鋁合金堿性拋光液配方分析
發布時(shi)間(jian):2012/8/20 19:45:39 來(lai)源：朱工 字體: 
堿性拋光液廣泛應用于金屬表面處理；禾川化工專業從事拋光液配方分析，配方檢測、配方還原、成分分析，配方研制，為拋光液相關企業提供整套配方改進技術解決方案一站式服務。
一.背景
鋁材酸性拋光過程中有大量的黃煙逸出，污染環境，因此對環境無污染化學拋光工藝堿性拋光應運而生。
堿性拋光有其獨特優點：拋光液成本低，對槽體設備的腐蝕小，設備造價低，特別是廢水處理簡單。與酸性拋光相比：鋁型材在堿性溶液中腐蝕速度極大，致使拋光時間不能過長（往往只有幾十秒），否則產生麻點或嚴重失重，不適合大型鋁型材的工業拋光生產；其次，堿性溶液拋光后表面的光亮度不大，拋光質量亦低于酸性拋光后的質量，因而其應用受到限制。所以，降低鋁的腐蝕速度，提高拋光光亮度是堿性化學拋光的關鍵。
二.鋁合金堿性拋光液
2.1鋁合金堿性拋光液組成：
1）主鹽
通常選用氫氧化鈉作為堿性拋光液的腐蝕劑，因為NaOH的質量濃度為300 g/L比較合適，若過小則達不到所要求的拋光效果，若過大則容易發生過腐蝕，造成失重嚴重，鋁片局部產生麻點。而當質量濃度控制在300 g/L時拋光效果最佳，拋光時間足夠長。因此，選擇NaOH的質量濃度為300 g/L。
2）緩蝕劑
采用單一或復合緩蝕劑來降低鋁合金在堿性化學拋光液中的腐蝕速度,并通過添加表面活性劑在拋光液表面形成泡沫來抑制堿霧的逸出.這種由緩蝕劑、表面活性劑組成的復合添加劑還具有潤濕、整平增光的作用。
3）無機緩蝕劑
以硅酸鈉(30g/L)為緩蝕劑的拋光液對鋁片拋光的光澤度隨著時間延長而減弱，當時間超過40 s時，腐蝕嚴重;其次，溫度升高，硅酸鈉的拋光效果變得較差，時間延長，效果更差，產生較多的麻點。
以SnCl2(20g/L)和硅酸鈉(10g/L)為復合緩蝕劑的拋光液對鋁片拋光光澤度較小。當溫度為70~90℃，拋光時間超過40 s時，發生嚴重的點腐蝕，在表面形成大量的小凹斑。溫度越高產生凹斑的速度越快。其原因可能是試樣表面的凹處沒有鈍化膜，即沒有稠性膜形成，鋁很快溶解，因而產生了大量的麻點。
以鉬酸銨(20 g/L)和硅酸鈉(10 g/L)為緩蝕劑的拋光液在溫度70~80℃時對鋁片拋光的光澤度，當拋光時間為20~50 s時較大，此后腐蝕加重;在溫度為80~90℃范圍拋光效果比在70~80℃的要好，說明溫度升高，有利于鋁材的化學拋光。從表3可知，該拋光液拋光的鋁材在70~80℃時失重較小;而在80~90℃時失重大。因此，用該拋光液拋光鋁材時，宜采用工作溫度為80~90℃，時間為20~50 s。
4）有機緩蝕劑
硫脲在60~70℃時，拋光效果很好，且拋光效果穩定，能達到較長的拋光時間80~100 s。這說明溫度降低，拋光速度(即鋁的溶解速度)減慢；另外低溫條件下鋁合金的表面在拋光時，形成了一薄層稠性的粘膜或鈍化膜，保護凹處，避免溶解過快，而表面微觀凸處的溶解速度顯著大于凹處的溶解速度，降低了表面的粗糙度，使鋁合金表面趨于平整而光亮。因此，以硫脲為緩蝕劑的拋光液對鋁材進行拋光時溫度應控制在80℃以下。
5）混合緩蝕劑
以六次甲基四胺(20g/L)和硅酸鈉(10g/L)為緩蝕劑的拋光液對鋁片拋光的光澤度較大，但拋光時間不能過長，否則發生過腐蝕；六次甲基四胺緩蝕劑拋光的最佳溫度范圍是80~90℃，在該溫度下最適宜的拋光時間是20~50s。研究發現，以六次甲基四胺為緩蝕劑的拋光液對鋁合金的拋光的失重，在70~80℃及80~90℃時，其失重率都很大，致使鋁大量損耗。
以硫脲(20 g/L)和硅酸鈉(10 g/L)為緩蝕劑的拋光液對鋁片拋光效果較好。在70~80℃時的拋光效果比80~90℃的要好，在10~60 s內能得到較大的拋光光澤度;而在80~90℃內拋光效果不太好，隨時間延長效果更差。造成這種反差的原因可能是，低溫時鋁合金的表面在拋光時，硫脲、硅酸鈉、表面活性劑在試樣表面形成了一薄層稠性的粘膜，以保護凹處，避免溶解過快;而在溫度升高時，薄層稠性的粘膜溶解，所以，在80~90℃時拋光效果普遍不好。
三常見鋁合金堿性拋光液配方
堿性拋光液配方1：
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組成 |
含量（g/L） |
成分作用 |
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NaOH |
250~300 g/L |
堿性腐蝕劑 |
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NaNO3 |
200~250 g/L |
/ |
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Na2SiO3 |
10~15 g/L |
緩蝕劑 |
|
硫脲 |
15~25 g/L |
緩蝕劑 |
|
十二烷基硫酸鈉 |
1.5~1.8 g/L |
潤濕劑 |
|
水 |
加至1L |
/ |
此拋光液的工作溫度60~70℃;拋光時間80~100 s。使用復配緩蝕劑的拋光效果好，工藝簡單，拋光速度快；同時，廢水處理簡單，適宜于小型鋁合金工件拋光。
堿性拋光液配方2：
鋁合金堿性研磨拋光液：由磨料I、磨料II、表面活性劑、PH調節劑以及去離子水組成。
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組成 |
百分含量 |
成分作用 |
|
水溶性二氧化硅 |
20~40% |
磨料，粒徑小于100nm |
|
氣相二氧化硅 |
5~15% |
磨料，粒徑為100~300nm |
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脂肪醇聚氧乙烯醚(0-20) |
0.5~2% |
表面活性劑 |
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四甲基氫氧化胺 |
3~10% |
PH調節劑 |
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水 |
余量 |
/ |
其中表面活性劑為聚合度為20的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-20)、聚合度為25的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-25)或者聚合度為40的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-40)、月桂酞單乙醇胺中的一種；PH調節劑為無機堿（氫氧化鉀、氫氧化鈉）或有機堿（三乙醇胺、四經基乙二胺、六經基丙基丙二胺乙二胺、四甲基氫氧化胺）中的一種或多種。
四.市面常見拋光液的種類:
硅材料拋光液、藍寶石拋光液、砷化鎵拋光液、鈮酸鋰拋光液、鍺拋光液、集成電路多次銅布線拋光液、集成電路阻擋層拋光液、研磨拋光液、電解拋光液、不銹鋼電化學拋光液,不銹鋼拋光液、石材專用納米拋光液、氧化鋁拋光液、銅化學拋光液、鋁合金拋光液、鏡面拋光液、銅拋光液、玻璃研磨液、藍寶石研磨液、酸性拋光液、鋁材拋光液、金剛石拋光液、鉆石拋光液、單晶體鉆石研磨液、拋光膏
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