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铝型材丝纹蚀刻工艺规范
1. 范围
(1)主题内容:本规范规定了铝型材需要进行丝纹蚀刻的通用工艺方法;
(2)适用范围:本规范仅适用于可进行化学丝纹蚀刻的铝型材材料的丝纹加工;
2. 引用文件
铝型材表面处理前质量验收技术条件、铝型材化学除油工艺规范;
3. 要求
(1)铝型材丝纹蚀刻工艺过程:型材验收→装挂→化学除油→水洗→酸洗→水洗→碱蚀→水洗→酸洗→水洗→丝纹酸性预蚀刻→水洗→酸洗→水洗→丝纹碱性成型蚀刻→水洗→酸洗→水洗→转阳极氧化(或其他加工);
(2)主要工序说明如下:
①铝型材验收:按铝型材表面处理前质量验收技术条件相关内容进行;
②装挂:挂具一般用铝型材或钛材制造,型材装挂时应牢固,保证铝型材不相互贴合、碰撞;装挂位置应当尽量避免在化学处理时产生气囊,保证各工序处理的均匀性;
③化学除油:化学除油按铝型材化学除油工艺规范相关内容进行;
④水洗:采用三级水洗,温度为室温,时间20~40s;
⑤酸洗:酸洗溶液配方及操作条件按表1进行;
溶液成分
|
材料名称
|
化学式
|
含量/(g/L)
|
硝酸
|
HNO3
|
300~500
|
|
铬酐
|
CrO3
|
0~5
|
|
操作条件
|
温度/℃
|
室温
|
|
时间/min
|
1~3
|
⑥碱蚀:碱蚀按表2进行;
溶液成分
|
材料名称
|
化学式
|
含量/(g/L)
|
氢氧化钠
|
NaOH
|
45~55
|
|
铝
|
Al
|
0~100
|
|
葡萄糖酸钠
|
—
|
4~8
|
|
三乙醇胺
|
C6H15NO3
|
3~6
|
|
操作条件
|
温度/℃
|
45~55
|
|
时间/s
|
45~90
|
⑦丝纹酸性预蚀刻:丝纹酸性预蚀刻按表3进行;
溶液成分
|
材料名称
|
化学式
|
含量/(g/L)
|
|
配方1
|
配方2
|
|||
氟化氢铵
|
NH4HF2
|
70~120
|
—
|
|
过氧化氢
|
H2O2
|
25~30
|
—
|
|
硫酸铵
|
(NH4)2SO4
|
0~50
|
—
|
|
硫酸(98%)
|
H2SO4
|
0~40
|
16~17mL/L
|
|
氟硅酸钠
|
Na2SiF6
|
—
|
6~7
|
|
操作条件
|
pH值
|
2.5~3.5
|
—
|
|
温度/℃
|
25~35
|
40~70
|
||
时间/s
|
45~90
|
100~240
|
⑧丝纹碱性成型蚀刻:丝纹碱性成型蚀刻按表4进行,表3中经配方2蚀刻后是否需要碱性成型蚀刻应根据实际情况而定;
溶液成分
|
材料名称
|
化学式
|
含量/(g/L)
|
氢氧化钠
|
NaOH
|
5~18
|
|
磷酸钠
|
Na3PO4·12H2O
|
0~20
|
|
十二烷基硫酸钠
|
C12H25OSO3Na
|
0~0.01
|
|
操作条件
|
温度/℃
|
25~35
|
|
时间/s
|
120~300
|
丝纹效果检查:铝型材丝纹蚀刻后在进行阳极氧化之前需要对丝纹效果进行检查,检查方式是目视,然后再与样板进行比对;
要求:丝纹清晰度、丝纹平滑度、丝纹的光度等应与样板相符,目视不能有砂面的效果;如丝纹清晰度不够,应分析原因并及时排出;对清晰度不够的丝纹可重复进行第二次蚀刻;
⑨转阳极氧化:经丝纹蚀刻后的铝型材应立即转阳极氧化或其他加工工序,切不可在工作间长时间停留;
4. 溶液的配制与调整
丝纹酸性预蚀刻溶液配制方法如下:
①根据配制体积的需要准备一合适的PP (也可采用硬PVC)工作缸,洗净后加入所需体积4/3的清水,冬天应采用40℃左右的温水进行配制;
②将计算量的氟化氢铵在不断搅拌的条件下加入工作缸中,并搅拌至完全溶解;
③添加计算量的过氧化氢到②中并搅拌均匀,最后加清水到规定的体积;
④滤掉沉渣,用试片试用合格后即可用于生产;
其他溶液的配制:略;
溶液成分分析项目及分析周期见表5;
溶液名称
|
分析项目
|
分析周期
|
说明
|
|
项目名称
|
化学式
|
|||
碱性除油
|
磷酸钠
|
Na3PO4·12H2O
|
3~7天
|
按QJ/Z 105执行
|
碳酸钠
|
Na2CO3
|
|||
硅酸钠
|
Na2SiO3·9H2O
|
|||
氢氧化钠
|
NaOH
|
|||
酸性除油
|
硫酸
|
H2SO4
|
3~7天
|
—
|
磷酸
|
H3PO4
|
|||
氟化氢铵
|
NH4HF2
|
|||
酸洗溶液
|
硝酸
|
HNO3
|
7~15天
|
按QJ/Z 108执行
|
碱蚀与丝纹碱性成型蚀刻
|
氢氧化钠
|
NaOH
|
每天一次
|
按QJ/Z 174执行
|
铝
|
Al
|
|||
丝纹酸性预蚀刻
|
氟化氢铵
|
NH4HF2
|
每天一次
|
—
|
过氧化氢
|
H2O2
|
5. 常见故障原因及排除方法
丝纹蚀刻常见故障产生的原因及排除方法见表6;
序号
|
故障特征
|
产生原因
|
排除方法
|
|
1
|
丝纹清晰度不够
|
酸性预蚀刻
|
溶液使用时间太长,浓度太低
|
更换新液
|
温度太低
|
适当提高温度
|
|||
时间太短
|
适当延长铝型材蚀刻时间
|
|||
碱性蚀刻
|
氢氧化钠浓度太高或太低
|
分析氢氧化钠浓度,调整到规定范围
|
||
温度太高或太低
|
将温度控制在工艺规定范围
|
|||
时间太短
|
适当延长铝型材蚀刻时间
|
|||
2
|
表面粗化
|
溶液中铝离子浓度或其他杂质浓度太高
|
更换新的溶液
|
|
温度过低
|
适当降低温度
|
|||
过氧化氢浓度过高
|
可以通过添加氟化氢铵和水来增大溶液体积以达到降低过氧化氢浓度目的
|
|||
pH值太高
|
用硫酸或氢氟酸适当调低溶液pH值
|
|||
3
|
丝纹不均匀
|
铝型材碱蚀时间太短
|
延长铝型材碱蚀时间,或检查碱蚀浓度及温度是否在工艺控制范围内
|
|
铝型材表面有污染物
|
加强铝型材的表面清洁工作
|
|||
溶液使用时间太长
|
更换新的溶液
|
6. 辅助材料
辅助材料应符合表7的规定;
序号
|
材料名称
|
化学式
|
材料规格
|
1
|
氢氧化钠
|
NaOH
|
电镀级
|
2
|
磷酸钠
|
Na3PO4·12H2O
|
电镀级
|
3
|
无水碳酸钠
|
Na2CO3
|
电镀级
|
4
|
九水合偏硅酸钠
|
NaSiO3·9H2O
|
电镀级
|
5
|
OP-10
|
—
|
CP
|
6
|
十二烷基磺酸钠
|
—
|
电镀级
|
7
|
磺酸
|
—
|
电镀级
|
8
|
硫酸
|
H2SO4
|
CP或电镀级
|
9
|
磷酸
|
H3PO4
|
电镀级
|
10
|
氟化氢铵
|
NH4HF2
|
电镀级
|
11
|
EDTA-2Na
|
C10H14O8N2Na2·2H2O
|
电镀级
|
12
|
葡萄糖酸钠
|
—
|
电镀级
|
13
|
三乙醇胺
|
C6H15NO3
|
电镀级
|
14
|
过氧化氢
|
H2O3
|
电镀级
|
15
|
氟硅酸钠
|
—
|
电镀级
|
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