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彭氏化学之塑胶电镀

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铝及铝合金的电解抛光和化学抛光  

2006-12-31 14:57:29|  分类: 电镀 |  标签: |举报 |字号 订阅

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铝及铝合金的电解抛光和化学抛光
一、电解抛光
    (一)酸性溶液
    铝及其合金的电解抛光,广泛采用磷酸-硫酸-铬酸型的溶液。其工艺规范列于表2-2-6。
    溶液配制方法,可参照钢铁零件电解抛光的相应部分。溶液在使用过程中,三价铬的含量将逐渐升高,过多的三价铬,可以用大面积的阳极通电处理,使之氧化为六价铬。当溶液中的铝含量超过5%时,溶液应部分或全部更换。
    氯离子对电解抛光有不利的影响,当氯离子含量超过1%时,零件极易出现点状腐蚀,配制溶液所用的水中,氯离子含量应少于80mg/L。
    (二)碱性溶液
    纯铝和LT66等铝合金,还可以在以下碱性溶液中进行抛光:
    磷酸三钠(Na3PO4·12H2O)                                 130~150g/L
    碳酸钠(Na2CO3)                                                 350~380g/L
    氢氧化钠(NaOH)                                                3~5 g/L
    pH值                                                                      11~12
    电压                                                                       12~25V
    阳极电流密度                                                         8~12A/dm2
    温度                                                                       94~98℃
    时间                                                                       6~10min
    阳极用不锈钢板或普通钢板。溶液需搅拌或阳极移动。
表2-2-6 铝及其合金电解抛光的工艺规范
1 2 3 4 5 6
磷酸(H3PO4)(密度1.70) 86~88 43 34 37~42 58 70
硫酸(H2SO4)(密度1.84)   43 34 37~42 41 5
铬酸(CrO3 14~12 3 4 4.3~4.9    
氢氟酸(HF)           10
甘油         1 15
密度1.72~1.74 11 28 12~22    
温度/℃ 75~80 80~90 85~90 80~85 75~85 80~100
电压/V 14~30 10~15 10~18 12~18 12~20  
阳极电流密度/A·dm-2 7~12 8~12 20~30 40~50 20~30 ≥10
时间/min 3~5 5~8 5~8 1~3 3~5 5~10
阳极材料 铅或不锈钢
注:配方1适用于纯铝、含镁0.3%~0.5%的铝镁合金以及经过热处理的铝镁硅合金。抛光时应搅拌溶液或上、下移动阳极(20~30次/min,行程5~7cm/次)这样可以获得高度光亮表面;
    配方2、配方4适用于铝及硬铝合金LY12;
    配方3适用于铝、铝镁合金、铝锰合金以及硬铝合金LY1,LY2;
    配方5适用于纯铝及铝镁合金LT66;配方6适用于铝硅合金压铸件。
应该指出:
    (1)碱性电化学抛光溶液虽可用于抛光L1,L2,L3等纯铝和LY66铝镁合金零件,但易在抛光表面生成半透明氧化膜。因此,必须把抛光后的零件浸入磷酸和铬酸的混合溶液(CrO3 10g/L,H3PO4 30mL/L)进行除膜,以降低其表面粗糙度。
    (2)当抛光零件表面出现麻点、斑点、条纹或乳白色氧化膜时,可在下列(NaOH 100~150g/L,温度50~60℃,时间10~30s)碱液中溶去全部蚀点和氧化膜,以便重新抛光和回用。
    (3)当抛光制件表面出现少量接触铜时,可把零件浸入下列(浓HNO32~5mL/L,CrO3 10~30 g/L,室温,时间30~120s)溶液中,溶解接触铜,以显出光亮表面。
二、化学抛光
    铝及其合金的化学抛光工艺规范见表2-2-7。化学抛光溶液中,硝酸的浓度对抛光质量有重大的影响。当硝酸浓度过低时,反应速度低,抛光后的表面光泽较差且往往沉积出较厚的接触铜。硝酸浓度过高时,则容易出现点状腐蚀。磷酸浓度低时,不能获得光亮的表面,为了防止溶液被稀释,抛光前的零件,表面应干燥。醋酸可以抑制点状腐蚀,使抛光表面均匀、细致。硫酸的作用与醋酸相似,但效果略低于醋酸。由于硫酸成本低,挥发性小,因此,在生产中仍然应用得比较广泛。硫酸铵和尿素可以减少氧化氮的析出,并用助于改善抛光质量。少量的铜离子可以防止过腐蚀,从而提高了抛光表面的均匀性,但含铜过高往往会降低抛光表面的反光能力。铬酐可以提高铝锌铜合金的抛光质量,含锌、铜较高的高强度铝合金,在不含铬酐的溶液中,难以获得光亮的表面。
经化学抛光的零件,一般应在400~500g/L的硝酸中或在100~200g/L的铬酐溶液中,在室温下浸渍数秒至数十秒,以除去表面的接触铜。
表2-2-7 铝及铝合金化学抛光工艺规范
1 2 3 4 5 6 7 8
磷酸(H3PO4)(密度1.70) 77.5 80~85 75 75~80   500 mL 78 60~70
硫酸(H2SO4)(密度1.84) 15.5   8.8 10~15   500 mL 20 40~30
硝酸(HNO3)(密度1.50) 6 2.5~5 8.8 3~5 60~65 mL   2  
冰醋酸(CH3COOH)   10~15            
氢氟酸(HF)         15~20 mL      
草酸             2.2  
铬酸(CrO3       2~5g/L        
硫酸铜(CuSO4·5H2O) 0.5   0.02     0.5~5g   0.05 g/L
硫酸铵((NH42SO4     4.4          
尿素((NH22CO)     3.1          
硼酸(H3BO3 0.4              
甘油         1~2 mL      
多硫化合物Sx           0.5~1g    
两性离子表面活性剂           0.1~0.2 mL   Al1~2g/L
WXP-1             0.02 M0.02g/L
WXP-2             0.001 N0.01~0.1g/L
WXP-3             0.4 SP0.02~0.04 g/L
时间/min 1~3 2~3 2~3 2~3 2s 1~2 2~6 0.5~2
温度℃ 100~105 90~105 100~120 95~105 室温 100~120 90~105 110~120
注:配方1适用于纯铝和含铜量较低的铝合金;
    配方2适用于纯铝和铝镁铜合金LY12;
    配方3适用于工业纯铝和铝镁合金LT66;
    配方4适用于含铜、锌较高的高强度铝合金;
    配方5适用于高硅铝合金ZL18;
    配方6、配方7、配方8为无黄烟铝及铝合金化学抛光,WXP系列及M、N、SP系列均为浙江黄岩荧光化学厂产品。
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