铝合金电解抛光
YB-66环保型铝和铝合金电解抛光添加剂
YB-66环保型铝和铝合金电解抛光添加剂新工艺
一、特点
1、抛光液不含铬酸，符合当今环保要求，节省环保设备投资及废水处理费用。
2、抛光电流密度较传统工艺要小，因此不仅电耗低，抛光液使用寿命长，而且更适合大型铝和铝合金件的表面抛光。
3、适用范围广，适用于纯铝及除硅含量大于2%的各种型号的铝合金。
二、抛光液组成和操作条件
浓磷酸（比重 1.74） 70%（重量）
YB-66添加剂 30%（重量）
温度 55–65℃ 最佳60℃
阳极电流密度，DA 2–8 A/dm2 （无搅拌）
12–20 A/dm2 （搅拌）
电压 10–15 伏
抛光时间 3–5 分钟
阴极材料 铅或不锈钢
阴极面积∶阳极面积 2–3∶1
三、开槽步骤
1、该抛光液在使用前的比重在1.50–1.52的范围内。根据所欲配制的抛光液容积、抛光液比重及抛光液中磷酸所占的重量比，计算出所要加入的磷酸量并加入之。
2、同样计算出所需YB-66添加剂的重量并加入之。
3、加热至操作温度。
四、操作指导
1、抛光时是否采用搅拌（阴极移动、空气搅拌）主要取决于抛光件的形状：若抛光件形状简单，横向宽度较窄，则不采用搅拌；反之，若抛光件形状不规则或横向宽度较大，尤其当抛光件某些部位阻碍气体逸出形成“气袋”而影响表面抛光的情况下则必须采用搅拌方式。在采用搅拌的状况下，必须相应提高阳极电流密度，否则抛光表面难以达到高光亮。
2、抛光时大部分杂质沉积于阴极表面，但仍有部分因抛光生成的固体污泥留在抛光液内，因此需定期过滤抛光液把杂质除去。
3、在抛光过程中，由于磷酸盐的产生，水的电解及挥发以及抛光液的夹带损失，故需不断补充磷酸和YB-66添加剂。
4、磷酸与YB-66添加剂的添加比例一般仍按70%∶30%添加，但在每次添加后应测定抛光液比重，根据测定结果再予以适当调整。
5、该抛光液在配制后未经使用前的原始比重在1.50–1.52的范围内，在抛光槽运转过程中，抛光液的比重应控制在1.50–1.65的范围内。抛光液比重过高说明抛光液含水量不足；反之，抛光液比重过低，表明抛光液水含量过高，磷酸含量偏低。经常用比重计测定抛光液比重是控制抛光液组分浓度及抛光质量的有效手段。
6、在较高阳极电流密度下长时期抛光有可能造成抛光液中铝含量过高（抛光液顶部出现半融状物质就是铝含量过高的标志），此时必须用新抛光液部分更换之，以降低抛光液中的铝含量。
五、镀前处理与镀后处理
1、镀前处理
铝或铝合金件在抛光前须先经除油处理。根据抛光件表面油泥沾污程度，一般可选择以下两种除油工艺中的一种进行处理。
第一种工艺：铝件表面油泥沾污轻微且分布较均匀，通常采用弱浸蚀碱性除油液，其成分与操作条件如下：
无水碳酸钠 25 g/L
磷酸三钠 25 g/L
温度 60–70℃
浸渍时间 1–3 分钟
第二种工艺：铝件表面油泥沾污较重，常用无浸蚀碱性除油液，其成分与操作条件如下：
无水碳酸钠 40–60 g/L
磷酸三钠 40–60 g/L
硅酸钠 20–30 g/L
温度 50–70℃
浸渍时间 15–30 分钟
硅酸钠是缓蚀剂，它可抑制铝的浸蚀，但使用这种缓蚀剂时铝件表面会生成一层硅酸铝膜，因此，在除油及清洗后必须接着在含有氟离子的溶液内进行去污泥处理（常称出光）。铝及铝合金去污泥处理液的成分及操作条件如下：
硝酸（含量65 %） 500–700 ml/L
氟化氢铵 50–120 g/L
温度 20–25℃
浸渍时间 30秒
2、后处理
多数铝及铝合金在电解抛光及清洗后即可施加各种镀涂层，如阳极氧化、电泳涂漆及各种金属镀层。但某些铝合金，如高铜含量的铝合金在电解抛光及清洗后尚需进行去污泥处理以提高其表面光亮性。
可以去除刀纹。在本实施例中，是通过操作人员点击相应的操作界面，来控制激光器出光。在其他实施例中，可以是软件自动控制激光器出光。s207、清理处理。即是在激光去刀纹结束后，将铝合金工件擦拭干净。
铝合金压铸后表面处理的方法有以下几种：
1、铝材磷化。通过采用SEM,XRD、电位一时间曲线、膜重变化等方法详细研究了促进剂、氟化物、Mn2+,Ni2+,Zn2+,PO4和Fe2+等对铝材磷化过程的影响。
2、铝的碱性电解抛光工艺。在NaOH溶液中加入适当添加剂能产生好的抛光效果。探索性实验还发现：用葡萄糖的NaOH溶液在某些条件下进行直流恒压电解抛光后，铝材表面反射率可以达到90%。
3、铝及铝合金环保型化学抛光。该技术要实现NOx的零排放且克服以往类似技术存在的质量缺陷。新技术的关键是在基液中添加一些具有特殊作用的化合物来替代硝酸。为此首先需要对铝的三酸化学抛光过程进行分析，尤其要重点研究硝酸的作用。
4、铝及其合金的电化学表面强化处理。铝及其合金在中性体系中阳极氧化沉积形成类陶瓷非晶态复合转化膜的工艺、性能、形貌、成分和结构，初步探讨了膜层的成膜过程和机理。该中性体系对铝合金有较好的适应性，防锈铝、锻铝等多种系列铝合金上都能较好地成膜。
5、YL112铝合金表面处理工艺技术。YL112铝合金广泛应用于汽车、摩托车的结构件。该材料在应用前需要进行表面处理，以提高其抗腐蚀性能，并形成一层容易与有机涂层结合的表面层，以利于随后的表面。
1、表面研磨抛光处理
利用机械、化学或电化学的方法，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。抛光工艺主要分为：机械抛光、化学抛光、电解抛光。铝件采用机械抛光+电解抛光后能接近不锈钢镜面效果，给人以高档简约、时尚的感觉。
2、表面喷砂抛丸处理
利用高速砂流的冲击作用清理和粗化金属表面的过程。这种表面处理能够使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善。
3、表面拉丝处理
金属拉丝是反复用砂纸将铝板刮出线条的制造过程。拉丝可分为直纹拉丝、乱纹拉丝、旋纹拉丝、螺纹拉丝。金属拉丝工艺，可以清晰显现每一根细微丝痕，从而使金属哑光中泛出细密的光泽，兼备时尚和科技感。
分别是：酸性抛光和碱性抛光。
首先来介绍一下酸性抛光：酸性抛光又分为两种（一）三酸化学抛光，（二）电解抛光。
（一）
三酸化学抛光
φ(磷酸)
∶φ(硫酸)
∶φ(硝酸)
=
70
%
∶20
%
∶10
%
,温度115～120
℃,时间1～5
min
。三酸化学抛光工艺较成熟,在生产中大量使用,适用于较纯的铝及铝--镁合金。
优点:光泽性好,腐蚀损耗少。缺点:黄烟多,污染重。
（二） 电解抛光
w
(磷酸)
∶w
(铬酸)
∶w
(水)
=
80
%
∶12
%
∶8
%
,温度70～90
℃,电压7～12
V
,电流密度20～40
A/
dm2
,时间1～3
min
。
优点:不用硝酸,操作环境好,抛光质量好,精度高,可达镜面光泽。
缺点:工艺复杂,需要整流电源、阳极移动装置、夹具,导电要求高,有六价铬污染。
其次，碱性抛光分为碱性化学抛光和电化学抛光两种。
（一） 碱性化学抛光
抛光粉800
g/
L
,温度110～130
℃,时间5～15
s。
铝材镜面抛光、铝合金抛光的优点:适用于各种铝及铝合金,对铸造铝、压铸铝(杂质含量不太高,经喷砂处理)
也能获得较满意的效果(铝基色,且有光泽)
。不用硝酸,无黄龙污染。
缺点:对铝的溶解量大,光泽性一般,不适合精密零件和有镜面光泽要求的零件。对一般铝及合金,用1
∶1
硝酸去膜出光对含硅及杂质多的铸铝合金,用硝酸∶氢氟酸=
3
∶1
去膜出光。
（二） 电化学抛光
无水碳酸钠250～300
g/
L
,磷酸三钠20～80g/
L
,电压12～15
V
,电流密度4～8
A/
dm2
,温度80
℃,时间5
min
。
优点:无六价铬污染,成本低,可获得镜面光泽。
缺点:工艺复杂,需整流电源、夹具及阳极移动装置。
综上所述，每种抛光方法都有它的优势和缺陷，所以在铝合金抛光加工的过程中要根据具体的工件情况进行方法的合理选择，这样才能达到最佳的抛光效果。
（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
特点： 抛光效率高，质量好，数分钟内可抛出高光泽。可以优先溶解掉金属表面的形变层位错，空穴聚积等电位组织，从而得到等电位表面，使铝及铝合金的耐蚀性能大大提高。抛光需要调压器、整流器、电解槽等装置。
用法：原液使用，铅版做阴极（负极），工件做阳极（正极），85-90度，电流密度15-50安培平方分米，电压15伏，时间5-8分钟。工艺流程：化学除油→热水洗→冷水洗→电解抛光→热水洗→冷水洗→钝化→冷水洗→热水洗→热纯水洗注：可根据实际情况，调整部分工艺流程。
注意：材质不同，工艺条件也不同，须根据实际情况调整。本品有腐蚀性，勿入眼、口，勿触皮肤；如误触，立即清水冲洗，严重者，按强酸烧伤就医；密封阴凉处保存，长期有效。
