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鋁型材陽極氧化處理化學清洗劑組成的原則
艾普斯 丨 2017.08.15 丨 2145
鋁型材陽極氧化處理化學清洗劑組成原則與類型:
A化學清洗劑組成的原則:
(1)必須破壞或分解鋁型材表面所形成的共價健,該共價健是在空氣中形成的鋁氧化膜和在表面吸附的潤滑劑或污染物之間所表成的。(2)除去鋁型材表面存在的潤滑劑或污染物,通常除去潤滑劑或污染物過程要通過一系列相互綜合的物理化學作用來實現,如皂化作用、溶解作用、懸浮作用、乳化作用以及形成可溶性絡合物的作用。
(3)化學清洗劑應該是無泡沫的或者是低泡沫的。
(4)化學清洗劑的清洗條件必須在生產條件所允許的范圍內,包括時間、溫度、濃度等。
(5)化學清洗劑本身水洗干凈必須簡單、易行、有效。
(6)化學清洗劑在正常的使用條件下必須保持穩定。
任何一種化學清洗劑中所使用的每一個組成,根據其性能和用途可以對它進行描述,如基本組成是由酸性的或是堿性的物質組成的,其中是否含有綜合劑、潤濕劑、乳化劑以及表面活性劑等。
B適用于鋁型材化學清洗劑類型:
(1)溶劑型化學清洗劑。多年來,含氯的溶劑型及蒸汽型化學清洗劑(如三氯乙烯、1.1.1-三氯乙烷)一直用于鋁型材和鋁的機械深加工件的化學清洗。但根據蒙特利爾公約,這些化學清洗劑將被禁止使用。其他系列的溶劑型化學清洗劑已經代替其使用,雖然也是蒸汽型和溶劑型的化學清洗劑,但這種化學清洗劑往往有很大的局限性,鋁型材表面氧化膜形成共價健結合的、而未經該溶劑型化學清洗劑試驗確認的其他污染物和潤滑劑,該化學清洗劑有可能就無能為力了。該化學清洗劑可能還有另外一個問題,機械拋光的鋁型材經該化學清洗劑清洗后,表面的溶劑揮發或烘干后,可能有殘留物黏結的傾向,這種殘留物在隨后的水洗噴淋過程中難以除去。(2)乳化體系化學清洗劑。乳化體系是兩種非互溶的液體混合而成的穩定的混合液體。在此體系中,油的細小顆粒可以被分散到水中,但卻不會輕易地以油的形式再積聚在一起。化學清洗技術一般有兩種主要類型的乳化型化學清洗劑:溶劑型乳化劑和乳化清洗劑。
1)溶劑型乳化劑。這種乳化劑可以在水中形成穩定的煤油乳化劑。該溶劑型乳化可以把煤油作為溶劑有效地將油脂全部溶解在水溶液中,殘留在鋁型材表面的乳化液,很容易通過水洗除去。對于機械加工成形過程中殘留較多的油脂的鋁型材,或機械拋光過程中殘留較多拋光膏的鋁拋光工件,采用該溶劑型乳化液比較有效。但要防止因為洗不徹底而把煤油帶入之后的槽液中,溶劑型乳化液使用期較長,但有可能在鋁型材表面上殘留油脂。
2)乳化清洗劑。這類乳化清洗劑通常都是堿性的,但也不全是堿性的。這類乳化清洗劑通常含有金屬脂肪鹽酸(金屬皂)。這些物質能與油脂產生物理化學反應,使之在水中變成乳化的狀態。這是很多清洗劑主要的化學清洗原理。其最大的不同就在于乳化的程度不同。一些乳化清洗劑的乳化能力被設計得比較有限,目的是足以將油脂從表面分離出來,卻并不形成穩定的乳化液,使油脂漂浮在清洗液的上部,必須定期分離除去。乳化清洗劑使用有限,有可能被已經洗下來的油脂再污染,并容易起泡,但鋁型材可以得到一個非常清潔的表面,有進可能表面稍帶污染物的顆粒,但它僅僅是附著在鋁型材表面,結合得不牢固,能在隨后的水洗中洗去。
3)堿性化學清洗劑。堿性化學清洗劑對大多數金屬的清洗都有效。對鋁型材而言,太強的堿性化學清洗劑有可能引起鋁型材表面的局部浸蝕,因為它傾向于較快地浸蝕清潔的鋁型材表面,而有油脂的表面浸蝕很慢,幾乎不浸蝕,從而導致鋁型材表面出現斑痕。適度的化學清洗劑通常需要加入緩蝕劑來阻止這種浸蝕反應的發生。
4)酸性化學清洗劑。自20世紀30年代后期起。Alcoa就開始使用8%-10%(體積)的硫酸,加0.1%的潤濕劑化為化學清洗槽液,工作溫度在40-60℃。該工藝可以使用陽極氧化的槽液,當陽極氧化槽液中的鋁離子濃度超過20g/L的上限時,就用作酸性化學清洗劑。20世紀40年代,當時的一項航空工業技術規范采用鉻酸-硫酸混合溶液作為化學清槽液,該槽液的組成及操作溫度為:
硫酸 15%(體積)
鉻酐 5%(質量)
操作溫度 40-60℃
添加潤濕劑的磷酸-鉻酸混合酸,也可以作為有效的非浸蝕性化學清洗槽液。一般酸性化學清洗槽液在鋁型材表面產生輕微的浸蝕作用。但因浸蝕的程度非常小,通常沒有明顯的影響,含有潤濕劑的其他添加劑的商品化清洗劑使用硫酸溶液作化學清洗槽液。
近年來,含氟的化學清洗劑開發成功,此種溶液可清洗6063鋁合金型材,也能十分迅速有效地清洗鋁鎂合金的卷材。近來,使用添加劑的磷酸溶液也成為比較普遍應用的化學清洗槽液。實際上,在美國一些工廠使用磷酸的溶液進行化學拋光。