铝合金蚀刻加工时碱性化学氧化的常见方法

时间:2013-10-15 作者:dlz0099 分享到:

铝合金蚀刻加工时碱性化学氧化的常见方法
(1) BV法此法为最早发明的化学氧化膜生成方法,溶液组成如下。
KZC03 25g/L K2Cr2O, lOg/LNat CO3 .1OH2 0 25g/L
在此溶液中煮沸30min以上,表面生成灰色膜层.
改进的BV法溶液配方如下。
Na2CO3 20g/L K2Cr04 5g/L
在90-100℃的条件下,铝在此溶液中处理10min左右,可得到比前法更平滑美观的灰色膜层。使用过程中溶液有效成分会被消耗,这时生成的氧化膜层较薄,灰色减退。最佳溶液浓度为Naz CO3 2纬一3%, K2CrO4 0.2% –0. 5%
(2) MBV法MBV法是BV法的改良配方,早期在联邦德国应用很广泛.此方法的标准配法是,Nat CO3与Nat CrO。以10,3的质量比,混合成60g,溶于1L水中。在90-95℃的温度下,处理3^-5min,即可得到美观的灰色膜层。
该种溶液的浓度范围很宽,但不可更改碳酸盐与铬酸盐比例。当铬酸盐比例减少时,氧化膜层质最劣化.
MBV法对不同合金,氧化膜色调各异.纯铝经处理后,呈鲜灰色且有光泽.含Mg的合金,氧化膜层随Mg含量而异。Mg含量在2%-3%时,氧化膜层有光泽,但比纯铝有更浓的灰色调;Mg含量在5%-7%时,氧化膜层光泽增加,并呈现彩虹色,保护效果亦佳;Mg含量在7%以上时,经氧化的膜层完全无色。

含Si 10%的合金,经氧化后为无光泽暗灰色,且氧化膜附着质量不易保证。对含Mg的合金,如在MBV溶液中添加NaOH lOg/L,在60—70℃的条件下,可得到标准的暗灰色氧化膜层,但抗蚀性能不如标准MBV法生成的氧化膜层。
此种溶液对纯铝、Al-Mn, Al-Mg系合金氧化膜层表面质量最好,其他合金次之。作为涂料底层亦是不错的处理方法。
经MBV法氧化过的工件可在90-100℃的水中,添加2%-5%的水玻璃溶液进行封孔处理,有助于改善氧化膜层的抗蚀性能。
小久保定次郎介绍,不含重金属的合金经MBV法氧化后的膜层,可用金属盐进行着色处理。表4-1列举了部分MBV氧化膜的着色处理方法。
(3) EW法MBV法生成的氧化膜层为灰色。Helling及同事发明了可得无色氧化膜层的氧化方法—EW法,这是MBV的改良方法。其方法是:在MBV溶液中加人NaZ Si03.因为欲得到无色氧化膜层,必须减慢Nat CrO‘对铝的作用速度。添加NaZ SiO:或氟化物即可满足这一要求。但不能添加过多,否则会使速度过慢甚至停止作用.

使用Nat SiO3的EW法,氧化膜中Cr (OH)3含量比MBV法少。同时,Nat SiO:渗人氧化膜中,堵塞孔隙,降低了反应速度,使氧化膜生成速度比MBV法慢,氧化膜最大厚度生成时间比MBV法短.EW法生成的氧化膜层孔隙率较MBV法低,膜层比MBV法致密,因此其耐蚀性优于MBV法。但对于油漆涂装附着性不如MBV法。
标准MBV法和标准EW法在相同温度情况下氧化膜层厚度与时间关系如图4-2所示。

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此种溶液的寿命较短,每次处理8min,每升新溶液可处理约0. 37m2有效面积,其后即与MBV具有相同的膜层处理效果。
在MBV 60g的标准混合剂中,加人2. 5 – 3. 5g NaF配成的溶液,加热到95-100`C,处理10min,可得到无色氧化膜层.氧化后的膜层在2%水玻璃中,煮沸15min,可得最佳抗蚀效果。此时,1L新溶液可处理约。.2m2有效面积。

在MBV溶液中加人氟化物,可与Cr(OH):反应生成CrF3,使Cr(OH)3不再沉积于铝表面氧化膜层内,从而形成无色透明而有金属光泽的氧化膜层。反应式如下:
Cr(OH)a+3NaF— CrF3+3NaOH (4-12)

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