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)過機械拋光,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)時會產(chǎn)生大量的黃色NO2氣體,毒性大,嚴(yán)重污染環(huán)境;改進型三酸化學(xué)拋光,也會產(chǎn)生大量的白色煙霧,對環(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,電流密度要達到20~30A/dm2,浪費能源。現(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,無煙霧,無毒性,節(jié)約能源,電流密度低,無排放,槽液能長期使用。
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)陽極溶解原理對金屬表面進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極置于拋光液中,與直流電負極相連的不銹鋼為陰極,形成一電場,其反應(yīng)過程如下:
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)速度則相對較慢,另外在電化學(xué)反應(yīng)中,陽極表面現(xiàn)象還會形成一層由溶解了的陽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,阻礙了凹谷處陽極溶解的進行,使陽極表面幾何高點處金屬迅速溶解,幾何低點處的金屬溶解緩慢,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)象只會繼續(xù)到一個臨界點,一旦達到這一點,電流密度將急速下降,電壓仍相應(yīng)升高,超過這一點,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高時才會發(fā)生,低于這一點則會產(chǎn)生化學(xué)浸蝕,出現(xiàn)點腐蝕,拋光不亮。電拋光對型材表面溶解極少,一般在2.5~6.5μm之間,型材表面深劃痕,沖壓記號,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械拋光獲得的亮度,它無刻痕,不變形,無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,拋光時間長,高于75%,槽液黏度高,帶出量大,造成浪費。
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,拋光時間長。
2.4.3硫酸濃度的控制
新配槽液,由于槽液無鋁離子,槽液導(dǎo)電能力強,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)生氣體條紋或點狀腐蝕。電解拋光時,型材表面產(chǎn)生的熱量不易擴散到槽液中去,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控制,控制電壓從高到低再逐步降低。一般分級、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,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。過高會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,銅含量比較高,通常在0.15~0.25%之間,應(yīng)注意控制,中和時間在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。