常温低硝酸铝合金抛光清洗剂配方分析

1.背景
    铝及其合金的抛光一般采用机械抛光、化学抛光和电解抛光，其中化学抛光是金属在特定条件下的化学侵蚀，即金属材料表面在配比合理的腐蚀剂、氧化剂、添加剂组成的抛光溶液中发生一系列的化学反应，使得金属微观表面不均匀的氧化膜在抛光溶液中降低表面的微观粗糙度，使金属表面平整光亮。
　　常温低硝酸铝合金抛光清洗剂是一种低能耗、低成本、环境友好的化学表面处理剂，其硝酸可在抛光过程中反复利用。在溶液的酸性和硝酸的氧化作用下氧化铝的形成和溶解的反复进行是其光亮作用的机理，可应用易钝化金属的阳**化曲线予以解释。
2.酸性抛光液
  2.1酸性抛光液概述：
　　以硝酸为主要成分的酸性抛光液，这类体系的抛光液由硝酸、有机酸酯、增白剂、表面活性剂等组成；在这里硝酸的作用是氧化剂和出光剂；有机酸酯起缓蚀作用，并能稳定抛光液；增白剂改善抛光件的色泽；表面活性剂起润湿作用，有利于抛光后工件表面色泽的均匀，并且还有脱脂的作用；
　　除了酸性抛光液还有一类就是碱性抛光液，碱性抛光液是强碱性的溶液，其主要成分是氢氧化钠，操作温度高，抛光时碱雾严重，对铝腐蚀严重；而酸性抛光液主要有磷酸系与非磷酸系两大类。磷酸系抛光液一般都含700ml /L以上磷酸，加上50 ml/ L以上的硝酸和100 ml/L以上的硫酸。由于磷酸是高营养物质，排放后会恶化水系环境，操作温度高，一般为90℃以上，且系强酸性溶液，故抛光后铝材损失大，抛光过程中有大量氮氧化物产生，恶化工作环境。
　　为降低抛光铝材的损失，改善工作环境，节约能源，减少对环境的污染，目前*常见是常温、低硝酸铝合金抛光清洗剂。主要成分为40~50ml/L硝酸、4~5g/ L有机酸酯、2~2.5 g/ L增白剂，溶液pH为2~3。铝合金抛光清洗剂特别适用于压印铝合金件的抛光，清洗压印后工件凸处光亮，凹处光泽柔和。表面油污不重的工件可采用添加1g/ L表面活性剂，抛光清洗液浸渍2~3min 后再用热水清洗，甩干即可。
2.2抛光机理：
　　化学抛光的机理铝及其合金表面在空气中会自然形成一层致密的氧化膜，在化学抛光之初，是这层氧化膜在溶液中酸的作用下溶解形成铝离子和水，然后，在硝酸的氧化作用下在铝裸露的部位会形成一层只有几十个原子层厚度的氧化铝钝化膜，使铝表面暂时得到保护。而这层氧化膜又不断地在酸性溶液的作用下被溶解，然后又在硝酸氧化作用下形成新的氧化铝钝化膜。因为硝酸的钝化作用遏制了铝表面的酸性浸渍，尤其遏制了对表面凹处的酸性浸渍，这对化学抛光起了至关重要的作用。同时，由于铝件经过轧制等机械加工造成金相结构和排列的变化，那些晶格较大的以及机械加工时产生的晶体变形层和排列不齐的晶格等，优先溶解于溶液中从而使金属表面的晶格排列更趋整齐，晶粒更加紧密和细小，使铝合金件表面的光亮度得到提高。
2.3酸性抛光液常见组分：
　　酸性抛光液各组分主要作用如下：硝酸为氧化剂和出光剂，其氧化性有利于铝合金工件表面的氧化，其酸性有溶解氧化铝的作用，浓度过高工件容易过腐蚀，光亮度差，表面发灰，浓度过低，表面灰暗不亮；有机酸酯起缓蚀作用，能抑制铝合金工件表面的点状腐蚀，使抛光表面细致、光亮并有稳定抛光液的作用；增白剂能改善抛光件的色泽，浓度过低抛光后铝合金工件表面白度差，浓度过高，则工件表面白而倒光；表面活性剂可润湿铝合金工件表面，有利于抛光后工件表面色泽均匀，有脱脂作用，浓度过低时，工件表面色泽不均匀，浓度过高时，表面光亮度差。铝合金抛光清洗剂的操作温度为室温即可，一般不高于35℃，温度过高，硝酸易分解，太高则处理工件时有氮氧化物逸出，严重时有氨气，温度过低反应时间长。对油污较重的工件可按下列工序操作：热水乳化脱脂→热水洗→冷水洗→浸渍抛光清洗剂2~3min→冷水洗→热水洗→甩干。整个抛光清洗过程为室温，不必加热，没有氮氧化物气体逸出，更无碱雾酸雾，具有工序简单、成本低廉、能耗*小、环境友好等优点。