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鋁型材堿性紋理蝕刻方法
堿性紋理蝕刻方法和酸性氟化物紋理蝕刻方法性能對照如下表所示;
堿性紋理蝕刻
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含氟酸性紋理蝕刻
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處理方便,只需一次即可完成全部處理過程,不需較大設(shè)備投入;
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處理方便,只需一次即可完成全部處理過程,不需較大設(shè)備投入;
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紋理均勻性、光澤性好,對于某些鋁型材其光度可代替常用的化學(xué)拋光工藝(噴砂后增光);
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紋理均勻性好,光度較堿性紋理蝕刻低,屬于啞光類型,不具有拋光作用;
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不受鋁型材結(jié)構(gòu)的影響,適用鋁材范圍較含氟酸性紋理蝕刻稍差;
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不受鋁型材結(jié)構(gòu)影響,適用鋁材范圍廣;
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溶液可連續(xù)使用,不存在廢液排放問題,減輕廢水處理設(shè)備負擔(dān);
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溶液可連續(xù)使用,不存在廢液排放問題,減輕廢水處理設(shè)備負擔(dān);但和堿性紋理蝕刻相比增加了對氟化物的處理難度;
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溶液對鈦掛具不腐蝕;
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溶液對鈦掛具腐蝕嚴重,生產(chǎn)成本較高;
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難以在鋁型材表面形成較大的粗糙度;通常情況下較酸性氟化物粗糙度低,但如選取特定加工方法,可在鋁型材表面達到較含氟酸性紋理蝕刻為粗的粗糙度,但控制不易,用于大量生產(chǎn)有一定距離;
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難以在鋁型材表面形成較大的粗糙度;
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溶液中不含氟化物,不存在對環(huán)境的污染和對操作人員的毒害;
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由于含大量氟化物,對環(huán)境和工作人員有一定的危害;
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堿性環(huán)境中鋁型材表面紋理蝕刻方法典型工藝及操作條件如下表所示;
溶液成分
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材料名稱
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含量/(mol/L)
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OH-(堿基離子)
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0~2.5
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紋理均勻化
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0~2.5
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NO3-(硝酸根離子)
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0.5~3
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Al3+(鋁離子)
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0~3.5
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操作條件
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工作溫度/℃
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60~80
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工作時間/min
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1~4
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攪拌
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需要
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以上配方組成中,硝酸根離子是鋁型材表面鈍化膜形成的氧化劑,堿基離子一方面為溶液提供堿性環(huán)境;另一方面直接參與鈍化膜的溶解,充當(dāng)點蝕劑;這兩者是在堿性環(huán)境中紋理形成的關(guān)鍵成分;改變它們的濃度和比例,都將會影響紋理的形成速度和紋理的粗糙度;
溶液中的紋理均化劑主要是碳酸鹽或磷酸鹽,當(dāng)溶液中堿基離子濃度較高時,這些離子雖然對紋理的形成并無直接關(guān)系,但對促進紋理的均勻性有一定作用;特別是碳酸鹽單獨使用時,就能在某些鋁型材表面形成磨砂紋理效果;但在堿性紋理蝕刻溶液中,經(jīng)蝕刻后的鋁型材表面紋理粗糙度,遠較單獨使用碳酸鹽蝕刻溶液時為高,所以碳酸鹽的這一作用只是輔助性的;碳酸根離子吸收了溶解于溶液中的二氧化碳后,能部分轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的碳酸氫根離子,對溶液的pH值有良好的緩沖作用;在這兩種均化劑中,磷酸鹽可使鋁型材表面紋理光度稍高,但價格較貴;碳酸鹽價格較低,光度較磷酸鹽稍差,但粗糙度卻較磷酸鹽約高;對于使用氫氧化鈉的溶液,碳酸鹽或磷酸鹽并不是必需的;對于無氫氧化鈉的溶液組成,都需要加入較大量的碳酸鹽或者磷酸鹽,方能完成對鋁型材表面的紋理蝕刻;需要特別說明的一點,無氫氧化鈉的堿性紋理蝕刻方法,對鋁材的蝕刻量少,但粗糙度變化不大;其缺點是,溶液中溶質(zhì)濃度較高,加工溫度高;優(yōu)點是,對鋁材蝕刻量少,不易造成型材過腐蝕;如果用亞硝酸鹽代替硝酸鹽,則可使用較低濃度在中溫情況下進行紋理蝕刻;但亞硝酸鹽毒性較大,同時對皮膚的滲透性較強,使用時應(yīng)注意防護工作;
作為均化劑使用的碳酸鹽和磷酸鹽,鈉鹽和鉀鹽都可采用;鈉鹽成本低,但溶解性較差,光度較鉀鹽約低;在硝酸鹽蝕刻體系中,如果溶液中含有足夠的堿基離子,用量在0~50g/L;如果溶液中不含有堿基離子,則用量在150~200g/L,為了便于溶解,這時可考慮使用鉀鹽;
在溶液中添加氟化物可使紋理表面效果細膩偏白;添加尿素或硼酸可以在較高溫度下使用,并且當(dāng)型材離開溶液時不會產(chǎn)生難以去除的腐蝕印記;
在蝕刻液中亦可加入少量表面活性劑;一方面,表面活性劑使鋁型材的表面張力降低,有利于紋理蝕刻的均勻進行;另一方面,表面活性劑在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生一定量的泡沫,可以封閉液面,降低堿霧揮發(fā),改善工作環(huán)境;表面活性劑可以是平平加、OP乳化劑,也可以是其它表面活性劑;添加量一般控制在使液面有一層連續(xù)均勻的泡沫層為佳,添加量過大會產(chǎn)生太多泡沫,影響正常生產(chǎn);
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