低尺寸損耗鋁制件表面清理技術(shù)

滕志強 王輝 劉權(quán)

摘 要：本文針對鋁合金零件前處理尺寸損耗問題，分別采用三種不同工藝進行了對比試驗，通過試驗結(jié)果驗證，常規(guī)所用的堿性除油溶液對于不同材料均有不同程度尺寸的損耗，Turco 4215、PWC-401在尺寸損耗相對比較小，但對處理前的零件表面狀態(tài)要求比較嚴格，不允許有目視的灰塵、油污等污物存在。

關(guān)鍵詞：鋁合金；除油；尺寸

中圖分類號：TG17 文獻標(biāo)識碼：A

1 引言

鋁制件表面處理前為了保證制件表面膜層質(zhì)量，處理前需要對制件進行清理。使其裸露出純凈的基體，以利于氧化的順利進行，從而獲得良好的氧化膜。而國內(nèi)傳統(tǒng)的鋁合金零件前處理所用溶液多為強堿性溶液，鋁為兩性金屬，與酸堿溶液均發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，對零件的尺寸損耗較大（0.006mm以上），一些精密零件尺寸要求，希望有一種低尺寸損耗表面清理技術(shù)，解決尺寸損耗問題。

鋁及鋁合金具有比強度高、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性好，反光性強，無低溫脆性等優(yōu)點，是一種具有優(yōu)良綜合性能的有色金屬材料。在建筑、航空、航天、汽車和電子行業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

在鋁和鋁合金表面上雖然會生成一層致密的氧化膜，但這種氧化膜的厚度只有幾納米到幾十納米，不足以防止惡劣環(huán)境下的腐蝕，同時由于硬度不高也不能防止摩擦而造成的破壞。因此，鋁和鋁合金制品需要根據(jù)不同用途采取不同的表面處理防護措施。如硫酸陽極氧化、微弧氧化、化學(xué)氧化等，從而可顯著提高其制品的耐蝕性、耐磨性、耐候性等。為了保證制件表面膜層質(zhì)量，任何氧化處理前都需要對制件進行清理。經(jīng)過加工的鋁及鋁合金制品，表面都會不同程度的存在污垢和缺陷，如灰塵、金屬氧化物、油污、焊接熔劑以及腐蝕鹽類、毛刺、輕微劃擦傷等，在加工成毛胚件后首先進行噴砂、機械拋光等處理以除去較大的缺陷，然后在氧化處理之前必須進行必要的清洗，使其裸露出純凈的基體，以利于氧化的順利進行，從而獲得與基體結(jié)合牢固、色澤和厚度都滿足要求的且耐蝕、耐磨、耐候等良好的氧化膜。而國內(nèi)傳統(tǒng)的鋁合金零件前處理所用溶液多為強堿性溶液，鋁為兩性金屬，與酸堿溶液均發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，對零件的尺寸損耗較大（0.006mm以上），致使一些精密零件無返修的可能，導(dǎo)致零件超差使用或是報廢。因此，一些精密零件尺寸要求，希望有一種低尺寸損耗表面清理技術(shù)，解決尺寸損耗問題。

2 試驗

2.1 材料

材料：LY12、LY16、LD7。

2.2 工藝及流程

2.2.1 工藝流程

主要工藝流程：化學(xué)除油→水洗→透光→水洗→氧化處理→冷水洗→吹干。

2.2.2 除油工藝配方

配方一：氫氧化鈉、磷酸鈉、碳酸鈉，溫度50℃～70℃，時間1min～2min。

配方二：Turco4215，溫度50℃～ 60℃，時間5min～10min。

配方三：（PWC-401）溫度18℃～ 30℃，時間3min～5min。

3 結(jié)果討論與分析

本次試驗分別采用上述三種配方進行對比試驗，試片材料為LY12、LD7、LY16，試驗結(jié)果如下：

3.1 不同除油工藝試片尺寸變化試驗

從上述試驗數(shù)據(jù)測試結(jié)果可以看出，試片經(jīng)過配方一即強堿性溶液處理后，不同材料去除的尺寸不同，LY12材料去除尺寸約為0.025mm，LY16材料去除尺寸約為0.02mm，LD7材料去除尺寸約為0.02mm；配方二試片尺寸基本沒有變化；配方三處理后LY12材料去除尺寸約為0.002mm，LY16材料去除尺寸約為0.002mm，LD7材料尺寸基本沒有變化。

3.2 不同除油工藝試片水膜連續(xù)性檢查

試驗選擇同狀態(tài)的LY12試片，處理前先進行水洗觀察表面水膜情況，然后分別在配方一、二、三中進行處理，具體試驗結(jié)果見表2。

從表2可以看出配方二、三水膜連續(xù)性不如配方一，但若先用配方二、三進行除油，再在堿性溶液中進行除油，水膜均可以保證30s以上連續(xù)。從這一結(jié)果可以看出對于配方二、三來說，對來件的表面狀態(tài)要求相對比較嚴格，處理前零件表面必須保證沒有目視可見的油污等污染物。另外，先用有機溶劑處理，再用配方二、三處理可保證30s以上連續(xù)。

4 試樣陽極氧化應(yīng)用

對上述采用不同的除油工藝處理后的試樣，進行硫酸陽極氧化處理，目視觀察試樣膜層外觀，結(jié)果表明膜層連續(xù)、完整。從圖1可以看到，單獨使用配方二處理后陽極化膜層有花紋的痕跡，這是試片氧化前表面狀態(tài)造成的，但若在強堿溶液中處理這種痕跡是可以處理掉的。

5 結(jié)論

5.1 通過試驗三種除油工藝對試樣尺寸有不同程度的影響：Turco 4215最優(yōu)，尺寸基本沒有損失，（PWC-401）次之，尺寸損失單邊小于0.001mm，現(xiàn)有工藝尺寸損失單邊0.0125mm～0.01mm。且尺寸去除量與材料有關(guān)。

5.2 通過水膜測試結(jié)果可知，配方二、三在尺寸損耗上具有優(yōu)越性，但是對于來件的表面狀態(tài)有更高的要求，零件表面不能有目視可見的油污、水痕等污染物。

5.3 采用配方二、三進行清理時，應(yīng)在處理前進行有機溶劑除油。

參考文獻

[1]張允城，胡如南，向榮.電鍍手冊[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.