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鋁及鋁合金化學拋光工藝
化學拋光
經過機械拋光后的鋁合金工件雖然已經獲得光亮的表面，但若將機械拋光后的工件直接進行陽極氧化，所得到的只是一個平滑的表面而得不到反光系數較高的膜層，所以經機械拋光后的工件還必須進行化學拋光或電拋光，以除去工件表面在機械拋光時所形成的晶體變形層，從而獲得光亮、細致的表面。
化學拋光是通過拋光溶液對工件微觀凹凸表面的膜層形成及溶解速率不同而達到拋光的目的。鋁合金的化學拋光可分為酸性拋光和堿性拋光兩種。??
酸性化學拋光
酸性化學拋光的主要原料是磷酸、硫酸、硝酸、乙酸、氟化氫銨等，但在化學拋光中僅有這些基本原料組成的配方并不能很好地滿足于生產需求，還需要有目的地在拋光溶液中添加一些旨在提高其光澤度及平滑度的添加物質。這些添加物質可分為兩大類：一是無機鹽；二是有機物。
1添加劑的作用
在鋁合金的化學拋光中添加劑起著不可估量的作用，其作用主要表現在以下四個方面：
一是提高光亮度和平滑度；
二是增加拋光表面的透光度；
三是減慢拋光溶液對鋁合金基體的腐蝕速率；
四是降低拋光過程中的氮氧化物氣體的產生。
2酸性化學拋光常用的方法
磷酸-硫酸-硝酸法、磷酸-硝酸-乙酸、磷酸-硝酸法、磷酸-硫酸法、硝酸-氟化氫銨法等。其中磷酸-硫酸-硝酸法是目前最為常用的拋光方法，也稱為三酸拋光法。常用三酸拋光溶液成分及操作條件見表1、表2。
表1? 常用三酸拋光溶液成分及操作條件
溶液成分
材料名稱
化學式
含量
配方1
配方2
配方3
配方4
磷酸/(mL/L)
H3PO4
850
800
750
700
硫酸/(mL/L)
H2SO4
100
100
250
200
硝酸/(mL/L)
HNO3
50~100
100
50~100
50~100
硫酸銨/(g/L)
(NH4)2SO4
0~20
0~20
0~20
0~20
硝酸銅/(g/L)
Cu(NO3)2·3H2O
0.2~2
0.2~2
3~6
—
硫酸鎳/(g/L)
NiSO4·6H2O
5~20
—
—
—
硝酸銀/(mg/L)
AgNO3
10~80
10~80
—
—
硼酸/(g/L)
H3BO3
—
—
4~8
—
操作條件
溫度/℃
90~105
95~115
時間
視要求而定
攪拌
工件擺動
表2? 常用三酸拋光溶液成分及操作條件
溶液成分
材料名稱
化學式
含量
配方5
配方6
磷酸/(mL/L)
H3PO4
600
500
硫酸/(mL/L)
H2SO4
200
400
硝酸/(mL/L)
HNO3
200
80~120
硫酸銨/(g/L)
(NH4)2SO4
0~20
0~20
硝酸銅/(g/L)
Cu(NO3)2·3H2O
—
—
硫酸鎳/(g/L)
NiSO4·6H2O
—
—
硝酸銀/(mg/L)
AgNO3
—
—
硼酸/(g/L)
H3BO3
—
—
操作條件
溫度/℃
100~120
時間
視要求而定
攪拌
工件擺動
☆注意事項：
三酸拋光對拋光質量影響較大的并不是這三種酸的含量，而在于這三中酸的配合比例。
一般而言，硝酸不應高于硫酸的量（體積比）。上表中添加劑也只能在三酸配比恰當的情況下才能顯示出提高拋光質量的性能。而三酸的最佳配比也與鋁合金材質的不同而異，這需要經過實驗來確定。
堿性化學拋光
堿性拋光法對鋁材蝕刻速率快，尺寸變化大，且難以做到高亮度效果，不適用于經機械拋光后的處理，但對于噴砂后的工件拋光有一定的實用意義。堿性拋光法是采用氫氧化鈉和硝酸鈉配成的溶液對鋁合金進行拋光的方法，堿性拋光配方及操作條件見表3。
表3? 堿性拋光配方及操作條件
溶液成分
材料名稱
化學式
含量/(g/L)
配方1
配方2
氫氧化鈉
NaOH
450
170~200
硝酸鈉
NaNO3
450
170~200
亞硝酸鈉
NaNO2
250
—
磷酸鈉
NaPO4·12H2O
250
150~260
氟化鉀
KF
—
5~10
操作條件
溫度/℃
100~110
80~105
時間/s
30~120
8~20
攪拌
工件移動
經過機械拋光后的鋁合金工件雖然已經獲得光亮的表面，但若將機械拋光后的工件直接進行陽極氧化，所得到的只是一個平滑的表面而得不到反光系數較高的膜層，所以經機械拋光后的工件還必須進行化學拋光或電拋光，以除去工件表面在機械拋光時所形成的晶體變形層，從而獲得光亮、細致的表面。
化學拋光是通過拋光溶液對工件微觀凹凸表面的膜層形成及溶解速率不同而達到拋光的目的。鋁合金的化學拋光可分為酸性拋光和堿性拋光兩種。??
酸性化學拋光
酸性化學拋光的主要原料是磷酸、硫酸、硝酸、乙酸、氟化氫銨等，但在化學拋光中僅有這些基本原料組成的配方并不能很好地滿足于生產需求，還需要有目的地在拋光溶液中添加一些旨在提高其光澤度及平滑度的添加物質。這些添加物質可分為兩大類：一是無機鹽；二是有機物。
1添加劑的作用
在鋁合金的化學拋光中添加劑起著不可估量的作用，其作用主要表現在以下四個方面：
一是提高光亮度和平滑度；
二是增加拋光表面的透光度；
三是減慢拋光溶液對鋁合金基體的腐蝕速率；
四是降低拋光過程中的氮氧化物氣體的產生。
2酸性化學拋光常用的方法
磷酸-硫酸-硝酸法、磷酸-硝酸-乙酸、磷酸-硝酸法、磷酸-硫酸法、硝酸-氟化氫銨法等。其中磷酸-硫酸-硝酸法是目前最為常用的拋光方法，也稱為三酸拋光法。常用三酸拋光溶液成分及操作條件見表1、表2。
表1? 常用三酸拋光溶液成分及操作條件
溶液成分
材料名稱
化學式
含量
配方1
配方2
配方3
配方4
磷酸/(mL/L)
H3PO4
850
800
750
700
硫酸/(mL/L)
H2SO4
100
100
250
200
硝酸/(mL/L)
HNO3
50~100
100
50~100
50~100
硫酸銨/(g/L)
(NH4)2SO4
0~20
0~20
0~20
0~20
硝酸銅/(g/L)
Cu(NO3)2·3H2O
0.2~2
0.2~2
3~6
—
硫酸鎳/(g/L)
NiSO4·6H2O
5~20
—
—
—
硝酸銀/(mg/L)
AgNO3
10~80
10~80
—
—
硼酸/(g/L)
H3BO3
—
—
4~8
—
操作條件
溫度/℃
90~105
95~115
時間
視要求而定
攪拌
工件擺動
表2? 常用三酸拋光溶液成分及操作條件
溶液成分
材料名稱
化學式
含量
配方5
配方6
磷酸/(mL/L)
H3PO4
600
500
硫酸/(mL/L)
H2SO4
200
400
硝酸/(mL/L)
HNO3
200
80~120
硫酸銨/(g/L)
(NH4)2SO4
0~20
0~20
硝酸銅/(g/L)
Cu(NO3)2·3H2O
—
—
硫酸鎳/(g/L)
NiSO4·6H2O
—
—
硝酸銀/(mg/L)
AgNO3
—
—
硼酸/(g/L)
H3BO3
—
—
操作條件
溫度/℃
100~120
時間
視要求而定
攪拌
工件擺動
☆注意事項：
三酸拋光對拋光質量影響較大的并不是這三種酸的含量，而在于這三中酸的配合比例。
一般而言，硝酸不應高于硫酸的量（體積比）。上表中添加劑也只能在三酸配比恰當的情況下才能顯示出提高拋光質量的性能。而三酸的最佳配比也與鋁合金材質的不同而異，這需要經過實驗來確定。
堿性化學拋光
堿性拋光法對鋁材蝕刻速率快，尺寸變化大，且難以做到高亮度效果，不適用于經機械拋光后的處理，但對于噴砂后的工件拋光有一定的實用意義。堿性拋光法是采用氫氧化鈉和硝酸鈉配成的溶液對鋁合金進行拋光的方法，堿性拋光配方及操作條件見表3。
表3? 堿性拋光配方及操作條件
溶液成分
材料名稱
化學式
含量/(g/L)
配方1
配方2
氫氧化鈉
NaOH
450
170~200
硝酸鈉
NaNO3
450
170~200
亞硝酸鈉
NaNO2
250
—
磷酸鈉
NaPO4·12H2O
250
150~260
氟化鉀
KF
—
5~10
操作條件
溫度/℃
100~110
80~105
時間/s
30~120
8~20
攪拌
工件移動
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@ 數鑫噴涂
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