在電鍍生產線上,工(gōng)件在電鍍前進行的一係列前處理都(dōu)是(shì)為(wéi)了得到更好(hǎo)的鍍層,那麽(me)化學拋光在整(zhěng)個前處理中也是(shì)很重要的,下麵我們就來了解一下電鍍前處理的化學(xué)拋光。
化(huà)學拋光是指在合適的溶液中,不使用(yòng)外接電源,依靠化學浸蝕作用對工件進行的拋光。在化學拋(pāo)光過程中(zhōng),由於金屬微觀表麵形成(chéng)了不均勻(yún)的鈍化膜,或(huò)由於形成了類似電(diàn)解拋(pāo)光過程中所形成的稠質黏膜,從而使(shǐ)表麵微觀凸出(chū)部分(fèn)的溶解速度顯著大(dà)於微觀凹入部分,因此降低了零件的表麵顯微粗糙程度,使零件表麵比較光亮和平整。化學拋光廣泛應用於不鏽鋼、銅及鋁合金等的(de)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(yǐ)必要的防護措施而直接使用。
與電拋光相比,化學(xué)拋(pāo)光不需要電源和導電掛具(jù),可對形狀複雜的各種尺寸的零件進行拋光,生產效率高。其缺點(diǎn)是溶液使用壽(shòu)命短,濃度的調整和再生比較困難,通常還(hái)會析出一些有害氣體。化學拋(pāo)光的拋光質量也比電拋光(guāng)差,這主要是因為在化學拋(pāo)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(jú)部短路(lù)的微電池,使(shǐ)陽極發生局部溶解。而在電拋光中,由(yóu)於外加電勢(shì)的作用可以(yǐ)完全(quán)消除(chú)這種局部的陰極區,從而進行(háng)全(quán)麵的電解,因而效果更好。
(1)拋光(guāng)液的組成(chéng)及其他影響因素。
①拋光液組成:為了保(bǎo)證化(huà)學(xué)拋光的效果,必須使金屬(shǔ)表麵溶解,並在表麵形(xíng)成前述的液體膜或固體膜(mó)。化學拋光液的基本組成一般包括腐蝕劑、氧化(huà)劑、添加(jiā)劑和水。其中,腐蝕劑是主要成分,主要使(shǐ)工件在溶液中溶解;氧化劑和添加劑可抑製腐蝕過程,使反應朝有利於拋光的方向進行(háng);水對溶液濃度起調節作用(yòng),便於反(fǎn)應產物的擴散(sàn)。
用作金屬溶解的成分一般(bān)是酸,其中用得較(jiào)多的是(shì)H2S04、HN03、HC1、H3PO。、HF等強酸,而對鋁那樣的兩性金屬,也(yě)可用(yòng)NaOH,在這些酸中由於高濃度的磷酸和硫(liú)酸都具(jù)有較高的黏度,可形成液(yè)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采用磷酸和硫(liú)酸的原因。為了提高黏度,使擴散層容易形成,也可加進(jìn)明(míng)膠或甘油等能(néng)提高黏度的添加劑。為了促進(jìn)固體膜的形成,則需加入以硝酸或鉻酸(suān)為主的強氧化劑。
②拋光時間:化學拋(pāo)光存在一個最佳拋光時間範圍。若時間過短,隻能獲得沒有光澤(zé)的梨皮狀(zhuàng)表麵;若(ruò)時間過長,不僅溶液損失增大,而且加工表麵會出現汙點或斑點。而這個時間範圍(wéi)受材料、拋光液組成及拋光溫度等因素的影響,通常難(nán)以預測,隻能通過實驗測定(dìng)。化學拋光中往往同時(shí)產生氫(qīng)氣,這是在拋光具有(yǒu)氫(qīng)脆敏感性材料時必須注(zhù)意的(de)問題。另(lìng)外拋光液溫度高達100—200CC時,還會發生退(tuì)火作用。為(wéi)了把氫脆和退火作用的影響降到(dào)最低,就必須在最適溫度範圍內選擇盡可能短的拋光(guāng)時間。
③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(shí)的氧化作用會變得很顯(xiǎn)著。在化學(xué)拋光中,由於這些酸的溶(róng)解作用和氧化作用會同時發生,故多數(shù)情況下都是把拋光液(yè)加熱到(dào)較高溫度(dù)來進行拋(pāo)光的。
需要提供溫(wēn)度來進行拋光的金屬有鋼鐵、鎳、鉛等,若(ruò)溫度低於某(mǒu)一定值,就會失去光滑的腐蝕表(biǎo)麵(miàn),故存在一個形(xíng)成光(guāng)澤麵的臨界點,在臨界點以上的溫(wēn)度範圍內拋光效(xiào)果較好。而這個溫度範圍又因(yīn)液體的(de)組成(chéng)不同而異(yì),如果高於這個溫度範圍,會形成(chéng)點蝕、局部汙點或斑點,使整個拋光效果降低。此外,溫度越高,材(cái)料的(de)溶解損失也越(yuè)大。
(2)銅及其合金的化學(xué)拋光。銅和單相銅合金可在磷酸(suān)一硝酸(suān)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(guò)程中需經常補充(chōng)硝酸,拋光時如果二氧化氮析出較少(shǎo),零件表麵呈(chéng)暗黃色時,可按配置量的1/3補充硝酸。為防止過量的水(shuǐ)帶入槽內,零(líng)件應幹燥(zào)後再拋光。
(3)鋁(lǚ)及鋁合金的化學(xué)拋光。為獲得光亮的表麵,必須嚴格控製(zhì)拋光液硝酸(suān)的含量(liàng)。硝酸含量過(guò)低,拋光速度慢且拋光後表麵光澤性差;硝酸含量過高,容易發生鱗狀腐蝕。磷酸濃(nóng)度低(dī)時,不能獲得光亮的表麵,為了防止溶液被稀釋,拋光前的零件表麵應幹燥。醋酸和硫酸可以抑製點(diǎn)狀腐蝕,使拋光表(biǎo)麵(miàn)均勻、細致。硫酸銨(ǎn)和尿素(sù)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,從而提高拋光表麵的均勻性,但含量過高又會降低拋光表麵的反光能力。鉻酐可以提(tí)高鋁鋅銅合金(jīn)的拋光質量,含鋅、銅絲高(gāo)的強(qiáng)度鋁合金在不含鉻酐的拋光液中(zhōng),難以獲得光亮的表麵。
經化學(xué)拋光的零件,一般應在室溫下於400—500g/L的硝(xiāo)酸中或在100—200g/L的鉻酐溶液中,浸漬(zì)數秒至數十秒,以除去表麵的接觸銅。
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