黄工
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一、概述
铝合金光亮酸蚀技术是在我院研制的整平光亮技术（三酸或两酸抛光）和化学磨砂抛光技术的基础，成功开发出的又一项前沿技术。
铝合金光亮酸蚀技术彻底解决了酸蚀砂面材发暗的世界难题，是现有普通碱蚀、普通酸蚀、低温抛光等多项铝表面前处理的升级换代技术；不仅能生产平光材和喷砂材，还能生产一种全新的光亮酸蚀磨砂材。该技术的大面积运用将对我国铝材加工企业产生广泛而深远的影响。
2000年以来，铝合金酸蚀技术以其去机械纹能力强、起砂快、铝耗低等诸多优势，在不到一年的时间内，迅速取代碱蚀，成为目前铝合金氧化前处理的主流生产工艺。然而，自该技术推广之日起，铝合金表面发暗的问题一直困绕着生产厂家，也影响了产品档次。为了克服上述缺陷，大部分厂家都配备了碱蚀槽和中和槽，即便如此，酸蚀材仍然比碱蚀材要暗得多，没有根本解决问题。此外，令铝合金表面发暗的酸蚀灰十分顽固，即使经过碱蚀槽、出光槽和氧化槽，也不能完全除掉，仍然会被带进着色槽和电泳槽，使着色材挂灰、电泳材缩孔，许多铝合金厂不得不重新启用碱槽。光亮酸蚀作为一种铝合金表面处理的前沿技术，是对酸蚀槽液进行深刻改造后，配备砂面抛光槽和平光抛光槽，对酸蚀材进行光亮处理，不仅保留了酸蚀去机械纹能力强、起砂快、铝耗低的优点，而且能彻底清除酸蚀灰，解决酸蚀材表面发暗和着色槽、电泳槽被污染的弊端，是一项难得的技术突破。同时，机械喷砂材也存在表面挂灰和发暗的问题，同样需要进行光亮处理。经光亮酸蚀技术处理的砂面材，表面无纹、无灰、细砂、亮丽。另外，由光亮酸蚀技术进行除油、去膜、增亮和除灰，可以取代低温抛光槽，以及三合一槽，生产平光材。可以预见，随着光亮酸蚀技术的迅速普及，我国砂面铝合金的国际竞争能力有望得到迅速提升。
近几年来，我院研发部门对铝合金阳极氧化前处理各项传统工艺，如碱蚀、酸蚀、三酸抛光等进行了详细研究，结果发现：
1、光亮度方面：三酸抛光液中，由于硝酸等强氧化剂的存在，使铝合金表面很容易被氧化出一层含致密氧化铝的钝化层，据此形成镜面，因而三酸抛光最亮；碱蚀无钝化作用，没有抛光效果，但却能保留金属色；酸蚀最暗，铝合金表面被一层酸蚀灰覆盖，完全没有金属光泽。
2、去机械纹方面：酸蚀液中，反应产物粘附在铝合金表面并填平机械纹沟底，沟底的铝合金与酸蚀液完全隔绝，反应速度近乎为零，而沟表面的粘附产物较薄，酸蚀液可与铝合金接触，反应可快速进行。这样，沟表面与沟底产生了很大的反应速度差，从而实现了最强的去机械纹能力；碱蚀也具备较强的去机械纹能力，但利用的是粘性理论，即沟底的铝离子浓度高于沟表面的铝离子浓度，决定了沟表面的反应速度快于沟底的反应速度，从而实现了后车追上前车，消除机械纹的目的。由于沟底的反应速度只是被减缓，而不是象酸蚀那样被彻底抑制，因而碱蚀去机械纹能力比酸蚀弱得多，且铝耗是酸蚀的五倍以上。三酸抛光含有一定浓度的强氧化剂，使铝合金表面产生钝化膜，因而不具备去机械纹能力。
3、砂面作用：酸蚀与碱蚀形成砂面的机理不同，因而生成的砂粒各异。在酸蚀液中，以阴极（Mg2Si,Al2Fe3Si等）为中心，与之周边相邻的阳极相（纯铝相）被不断溶解，铝离子进入槽液，形成砂坑；同时，氟离子有可能与一些金属阳离子络合，借助氟作为运载工具，在阴极相析出，形成砂峰；由此可见，阴极相是形成砂粒的砂源，其在合金中的均匀、细腻的分布程度直接决定酸蚀砂面的外观质量；为此，国内很多厂家采用掺复锭的方法，在不超标的前提下，适当增加合金元素含量，形成均匀细腻的阴极相，从而生产出比仅用纯铝锭漂亮得多的酸蚀砂面材。在碱蚀液中，铝的反应方式略有不同。首先，按原电池原理，阴极相周围的纯铝相（阳极相）被不断溶解，形成砂坑；但由于没有氟离子作为运载工具，阴极相区域没有析出，不能形成较尖的砂峰；另外，在碱性条件下，由于没有像酸性条件下的钝化反应制约，碱蚀反应可以毫无障碍地快速进行，相邻砂坑可能连通，形成较大砂坑；因此，碱蚀砂因其砂峰不尖，砂坑过大而远没有酸蚀砂漂亮!三酸抛光是在酸性条件下进行，强氧化剂的存在使铝合金表面的钝化反应非常明显，几乎无法起砂和去机械纹。
4、综合成本对比：三酸抛光成本最高。因为滴流时间不能超过40秒，大量的抛光液被带进水洗槽（约500Kg/吨材），既增加了废水处理成本，又使抛光成本非常昂贵；此外，黄烟的处理需要很大的设备投资，并需要大量的处理费用；另外，抛光材成品率不高，进一步增加了生产成本。尽管碱蚀磨砂消耗的药剂成本不高，但需要损耗40-50Kg铝/吨材,约800-1000元，并且还需增加额外废水处理费用。普通酸蚀磨砂药剂消耗成本较低，约300元/吨材，铝耗也很低，约8-10Kg/吨材。从综合成本考虑，三酸抛光最贵，碱蚀次之，酸蚀最低。
5、外观质量对比：就亮度而言，三酸抛光最亮，碱蚀次之，酸蚀最暗；从砂面来看，酸蚀砂均匀细腻，碱蚀砂粗大不匀；三酸抛光基本不起砂；同样，酸蚀去机械纹的能力是碱蚀的三倍以上，而三酸抛光没有去线纹能力。
为此，我院对普通酸蚀进行了系列改 进， 并成功推出其换代配套技术--铝材光亮酸蚀工艺。
2、工艺说明如下:
（1）除油脱蜡槽：此除油槽不同于一般的酸性除油剂，除了脱脂、脱蜡功能外，还可脱自然氧化膜，去表面毛剌，并进行低温抛光；由除油脱蜡槽、砂面抛光和平光抛光槽组合，可实现迄今为止能力最强的低温抛光功能，生产光亮酸蚀平光材；
（2）光亮酸蚀槽：此槽是在现有酸蚀槽的基础上添加特殊的添加剂改造而成，保留原有抽渣设备不变，不需额外加温和降温。增亮酸蚀与普通酸蚀有本质的不同。首先，普通酸蚀去机械纹及表面瑕疵的能力较弱，经光亮处理后，表面缺陷暴露无余。增亮酸蚀极大限度提高了酸蚀槽的能力，能在相同或更短的时间内完全消除表面缺陷；其次，铝合金经普通酸蚀处理后表面很暗，要除灰和增亮，难度很大，增加了砂面抛光槽和平光抛光槽的压力。除了延长抛光时间外，还增加了砂面抛光剂和平光抛光剂的药剂消耗。光亮酸蚀在提高酸蚀能力的同时，能使铝合金底色发青、发亮，为以后的砂面抛光和平光抛光工序打下良好基础。
（3）砂面抛光槽：砂面抛光是一种全新的表面处理概念，是对酸蚀技术的深刻改造和变革。铝合金经酸蚀后，不是过碱槽，而是砂面抛光槽，对酸蚀材进行除灰、抛光，既保留了酸蚀材的细砂，无纹和低铝耗，又增加了光亮度和金属色，光亮酸蚀和砂面抛光技术的接合，能生产出一个新的铝材种——表面无纹、细砂、光亮、保留金属色的光亮酸蚀磨砂材。此外，砂面抛光槽可对喷砂材增亮，提高喷砂材档次，生产光亮酸蚀喷砂材。砂面抛光槽在普通防腐槽内开槽，不加温，不降温，不抽渣，少量酸渣结晶于槽底，年底清槽。
（4）平光抛光槽：设置本槽有两大目的，即对经砂面抛光处理的铝合金进行平光抛光和精除灰。
A、平光抛光：平光抛光槽既能生成一定厚度的氧化膜，又能大幅增加铝合金亮度。由于阳极氧化使经砂面抛光处理后的铝合金失光，先进行平光抛光处理，表面先形成一层致密氧化层，将光泽固定下来，然后再进行阳极氧化，大幅降低失光；另外，铝合金从砂面抛光到阳极氧化之前，需多道水洗，并有可能在空中或水洗槽滞留，产生点蚀，若先过平光抛光槽，预制一定厚度的化学氧化膜，先行保护起来，从而避免氧化之前在水洗槽中产生点蚀或花材，提高成品率。
B、精除灰：酸蚀灰很顽固，一般方法很难清除，能严重影响酸蚀材的外观质量。尽管砂面抛光槽能清除绝大部分酸蚀灰，但在某些特殊条件下，仍可能有少量残留。平光抛光槽能彻底清除酸蚀灰，从而保证铝合金质量，并彻底杜绝了酸蚀灰对着色槽和电泳槽的污染。
5、操作方式：铝合金经1-4分钟除油、经一道水洗后进光亮酸蚀槽，反应4-12分钟后，不用水洗，直接进砂面抛光槽，反应3-9分钟，经一道水洗，进平光抛光槽，反应3-7分钟后，经两道水洗，即可进阳极氧化槽，完成表面前处理。
