度太高,易使型材表面形成“熱蝕”,即型材表面出現(xiàn)電灼傷,呈現(xiàn)出“霧狀”,光澤被“霧狀”物覆蓋,表面光亮度差。

  2.4.5拋光電壓、電流密度的控制

  拋光電壓由型材形狀及面積來(lái)控制,控制電壓從高到低再逐步降低。一般分級(jí)、分段操作。比如36V、5分鐘;24V、4分鐘;18V、2分鐘;12V、2分鐘。

  2.4.6槽液溫度的控制

  一般控制在60~70℃之間。使其在電流作用的電化學(xué)反應(yīng)和酸作用下的酸浸蝕反應(yīng)到平衡狀態(tài)時(shí),拋光效果為狀態(tài)最佳,型材光亮度好。

  2.4.7鋁離子的控制

  正常維持在35g/L左右。過(guò)高會(huì)降低光亮度及增加槽液的比重;且需適當(dāng)控制槽液的帶出量,以維持正常的槽液成分。

  2.4.8型材拋光后水洗的控制

  拋光后第一道水洗一定要用熱水洗,溫度控制在40~45℃之間。由于拋光槽液黏度大,型材帶出量大,黏附在型材表面的槽液較難清洗掉,如沒(méi)有徹底清洗,容易帶入下道工序,形成交叉污染,影響生產(chǎn),特別對(duì)封孔槽液影響較大。

  2.4.9中和的控制

  由于拋光型材采用的是6463合金,含量比較高,通常在0.15~0.25%之間,應(yīng)注意控制,中和時(shí)間在2~8分鐘,溫度:常溫。

  3.酸性電解拋光工藝設(shè)備

  3.1拋光電源:低壓直流電源。由硅二極管整流器提供電流。電壓在0~36V可調(diào),電流在1.5KA~2.0KA之間。

  3.2攪拌設(shè)備:無(wú)油壓縮空氣攪拌,每平方米液面攪拌空氣量0.22~0.45 m3/min??諝鈮毫Π疵棵撞垡荷睿?.15~0.5)×105Pa。

  3.3溫度控制設(shè)備:自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度高低,即升溫、冷卻。保證槽液溫度恒定在一定范圍內(nèi)。采用蒸汽加熱,自來(lái)水冷卻。拋光槽體槽壁要用環(huán)氧板作為絕緣的方式,此裝置易操作,又安全。

鋁型材

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