脫脂、堿蝕、出光對(duì)鋁型材氧化質(zhì)量的影響

　　鋁型材經(jīng)過擠壓、時(shí)效熱處理、運(yùn)轉(zhuǎn)等過程才送入氧化車間，其表面上有自然氧化膜、油膜、灰塵、磕碰劃傷以及變質(zhì)合金層等。在氧化之前必須徹底洗凈表面，使之均勻一致。這對(duì)于獲得優(yōu)質(zhì)的氧化著色材是十分重要的。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明：鋁型材氧化著色表觀質(zhì)量問題60%以上是由于前處理不良造成的，其中堿蝕質(zhì)量不合格又占絕大部分，可見前處理的重要性。

　　我國(guó)目前鋁型材前處理只采用脫脂、堿蝕和除污出光工序，只有仿不銹鋼著色、著金黃色時(shí)才啟用機(jī)械或化學(xué)拋光方法進(jìn)一步精飾。

　　1　脫脂

　　脫脂又叫除油，其目的是除去自然氧化膜、工藝潤(rùn)滑油、防銹油、手汗及與油脂粘在一起的污物，以保障堿蝕時(shí)表面能均勻地腐蝕，并保護(hù)堿蝕槽的清潔。油脂如未除凈則堿蝕就不均勻，氧化著色后存在暗花紋、表面不均勻等疵病，也是導(dǎo)致堿蝕時(shí)發(fā)生過腐蝕的原因之一。我國(guó)大都采用無潤(rùn)滑擠壓技術(shù)，表面油脂和塵埃等污物減少，一般采用化學(xué)脫脂法?；瘜W(xué)脫脂可采用堿性、中性或酸性脫脂液。

　　1.1　堿性化學(xué)脫脂

　　堿性化學(xué)脫脂成本低，不污染堿蝕液，效果又好，故應(yīng)用廣泛。堿性化學(xué)脫脂的實(shí)質(zhì)是皂化和乳化雙重作用的結(jié)果。堿性脫脂液中除含有苛性鈉之外，還包括助洗劑磷酸鹽、緩沖劑碳酸鹽以及像水玻璃、OP等乳化劑。一般堿性化學(xué)脫脂多采用陰離子和非離子表面活性劑；酸性脫脂劑則選用陽離子型表面活性劑。

　　常由堿性脫脂液組成為：NaOH 10——20 g/L，Na3PO4 30——50 g/L，Na2CO3 10——20 g/L，Na2SiO3 10——20 g/L，表面活性劑 1 g/L，60——70℃，1——3 min。

　　市場(chǎng)上銷售的常溫快速除油劑多為中性或弱堿性的，前者多為性能不同的多種低泡高效表面活性劑復(fù)配而成，而后者是助洗劑和表面活性劑復(fù)配而成。無論哪一種如在20℃以下使用，脫脂時(shí)間必須大于10 min，在35——45℃下使用效果zui好。

　　1.2　酸性脫脂

　　酸性脫脂只適合于LD31鋁合金，現(xiàn)在酸性脫脂法比堿性法應(yīng)用多些，其原因是此法可充分利用鋁氧化廢酸和除污出光廢酸，做到了物盡其用，降低了成本。常用的酸性脫脂液有：

　　1）硫酸法　H2SO4 10%——15% 50——60℃ 2——4 min

　　2）硝酸法　HNO3 15%——20% 室溫 2——4 min

　　3）混合酸　HNO3 10% H2SO4 10% 室溫 1——3 min

　　有的在酸性脫脂劑中加入少量陽離子型或兩性型表面活性劑以提高效率。

　　一些企業(yè)脫脂馬虎，例如硫酸脫脂常溫下只浸漬十幾秒就提出來了，根本沒有達(dá)到脫脂的目的，而且水洗也不凈就放入堿蝕槽中，帶來一系列后患：1）脫脂不凈，堿蝕則不均勻，表面出現(xiàn)不同光澤，其后氧化著色亦不均勻。2）將硫酸等強(qiáng)酸帶入堿蝕槽中和了燒堿，同時(shí)硫酸根與堿槽中的鋁離子，鈉離子反應(yīng)生成鋁明礬〔NaAl（SO4）2〕，在堿蝕槽中形成粒狀沉淀，還會(huì)粘結(jié)在型材上造成后續(xù)工藝槽的交叉污染。

　　2　堿蝕

　　堿蝕質(zhì)量很大程度上決定了型材的表面質(zhì)量，后面的氧化、著色、封孔工序都不會(huì)有明顯改善。如果堿蝕不良會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)條形坑紋、斑點(diǎn)，色材上有暗花紋、光澤不均勻，光亮度低呈暗灰色，尤其鋁中雜質(zhì)超標(biāo)時(shí)則更嚴(yán)重。

　　2.1　堿蝕的目的

　　1）除去殘存的自然氧化膜及脫脂工序腐蝕鋁基體的殘留物；

　　2）除去滲入鋁基表面層的油脂等污物；

　　3）除去型材表面的變質(zhì)合金層；

　　4）消除擠壓、模具痕、劃傷及其它表面缺陷，調(diào)整和整平基體表面使其均勻一致；

　　5）通過適度腐蝕以獲得啞光、細(xì)砂面、麻面等特殊效果，以提高產(chǎn)品的裝飾性。

　　2.2　為何要加長(zhǎng)壽命堿蝕劑

　　堿蝕時(shí)鋁和堿蝕液發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：

　　Al2O3 2NaOH→2NaAlO2 H2O　?。?）

　　2Al 2NaOH 2H2O→2NaAlO2 3H2↑　?。?）

　　2NaAlO2 4H2O→2Al（OH）3↓ 2NaOH　?。?）

　　反應(yīng)（1）除去了自然氧化膜；反應(yīng)（2）是苛性鈉對(duì)鋁基體的腐蝕溶解；反應(yīng)（3）是偏鋁酸鈉水解生成Al（OH）3沉淀，當(dāng)堿蝕槽的溶存鋁達(dá)到35 g/L且未加長(zhǎng)壽命堿蝕劑時(shí)就會(huì)發(fā)生此反應(yīng)。生成的Al（OH）3固體粒子又是激發(fā)偏鋁酸鈉水解的活性中心，此反應(yīng)不可逆，而且Al（OH）3在一定溫度下逐漸脫水變成Al2O3，它在槽底、槽壁、加熱管上沉積結(jié)成堅(jiān)硬的石塊，稱為硬鋁石。往往每月都要停產(chǎn)清除，既影響生產(chǎn)，又清除困難也不安全。加入長(zhǎng)壽命堿蝕劑可使偏鋁酸鈉保持高度穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生硬鋁石，當(dāng)溶存鋁達(dá)到110——120 g/L時(shí)，型材溶下來的鋁與帶出的鋁離子達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，溶液可長(zhǎng)期使用。

　　我國(guó)研制的長(zhǎng)壽命堿蝕劑性能上已達(dá)到和超過進(jìn)口產(chǎn)品水平，并有如下特點(diǎn)：1）允許溶存鋁達(dá)到100——120 g/L而不水解結(jié)塊，當(dāng)溫度降低時(shí)偶有水解也不結(jié)塊，易于清理；2）由于允許溶存鋁高，堿蝕模具有緩和整平。