技术分享之化学抛光（一）

 

化学抛光（一）

 

 

• 何谓化学抛光？

化学抛光是铝及铝合金制件在一起组成的化学抛光溶液中（溶液有碱性也有酸性的）进行自溶解作用，使铝质制件表面的轻微痕迹、擦伤与划伤印痕、机械抛光时遗留的磨、擦条纹等缺陷得以整平和光亮的工艺。其表面光亮度仅次于电化学抛光，比任何机械方法所获的光亮度都好，是提高铝质制件表面光亮度的一种最 简便的工艺方法。

• 化学抛光工艺有哪些特点？

化学抛光工艺的特点有：工艺设备简单，无需电源设备，不受制件外形尺寸限制，抛光速度快，生产效率高，加工成本低。

与电化学抛光工艺相比，表面光亮度稍差，但某些工艺条件下，例如制件体积较大，不便采用电化学抛光，且光亮度并非特别要求的制件，多采用化学抛光工艺。铝质纯度较高的制件进行化学抛光也能获得较为理想的抛光质量。

• 化学抛光工艺有几大类？各有哪些特点？

化学抛光在应用上主要有两大类，即碱性化学抛光和酸性化学抛光。其中酸性化学抛光应用较多；碱性化学抛光虽然成本较低，但抛光质量不如在酸性溶液中所获光亮度好，且操作工艺上也较繁杂，因而在应用上尚不够普及。

• 酸性化学抛光的基本机理是什么？

在以磷酸、硫酸、硝酸为基本成分的化学抛光溶液中进行化学抛光的机理如下。

铝在热的浓酸中发生强烈的腐蚀反应，由于浓酸中有硝酸的存在，能使铝形成一层极薄的氧化铝膜层，使铝产生了钝化作用，这时铝的表面暂时受到了保护，但此氧化膜又会受到抛光溶液中磷酸和硫酸的溶解，而后硝酸又会立即与铝基体发生钝化作用，再重新形成一层新的氧化膜。

由于硝酸的钝化作用遏制了铝表面的酸性浸蚀，尤其是遏制了铝材表面凹陷处的酸性浸蚀，为此，硝酸对化学抛光起到了至关重要的作用。

从上述反应机理，可见在化学抛光溶液中，随着硝酸含量的升高，金属铝的溶解速度随之降低，硝酸的钝化作用明显加强，但当硝酸含量继续升高到一定浓度时，铝的溶解速度又会迅速急剧上升，浸蚀反应会变得非常剧烈，至此表面会变得非常粗糙。尤其会出现大量针孔麻点。

硝酸含量在6%-8%时，铝的溶解速度最低。在这一范围内铝的表面受到钝化过程控制。

• 酸性化学抛光溶液中磷酸有何作用？

磷酸能较缓慢地和有选择地溶解纯铝或铝合金制件表面的微观凸起部分铝和氧化铝而生成磷酸二氢铝，使抛光溶液成为黏性胶状液体。这种黏性胶状液体沾附于制件表面，就形成黏性液膜，使铝离子的扩散受到阻滞，因此对于整平和抛光制件表面起着十分重要的作用。

在酸性化学抛光溶液中，磷酸的浓度70%-85%（质量分数）较为合适。磷酸浓度过高，化学抛光速度过慢，易使制件表面引起点状腐蚀，磷酸浓度过低不易抛亮，为了避免溶液被稀释，化学抛光前制件表面的游离水应去除。

• 酸性化学抛光溶液中硫酸有何作用？

硫酸在化学抛光过程中主要的作用是有选择性地溶解制件表面的铝和氧化铝，以提高制件表面和抛光液的活性，以加快抛光速度，并提高制件表面的整平作用。一般硫酸浓度在8%-25%（质量分数）较为合适。

硫酸浓度过低，抛光速度缓慢，易使制件受到点状腐蚀；硫酸浓度过高，会降低抛光质量，并容易使抛光面出现半透明雾状。

• 酸性化学抛光液中硝酸有何作用？

硝酸在化学抛光过程中主要的作用是一方面与制件表面的铝起化学反应而生成氧化铝膜；另一方面又及时溶解氧化铝膜而生成硝酸铝，这样循序渐进的反应对提高化学抛光质量起了重要作用。

硝酸的浓度对于抛光性能具有较大的影响，在通常情况下硝酸的浓度在6%-8%之间最为合适。个别含铜量高的铝合金，或添加无黄铜添加剂的工艺配方中，硝酸含量可以略为低些。

硝酸的浓度过低会影响抛光质量，当硝酸浓度过高时制件表面容易引起点状腐蚀。在这种情况下如抛光溶液的温度又较高时，则极易在制件表面出现乳白色的氧化膜。

 

 

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