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2014/02/19

電鍍前處理之化學拋光

在電鍍生產線上,工件在電鍍前進行的一係列前處理都是為了得到更好的鍍層,那麼化學拋光在整個前處理中也是很重要的,下面我們就來了解一下電鍍前處理的化學拋光。

    化學拋光是指在合適的溶液中,不使用外接電源,依靠化學浸蝕作用對工件進行的拋光。在化學拋光過程中,由於金屬微觀表面形成了不均勻的鈍化膜,或由於形成了類似電解拋光過程中所形成的稠質黏膜,從而使表面微觀凸出部分的溶解速度顯著大於微觀凹入部分,因此降低了零件的表面顯微粗糙程度,使零件表面比較光亮和平整。化學拋光廣泛應用於不銹鋼、銅及鋁合金等的拋光,還用於對一些零件做裝飾加工。化學拋光可作為電鍍前的處理工序,也可在拋光後輔以必要的防護措施而直接使用。

    與電拋光相比,化學拋光不需要電源和導電挂具,可對形狀復雜的各種尺寸的零件進行拋光,生產效率高。其缺點是溶液使用壽命短,濃度的調整和再生比較困難,通常還會析出一些有害氣體。化學拋光的拋光質量也比電拋光差,這主要是因為在化學拋光中,由於材料的質量不均勻,會引起局部電勢高低不一,產生局部陰陽極區,形成局部短路的微電池,使陽極發生局部溶解。而在電拋光中,由於外加電勢的作用可以完全消除這種局部的陰極區,從而進行全面的電解,因而效果更好。
(1)拋光液的組成及其他影響因素。

    拋光液組成:為了保證化學拋光的效果,必須使金屬表面溶解,並在表面形成前述的液體膜或固體膜。化學拋光液的基本組成一般包括腐蝕劑、氧化劑、添加劑和水。其中,腐蝕劑是主要成分,主要使工件在溶液中溶解;氧化劑和添加劑可抑制腐蝕過程,使反應朝有利於拋光的方向進行;水對溶液濃度起調節作用,便於反應產物的擴散。

    用作金屬溶解的成分一般是酸,其中用得較多的是H2S04、HN03、HC1、H3PO。、HF等強酸,而對鋁那樣的兩性金屬,也可用NaOH,在這些酸中由於高濃度的磷酸和硫酸都具有較高的黏度,可形成液體膜擴散層,故這種成分具有兩種功能。這也是在化學拋光液的組成中主要採用磷酸和硫酸的原因。為了提高黏度,使擴散層容易形成,也可加進明膠或甘油等能提高黏度的添加劑。為了促進固體膜的形成,則需加入以硝酸或鉻酸為主的強氧化劑。

    拋光時間:化學拋光存在一個最佳拋光時間範圍。若時間過短,只能獲得沒有光澤的梨皮狀表面;若時間過長,不僅溶液損失增大,而且加工表面會出現污點或斑點。而這個時間範圍受材料、拋光液組成及拋光溫度等因素的影響,通常難以預測,只能通過實驗測定。化學拋光中往往同時產生氫氣,這是在拋光具有氫脆敏感性材料時必須注意的問題。另外拋光液溫度高達100~

    200CC時,還會發生退火作用。為了把氫脆和退火作用的影響降到最低,就必須在最適溫度範圍內選擇盡可能短的拋光時間。

    拋光溫度:化學拋光時,溶解速度隨著拋光液溫度的提高而顯著增加。此外,強氧化性的酸在高溫時的氧化作用會變得很顯著。在化學拋光中,由於這些酸的溶解作用和氧化作用會同時發生,故多數情況下都是把拋光液加熱到較高溫度來進行拋光的。

    需要提供溫度來進行拋光的金屬有鋼鐵、鎳、鉛等,若溫度低於某一定值,就會失去光滑的腐蝕表面,故存在一個形成光澤面的臨界點,在臨界點以上的溫度範圍內拋光效果較好。而這個溫度範圍又因液體的組成不同而異,如果高於這個溫度範圍,會形成點蝕、局部污點或斑點,使整個拋光效果降低。此外,溫度越高,材料的溶解損失也越大。

    (2)銅及其合金的化學拋光。銅和單相銅合金可在磷酸一硝酸一醋酸或硫酸一硝酸一鉻酸型溶液中進行化學拋光

    在使用過程中需經常補充硝酸,拋光時如果二氧化氮析出較少,零件表面呈暗黃色時,可按配置量的1/3補充硝酸。為防止過量的水帶入槽內,零件應幹燥後再拋光。

    (3)鋁及鋁合金的化學拋光。為獲得光亮的表面,必須嚴格控制拋光液硝酸的含量。硝酸含量過低,拋光速度慢且拋光後表面光澤性差;硝酸含量過高,容易發生鱗狀腐蝕。磷酸濃度低時,不能獲得光亮的表面,為了防止溶液被稀釋,拋光前的零件表面應幹燥。醋酸和硫酸可以抑制點狀腐蝕,使拋光表面均勻、細致。硫酸銨和尿素可以減少氧化氮的析出,並有助於改善拋光質量。少量的銅離子可以防止過腐蝕,從而提高拋光表面的均勻性,但含量過高又會降低拋光表面的反光能力。鉻酐可以提高鋁鋅銅合金的拋光質量,含鋅、銅絲高的強度鋁合金在不含鉻酐的拋光液中,難以獲得光亮的表面。

    經化學拋光的零件,一般應在室溫下於400—500g/L的硝酸中或在100~200g/L的鉻酐溶液中,浸漬數秒至數十秒,以除去表面的接觸銅。


 

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