铝合金化学抛光可以用柠檬酸代替磷酸吗

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

123456磷酸（H3PO4）（密度1.70）86～88433437～425870硫酸（H2SO4）（密度1.84） 433437～42415铬酸（CrO3）14～12344.3～4.9 氢氟酸（HF） 10甘油115水密度1.72～1.74112812～22 温度/℃75～8080～9085～9080～8575～8580～100电压/V14～3010～1510～1812～1812～20 阳极电流密度/A·dm-27～128～1220～3040～5020～30≥10时间/min3～55～85～81～33～55～10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

12345678磷酸（H3PO4）（密度1.70）77.580～857575～80 500 mL7860～70硫酸（H2SO4）（密度1.84）15.5 8.810～15 500 mL2040～30硝酸（HNO3）（密度1.50）62.5～58.83～560～65 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（（NH4）2SO4） 4.4 尿素（（NH2）2CO） 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/LWXP-1 0.02M0.02g/LWXP-2 0.001N0.01～0.1g/LWXP-3 0.4SP0.02～0.04 g/L时间/min1～32～32～32～32s1～22～60.5～2温度℃100～10590～105100～12095～105室温100～12090～105110～120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

型材铝合金可以液体化学抛光，或者机械振动研磨抛光，也可以手工砂轮抛光，

含硅压铸铝合金常见有手工砂轮机械抛光，机械振动研磨抛光、

液体化学抛光：现在主用是强酸，不过现在工艺改进后，由原来的三酸，降为到现在的两酸

手工砂轮机械抛光适用于：形状简单或者体积较大的一些的工件。

机械振动研磨抛光适用于：形状复杂且体积较小的工件。

机械振动研磨抛光流程：先将压铸铝表面油污清洗干净，在将压铸铝洗白、

在放入振动研磨机中研磨光亮。 更多疑问可以向我咨询！

1、喷砂，主要作用是表面清理，在涂装（喷漆或喷塑）前喷砂可以增加表面粗糙度，对附着力提高有一定贡献，但贡献有限，不如化学涂装前处理。

2、钝化是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法。

3、着色：对铝进行上色主要有两种工艺：一种是铝氧化上色工艺，另外一种是铝电泳上色工艺。在氧化膜上形成各种颜色,以满足一定使用要求,如光学仪器零件常用着黑色,纪念章着上金黄色等。

导电氧化(铬酸盐转化膜)——用于既要防护又要导电的场合。

4、化学抛光化学抛光是利用铝和铝合金制作在酸性或碱性电解质溶液中的选择性自溶解作用，来整平抛光制年表面，以降低其表面粗糙度、PH的化学加工方法。

这种抛光方法具有设备简单、不用电源，不受制件外型尺寸限制，抛兴速度高和加工成本低等优点。铝及铝合金的纯度对化学抛光的质量具有很大的影响，它的纯度愈高，抛光质量愈好，反之就愈差。

5、化学氧化：氧化膜较薄，厚度约为0.5～4微米,且多孔，质软，具有良好的吸附性，可作为有机涂层的底层，但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜；

铝及铝合金化学氧化的工艺按其溶液性质可分为碱性氧化法和酸性氧化法两大类。

按膜层性质可分为:氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、铬酸－磷酸盐膜。

6、喷涂：用于设备的外部防护、装饰,通常都在氧化的基础上进行。铝件在涂装前应进行前处理才能使涂层和工件结合牢固，一般的有三种方法：磷化（磷酸盐法）、铬化（无铬铬化）、化学氧化。

7、电化学氧化，铝及铝合金的化学氧化处理设备简单，操作方便，生产效率高，不消耗电能，适用范围广，不受零件大小和形状的限制。氧化膜厚度约为5～20微米（硬质阳极氧化膜厚度可达60～200微米），有较高硬度，良好的耐热和绝缘性，抗蚀能力高于化学氧化膜，多孔，有很好的吸附能力。

从成本方面进行选择，前处理依次为抛丸→喷砂→磷化→抛光，喷涂→电泳→氧化→电镀。磷化后只能进行喷涂、电泳，不能再做氧化、电镀处理。

从装饰和防腐蚀方面进行选择，前处理依次为抛光→磷化→喷砂→抛丸，氧化→电镀→喷涂→电泳。

汽车发动机壳体一般采用抛丸→喷涂处理。

表面前处理方法

1、手工处理：

如刮刀、钢丝刷或砂轮等。用手工可以除去工件表面的锈迹和氧化皮，但手工处理劳

动强度大、生产效率低，质量差，清理不彻底。

2、化学处理：

主要是利用酸碱性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应，使其溶解在酸性或碱性的溶液中，以达到去除工件表面锈迹氧化皮及油污，再利用尼龙制成的毛刷辊或

304#不锈钢丝（耐酸碱溶液制成的钢丝刷辊清扫干净便可达到目的。化学处理适应于对薄板件清理，但缺点是：若时间控制不当，即使加缓蚀剂，也能使钢材产生过蚀现象，对于较复杂的结构件和有孔的零件，经酸性溶液酸洗后，浸入缝隙或孔穴中的余酸难以彻底清除，若处理不当，将成为工件以后腐蚀的隐患，且化学物易挥发，成本高，处理后的化学排放工作难度大，若处理不当，将对环境造成严重的污染。随着人们环保意识的提高，此种处理方法正被机械处理法取代。

3、机械处理法：

主要包括钢丝刷辊拉丝法，机械抛光法、喷丸法。

a、钢丝刷辊抛光法也就是刷辊在电机的带动下，刷辊以与轧件运动相反的方向在板带的上下表面高速旋转刷去氧化皮。刷掉的氧化皮采用封闭循环冷却水冲洗系统冲掉。

b、 机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度。

c、喷丸分为抛丸和喷砂：

用钢丸或砂粒进行表面处理，打击力大，清理效果明显。但抛丸对薄板工件的处理，容易使工件变形，且钢丸打击到工件表面（无论抛丸或喷丸）使金属基材产生变形，由于Fe304和FE203没有塑性，破碎后剥离，而油膜与其材一同变形，所以对带有油污的工件，抛丸、喷砂无法彻底清除油污。在现有的工件表面处理方法中，清理效果最佳的还数喷砂清理。喷砂适用于工件表面要求较高的清理。喷砂过程中产生大量的矽尘无法清除，严重影响操作工人的健康并污染环境。

根据使用的方法不同，可将表面后处理技术分为下述种类。

一、电化学方法

这种方法是利用电极反应，在工件表面形成镀层。其中主要的方法是：

1、电镀

在电解质溶液中，工件为阴极，在外电流作用下，使其表面形成镀层的过程，称为电

镀。镀层可为金属、合金、半导体或含各类固体微粒，如镀铜、镀镍等。

2、氧化

在电解质溶液中，工件为阳极，在外电流作用下，使其表面形成氧化膜层的过程，称

为阳极氧化，铝合金表面形成三氧化二铝膜。

3、电泳

工件作为一个电极放入导电的水溶性或水乳化的涂料中，与涂料中另一电极构成解电路。在电场作用下，涂料溶液中已离解成带电的树脂离子，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。这些带电荷的树脂离子，连同被吸附的颜料粒子一起电泳到工件表面，形成涂层，这一过程称为电泳。

二、化学方法

这种方法是无电流作用，利用化学物质相互作用，在工件表面形成镀覆层。其中主要的方法是：

1、化学转化膜处理

在电解质溶液中，金属工件在无外电流作用，由溶液中化学物质与工件相互作用从而

在其表面形成镀层的过程，称为化学转化膜处理。如金属表面的发蓝、磷化、钝化、铬盐处理等。

2、化学镀

在电解质溶液中，工件表面经催化处理，无外电流作用，在溶液中由于化学物质的还

原作用，将某些物质沉积于工件表面而形成镀层的过程，称为化学镀，如化学镀镍、化学镀铜等。

三、热加工方法

这种方法是在高温条件下令材料熔融或热扩散，在工件表面形成涂层。其主要方法是：

1、热浸镀

金属工件放入熔融金属中，令其表面形成涂层的过程，称为热浸镀，如热镀锌、热镀铝等。

2、热喷涂

将熔融金属雾化，喷涂于工件表面，形成涂层的过程，称为热喷涂，如热喷涂锌、热

喷涂陶瓷等。

3、热烫印

将金属箔加温、加压覆盖于工件表面上，形成涂覆层的过程，称为热烫印，如热烫印铜箔等。

4、化学热处理

工件与化学物质接触、加热，在高温态下令某种元素进入工件表面的过程，称为化学热处理，如渗氮、渗碳等。

5、堆焊

以焊接方式，令熔敷金属堆集于工件表面而形成焊层的过程，称为堆焊，如堆焊耐磨合金等。

四、真空法

这种方法是在高真空状态下令材料气化或离子化沉积于工件表面而形成镀层的过程。

其主要方法是。

1、物理气相沉积（PVD）在真空条件下，将金属气化成原子或分子，或者使其离子化成离子，直接沉积到工件表面，形成涂层的过程，称为物理气相沉积，其沉积粒子束来源于非化学因素，如蒸发镀溅射镀、离子镀等。

2、离子注入

高电压下将不同离子注入工件表面令其表面改性的过程，称为离子注入，如注硼等。

3、化学气相沉积（CVD）低压（有时也在常压）下，气态物质在工件表面因化学反应而生成固态沉积层的过程，称为化学气相镀，如气相沉积氧化硅、氮化硅等。

五、喷涂

喷涂通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。可分为空气喷涂、无空气喷涂、静电喷涂。

1、空气喷涂

空气喷涂是目前油漆涂装施工中采用得比较广泛的一种涂饰工艺。空气喷涂是利用压缩空气的气流，流过喷枪喷嘴孔形成负压，负压使漆料从吸管吸入，经喷嘴喷出，形成漆雾，漆雾喷射到被涂饰零部件表面上形成均匀的漆膜。

2、无空气喷涂

无空气喷涂是利用柱塞泵、隔膜泵等形式的增压泵将液体状的涂料增压，然后经高压软管输送至无气喷枪，最后在无气喷嘴处释放液压、瞬时雾化后喷向被涂物表面，形成涂膜层。由于涂料里不含有空气，所以被称为无空气喷涂，简称无气喷涂。

3、静电喷涂

静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法。

2、着色：对铝进行上色主要有两种工艺：一种是铝氧化上色工艺，另外一种是铝电泳上色工艺。在氧化膜上形成各种颜色,以满足一定使用要求,如光学仪器零件常用着黑色,纪念章着上金黄色等。

3、导电氧化(铬酸盐转化膜)——用于既要防护又要导电的场合。

4、化学氧化：氧化膜较薄，厚度约为0.5～4微米,且多孔，质软，具有良好的吸附性，可作为有机涂层的底层，但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜；

铝及铝合金化学氧化的工艺按其溶液性质可分为碱性氧化法和酸性氧化法两大类。

按膜层性质可分为:氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、铬酸－磷酸盐膜。

5、电化学氧化，铝及铝合金的化学氧化处理设备简单，操作方便，生产效率高，不消耗电能，适用范围广，不受零件大小和形状的限制。氧化膜厚度约为5～20微米（硬质阳极氧化膜厚度可达60～200微米），有较高硬度，良好的耐热和绝缘性，抗蚀能力高于化学氧化膜，多孔，有很好的吸附能力。

6、喷涂：用于设备的外部防护、装饰,通常都在氧化的基础上进行。铝件在涂装前应进行前处理才能使涂层和工件结合牢固，一般的有三种方法：磷化（磷酸盐法）、铬化（无铬铬化）、化学氧化。

8、化学抛光化学抛光是利用铝和铝合金制作在酸性或碱性电解质溶液中的选择性自溶解作用，来整平抛光制年表面，以降低其表面粗糙度、PH的化学加工方法。这种抛光方法具有设备简单、不用电源，不受制件外型尺寸限制，抛兴速度高和加工成本低等优点。铝及铝合金的纯度对化学抛光的质量具有很大的影响，它的纯度愈高，抛光质量愈好，反之就愈差。

9、钝化是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法。

一种活性金属或合金，其中化学活性大大降低，而成为贵金属状态的现象，叫钝化。

金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜（往往是看不见的），紧密覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。如Fe→Fe＋＋时标准电位为－0.44V，钝化后跃变到＋0.5～1V，而显示出耐腐蚀的贵金属性能，这层薄膜就叫钝化膜。

学抛光是通过化学试剂选择性溶解样品表面粗糙区域来消除磨损痕迹和平整的一种方法，化学抛光主要包括两种酸化抛撒和三种酸化抛光。

两次酸化投料可以解决自动线上的空气滞留、流痕、穿孔和斑点问题，三次酸化投料可以解决表面麻和光输出慢的问题，阳极氧化是将需要阳极的产品用作阳极、不锈钢、铬等作为阴极，在通电条件下进行阳极氧化，得到阳极氧化膜，硫酸是好的电解质。

铝在碱性电解液里通过高频脉冲电流使铝板表面电解反应，使其表面的晶体结构更加致密达到光亮如镜。