1脫脂

　　在脫脂中,脫脂溫度、時間應(yīng)適當(dāng)控制,如果脫脂溫度過高或過低,都會影響脫脂效果。溫度低,時間短,部分殘留在合金上的油脂就會導(dǎo)致表面不均勻,使堿洗過程中出現(xiàn)大小不等的腐蝕點;溫度高,時間長,會產(chǎn)生所謂的“溶解現(xiàn)象”,使型材表面出現(xiàn)過腐蝕斑塊,直接影響合金的陽極氧化效果。一般在選定脫脂介質(zhì)的情況下,應(yīng)控制處理型材的脫脂溫度和時間。

　　1.1溫度的影響

　　脫脂溫度在室溫下較為適宜,在25℃進(jìn)行脫脂時,型材表面出現(xiàn)的斑點、斑塊數(shù)目較少,面積也較小;脫脂溫度升高到35℃時,斑點數(shù)目增多,斑塊的影響程度也較深,進(jìn)一步升高脫脂溫度到45℃,型材表面斑點和斑塊的腐蝕均有加劇之勢。

　　1.2時間的影響

　　脫脂時間的延長與脫脂溫度的升高對6063鋁型材具有相類似的影響規(guī)律,即脫脂時間越長,合金表面出現(xiàn)斑點、斑塊腐蝕的可能性越大,斑點、斑塊腐蝕的影響程度也越來越深。一般脫脂時間應(yīng)為3min(對200g/L的H2SO4而言),脫脂時間過短或過長都會使型材表面出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象,為后續(xù)的陽極氧化處理留下隱患。

　　關(guān)于脫脂時間的影響作用可從以下兩方面介釋:(1)脫脂液中的Cl-有擴(kuò)大斑點和斑塊腐蝕的趨勢,而且其濃度越高,影響越甚,這種情況下,如果脫脂時間超過正常值,負(fù)面作用就更為嚴(yán)重;(2)隨著脫脂時間的延長,合金中的微量元素會部分溶解,致使型材表面出現(xiàn)凹凸不平的腐蝕缺陷。

　　2堿洗

　　堿洗是預(yù)處理工藝中最關(guān)鍵的步驟,堿洗劑以及添加劑,反應(yīng)溫度、時間等不同程度地影響著鋁型材的表面質(zhì)量。當(dāng)堿洗劑和添加劑選定之后,影響堿洗效果的因素是堿洗溫度和堿洗時間。

　　2.1溫度的影響

　　堿洗時的反應(yīng)活化能約46kJ/mol,這個數(shù)值一般不隨蝕洗條件的變化而改變,但反應(yīng)速度卻會因溫度升高而加快(溫度每升高10℃,速度就增加一倍)。文獻(xiàn)研究表明:堿洗時反應(yīng)溫度過高會使鋁型材表面產(chǎn)生“干涸斑點”缺陷。當(dāng)堿洗溫度較高時(高于70℃),堿液反應(yīng)速度非?？?型材從堿洗槽移出時,會有大量的堿液附集在其表面,由于此時型材表面仍然保持較高溫度,所以蝕洗速度仍然很高,殘留有堿液的區(qū)域迅速干涸后出現(xiàn)Al2O3斑點,而且這些斑點在后續(xù)處理中很難消除。另外,由于堿洗溫度高,反應(yīng)速度快,溶解下來的Zn2+、Fe3+亦能在較短時間內(nèi)以溶解2再沉積方式進(jìn)一步加劇局部腐蝕。一般堿洗溫度保持在50℃左右較為合適,既能保證堿洗質(zhì)量,又能防止腐蝕斑點塊的發(fā)生。

　　2.2時間的影響

　　堿洗時間的長短對處理效果有著至關(guān)重要的作用,對于在50℃,用NaOH(50g/L)作為堿洗劑的條件下,時間一般取2min為宜。堿洗時間太短,達(dá)不到除氧化膜及活化表面的效果;時間過長,不僅增加鋁的損耗量,而且有可能將潛在的缺陷擴(kuò)大,造成產(chǎn)品報廢。

　　3水洗

　　水洗的質(zhì)量對合金的陽極氧化效果有很大影響,由酸槽、堿槽帶入的大量雜質(zhì)離子以及較低或較高的pH值都會產(chǎn)生點蝕,特別是對點蝕敏感的氯離子,因其自催化作用很容易在不完整的鈍化膜上產(chǎn)生腐蝕斑點。所以,應(yīng)注意預(yù)處理過程中的水洗質(zhì)量,在保證充分水洗的情況下,還要適當(dāng)控制水洗液中的氯離子含量。

　　3.1時間的影響

　　隨著水洗時間的延長,鋁型材表面斑塊腐蝕大大加劇,腐蝕面積也有所增大。顯微鏡下觀察水洗試樣,發(fā)現(xiàn)斑點腐蝕隨水洗時間的變化沒有明顯的規(guī)律性,但斑塊腐蝕受水洗時間的影響顯著,即水洗時間超過正常值越多,斑塊腐蝕的面積越大,顏色也更深。關(guān)于水洗時間的確定隨處理工序的不同而略有差別,一般脫脂與中和工序后的水洗時間比堿洗后的稍長,但均以不超過2min為宜,以免型材表面出現(xiàn)斑塊缺陷。另外,若水洗方式改為沖洗,便能有效地防止表面斑塊腐蝕。

　　3.2氯離子的影響

　　研究發(fā)現(xiàn),水洗液中的Cl-有誘發(fā)斑塊腐蝕的作用。當(dāng)水洗液中無Cl-存在時,型材表面幾乎沒有出現(xiàn)斑塊腐蝕,只有零星的少量斑點腐蝕;當(dāng)水洗液中加入0.1g/L的Cl-后,型材表面出現(xiàn)了明顯的斑塊腐蝕區(qū)域,但面積不大,腐蝕程度較淺;當(dāng)Cl-達(dá)到0.3g/L時,型材表面出現(xiàn)了大量的斑塊腐蝕,且呈片狀連續(xù)分布。

　　4中和

　　堿洗過程溶解鋁,但合金中許多第二相組分不能溶解,這些物質(zhì)堿洗后殘留于金屬表面。另外,一些合金元素如Zn、Si等雖溶于堿,但蝕洗時會重新積存于合金表面,所以在陽極氧化前必須進(jìn)行中和,以消除表面殘留的雜質(zhì)。要想獲得良好的中和效果,下面兩點很重要:一是適當(dāng)控制中和溫度,避免因溫度過高或過低出現(xiàn)表面缺陷;二是嚴(yán)格控制中和液中的Fe3+濃度,減少因Fe3+的氧化性引起的斑點腐蝕。

　　4.1溫度的影響

　　溫度是中和過程的重要因素,它直接影響中和反應(yīng)的速度。溫度過低,反應(yīng)不徹底,金屬表面的殘留雜質(zhì)很難清除干凈,尤其在冬季作業(yè),更應(yīng)注意溫差的影響;溫度過高,鋁的溶解速度較快,為斑點腐蝕的擴(kuò)展準(zhǔn)備了條件。一般反應(yīng)溫度控制在20℃較為理想,對于新配制的酸液(特別是H2SO4),應(yīng)冷卻到需要溫度再進(jìn)行中和反應(yīng)。

　　4.2 Fe3+的影響

　　實驗結(jié)果表明,硫酸中和液中Fe3+的存在,它在一定程度上加速了斑點腐蝕,同時還能誘發(fā)、加劇斑塊腐蝕的發(fā)展。當(dāng)H2SO4中Fe3+很少時,金屬表面的斑點、斑塊腐蝕很少,反應(yīng)較均勻;當(dāng)H2SO4中Fe3+的濃度達(dá)到0.1g/L時,金屬表面開始出現(xiàn)斑點腐蝕,并且有散亂的斑塊腐蝕分布;當(dāng)Fe3+的濃度提高到0.3g/L時,斑點腐蝕的數(shù)目和斑塊腐蝕的面積均明顯增加,型材表面質(zhì)量很差。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)Fe3+濃度很高時,H2SO4中和液的氧化性就很強(qiáng)(因Fe3+的氧化性很強(qiáng)),致使中和過程中鋁的溶解速度加劇,鋁型材的表面質(zhì)量較差。

　　5結(jié)束語

　　預(yù)處理工藝雖然是陽極氧化處理前的輔助工序,但對鋁型材的表面質(zhì)量有著不可低估的作用。各廠家應(yīng)從自身的情況出發(fā),制定出切實可行的預(yù)處理工藝參數(shù),以提高鋁型材的表面處理質(zhì)量。