铸铝及铝合金表面处理铝化学抛光技术

1、铸铝及铝合金表面处理：铝化学抛光技术newmaker一、对铝制品表面进行机械抛光： 1、机械抛光工序为：粗磨、细磨、抛光、抛亮、喷砂、刷光或滚光等，根据制表面的粗糙程度来适当采取不同的工序。二、化学除油： 化学除油过程是借着化学反应和物理化学作用，除去制件表面的油污。化学除油采用弱碱性溶液中进行。 化学除油液的配方和工艺条件：1、配方：氢氧化钠30-50G/L，工业洗涤剂0.5-1ML/L，水70-125G。2、工艺条件： 温度：50-60 时间：1-2min 3、除油后用清水冲洗。 4、化学除氧化膜：进行酸洗处理以中和制件表面残留的碱液，并除去其自然氧化膜，使之露出制件的铝及铝合金基体，对于

2、含硅铝合金制作，必须用混合溶液进行酸洗，以除去其表面的暗色硅浮灰。 酸洗液的配方： 浓硝液200270ML/L 温度：室温时间：1-3min 除去含硅铝合金制件表面氧化膜和硅浮灰的酸洗液配方： 浓硝酸3体积；浓氢氟酸1体积。 温度：室温 时间：5-15min 铝及铝合金制件经化学酸洗后，必须立即用流动温水和冷水清洗，以除去残酸，然后浸入水中，以备化学抛光。5、化学抛光： 化学抛光是利用铝和铝合金制作在酸性或碱性电解质溶液中的选择性自溶解作用，来整平抛光制年表面，以降低其表面粗糙度、PH的化学加工方法。这种抛光方法具有设备简单、不用电源，不受制件外型尺寸限制，抛兴速度高和加工成本低等优点。 铝及

3、铝合金的纯度对化学抛光的质量具有很大的影响，它的纯度愈高，抛光质量愈好，反之就愈差。 化学抛光就是采用简要的粘性液膜理论进行的。 抛光液配方和工艺条件： 配方一：（重量份） 浓磷酸75% ；浓硫酸8.8%；浓硝酸8.8%；尿素3.1%；硫酸胺4.4%；硫酸铜0.02%。 温度：100-200 时间：2-3min 配方二：（重量份） 浓磷酸85%；浓硝酸5%；冰乙酸10%。 温度：90-105 时间：2-5min 抛光液的配制方法： 1、先把磷酸、硫酸和硝酸按照一定的（%）重量，逐渐依次倒入抛光槽内，小心拦匀。2、再按配方的成分，分别用水溶解一定（%）重量的冰乙酸、尿素、硫酸胺、硫酸铜加入槽内拌

4、匀。3、然后，在搅拌状态下，逐渐调节上述抛光液至各配方所需的温度范围，即可进行化学抛光。 三、化学抛光工艺条件的影响： 1、温度影响：温度应控制在90-115之间，其中最佳温度为105。 2、抛光时间的影响：抛光时间与抛光温度成反比，温度低延长抛光时间，温度高缩抛光时间。技术知识变形铝及铝合金状态、代号 12212223 范围本标准规定了变形铝合金的状态代号。本标准适用于铝及铝加工产品。基本原则基础状态代号用一个英文大写字母表示。细分状态代号采用基础状态代号后跟一位或多位阿拉伯数字表示。基本状态代号 表1 基本状态分为5种 代号 名称 说明与应用 自由加工状态 适用于在成型过程中，对于加工硬化

5、和热处理条件特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定。 退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。 加工硬化状态 适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理。 固熔热处理状态 一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段。 热处理状态(不同于F、O、H状态) 适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定的产品。T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。 3 细分状态代号 31 H的细分状态 在字母H后面添加两位阿拉伯数字（称作HXX状态），或三位阿拉伯数字（称作HXXX状态

6、）表示H的细分状态。 311 HXX状态 3111 H后面的第1位数字表示获得该状态的基本处理程序，如下所示： H1单纯加工硬化处理状态。适用于未经附加热处理，只经加工硬化即获得所需强度的状态。H2加工硬化及不完全退火的状态。适用于加工硬化程度超过成品规定要求后，经不完全退火，使强度降低到规定指标的产品。对于室温下自然时效软化的合金，H2与对应的H3具有相同的最小极限抗拉强度值；对于其它合金，H2与对应的H1具有相同的最小极限抗拉强度值，但延伸率比H1稍高。H3加工硬化及稳定化处理的状态。适用于加工硬化后经热处理或由于加工过程中受热作用致使其力学性能达到稳定的产品。H3状态仅适用于在室温下逐渐

7、时效软化（除非经稳定化处理）的合金。H4加工硬化及涂漆处理的状态。适用于加工硬化后，经涂漆处理导致了不完全退火的产品。 3112 H后面的第2位数字表示产品的加工硬化程度。数字8表示硬状态。通常采用O状态的最小抗拉强度与表2 规定的强度差值之和，来规定HX8的最小抗拉强度值。对于O（退火）和HX8状态之间的状态，应在HX代号后分别添加从1到7的数字来表示，在HX后添加数字9表示比HX8加工硬化程度更大的超硬状态，各种HXX细分状态代号及对应的加工硬化程度如表3所示： 表2 HX8状态与O状态的最小抗拉强度差值 O状态的最小抗拉强度/Mpa HX8状态与O状态的最小抗拉强度差值/Mpa 40 4

8、560 6580 85100 105120 125160 165200 205240 245280 285320 325 55 65 75 85 90 95 100 105 110 115 120 表3 HXY细分状态代号与加工硬化程度 细分状态代号 加工硬化程度 HX1 抗拉强度极限为O与HX2状态的中间值 HX2 抗拉强度极限为O与HX4状态的中间值 HX3 抗拉强度极限为HX2与HX4状态的中间值 HX4 抗拉强度极限为O与HX8状态的中间值 HX5 抗拉强度极限为HX4与HX6状态的中间值 HX6 抗拉强度极限为HX4与HX8状态的中间值 HX7 抗拉强度极限为HX6与HX8状态的中间

9、值 HX8 硬状态 HX9 超硬状态最小抗拉强度极限值超HX8状态至少10Mpa 注：当按上表确定的HX1HX9状态的抗拉强度值，不是以0或5结尾的。应修约至以0或5结尾的相邻较大值。 312 HXXX状态 HXXX状态代号如下所示： a） H111 适用于最终退火后又进行了适量的加工硬化，但加工硬化程度又不及H11状态的产品。 b）H112 适用于热加工成型的产品。该状态产品的力学性能有规定要求。 c）H116 适用于镁含量4.0%的5XXX系合金制成的产品。这些产品具有规定的力学性能和抗剥落腐蚀性能要求。 d）花纹板的状态代号 花纹板的状态代号和其对应的、压花前的板材状态代号如表4所示：

10、表4 花纹板和其压花前的板材状态代号对照 花纹板的状态代号 压花前的板材状态代号 H114 O H124H224H324 H11H21H31 H134H234H334 H12H22H32 H144H244H344 H13H23H33 H154H254H354 H14H24H34 H164H264 H364 H15H25H35 H174H274H374 H16H26H36 H184H284H384 H17H27H37 H194H294H394 H18H28H38 H195H295H395 H19H29H39 32 T的细分状态 在字母T后面添加一位或多位阿拉伯数字表示T的细分状态。 321 TX

11、状态 在T后面添加010的阿拉伯数字，表示细分状态（称作TX状态）如表5所示。T后面的数字表示对产品的茶杯处理程序。 表5 TX细分状态代号说明与应用 状态代号 说明与应用 T0 固溶热处理后，经自然时效再通过冷加工的状态。适用于经冷加工提高强度的产品。 T1 由高温成型过程冷却，然后自然时效至基本稳定的状态。适用于由高温成型过程冷却后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品。 T2 由高温成型过程冷却，经冷加工后自然时效至基本稳定的状态。适用于由高温成型过程冷却后，进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品。 T3 固溶热处理后进行冷加工，再，经自然时效至基本稳定的状态

12、。适用于在固溶热处理后，进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品。 T4 固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态。适用于固溶热处理后，不在进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品。 T5 由高温成型过程冷却，然后进行人工时效的状态。适用于由高温成型过程冷却后，不经过冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限），予以人工时效的产品。 T6 由固溶热处理后进行人工时效的状态。适用于由固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品。 T7 由固溶热处理后进行人工时效的状态。适用于由固溶热处理后，为获取某些重要特性，在人工时效时，强度在时效曲线上越过了

13、最高峰点的产品。 T8 固溶热处理后经冷加工，然后进行人工时效的状态。适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高产品强度的产。 T9 固溶热处理后人工时效，然后进行冷加工的状态。适用于经冷加工提高产品强度的产品。 T10 由高温成型过程冷却后，进行冷加工，然后进行人工时效的状态。适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高产品强度的产品。 注：某些6XXX的合金，无论是炉内固溶热处理，还是从高温成型过程急冷以保留可溶性组分在固溶体中，均能达到相同的固溶热处理效果，这些合金的T3、T4、T6、T7、T8和T9状态可采用上述两种处理方法的任一种。 322 T状态及TXXX状态（消除应力状态外） 在TX状态代号后面再

14、添加一位阿拉伯数字（称作TXX状态），或添加两位阿拉伯数字（称作TXXX状态），表示经过了明显改变产品特性（如力学性能、抗腐蚀性能等）的特定工艺处理的状态，如表6所示。 表 6 TXX及TXXX细分状态代号说明与应用 状态代号 说明与应用 T42 适用于自O或F状态固溶热处理后，自然时效达到充分稳定状态的产品，也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后，力学性能达到了T42状态的产品。 T62 适用于自O或F状态固溶热处理后，进入人工时效的产品，也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后，力学性能达到了T62状态的产品。 T73 适用于固溶热处理后，经过时效以达到规定的力学性能和抗应力腐蚀性能指标

15、的产品。 T74 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度大于T73状态，但小于T76状态。 T76 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度分别高于T73、T74状态，抗应力腐蚀断裂性能分别低于T73、T74状态，但其抗剥落腐蚀性能仍较好。 T7X2 适用于自O或F状态固溶热处理后，进行人工时效处理，力学性能及抗腐蚀性能达到了T7X状态的产品。 T81 适用于固溶热处理后，经1%左右的冷加工变形提高强度，然后进行人工时效的产品。 T87 适用于固溶热处理后，经7%左右的冷加工变形提高强度，然后进行人工时效的产品。 323 消除应力状态 在上述TX或TXX或TXXX状态代号后面添加“51”、或“5

16、10”、或“511”或“52”或“54”表示经历了消除应力处理的产品状态代号，如表7所示。 表7 消除应力状态代号说明与应用 状态代号 说明与应用 TX51TXX51TXXX51 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸的厚板、轧制或冷精整的棒材以及模锻件、锻环或轧制环，这些产品拉伸后不再进行矫直。厚板的永久变形量为1.5%3%；轧制或冷精整棒材的永久变形量为1%3%；模锻件锻环或轧制环的永久变形量为1%5%。 TX510TXX510TXXX510 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸的挤制棒、型和管材，以及拉制管材，这些产品拉伸后不再进行矫直。挤制棒、型和

17、管材的永久变形量为1%3%；拉制管材的永久变形量为1.5%3%。 TX511TXX511TXXX511 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸的挤制棒、型和管材，以及拉制管材，这些产品拉伸后可微略行矫直以符合标准公差。挤制棒、型和管材的永久变形量为1%3%；拉制管材的永久变形量为1.5%3%。 TX52TXX52TXXX52 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，通过压缩来消除应力，以产生1%5%，永久变形量的产品。 TX54TXX54TXXX54 适用于在终锻模内通过冷整形来消除应力的模锻件。 4.3 W的消除应力状态 正如T的消除应力状态代号表示方法，可在W状态代号后面

18、添加相同的数字（51、52、54），以表示不稳定的固溶热处理及消除应力状态。 附录A（提示的附录）原状态代号相应的新代号 旧代号 新代号 旧代号 新代号 MRYY1Y2Y4TCZCS OH112或FHX8HX6HX4HX2HX9T4T6 CYSCZYCSYMCSMCZCGS1CGS2CGS3RCS TX51、TX52等T0T9T62T42T73T76T74T5 注：原以R状态交货的、提供CZ、CS试样性能的产品，其状态可分别对应新代号T62、T42。 铝 及 铝 合 金 腐 蚀 的 基 本 类 型 1点腐蚀 点腐蚀又称为孔腐蚀，是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。点腐蚀是阳

19、极反应的一种独特形式，是一种自催化过程，即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件既促进又足以维持腐蚀的继续进行。 2均匀腐蚀 铝在磷酸与氢氧化钠等溶液中，其上的氧化膜会溶解，发生均匀腐蚀，溶解速度也是均匀的。溶液温度升高，溶质浓度加大，促进铝的腐蚀。 3缝隙腐蚀 缝隙腐蚀是一种局部腐蚀。金属部件在电解质溶液中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成缝隙，其宽度足以使介质浸入而又使介质处于一种停滞状态，使得缝隙内部腐蚀加剧的现象称为缝隙腐蚀。 4应力腐蚀开裂（SCC） 铝合金的SCC是在20世纪30年代初发现的。金属在应力（拉应力或内应力）和腐蚀介质的联合作用下所发生的一种破坏，被称为SCC。SCC的特征

20、是形成腐蚀机械裂缝，既可以沿着晶界发展，也可以穿过晶粒扩展。由于裂缝扩展是在金属内部，会使金属结构强度大大下降，严重时会发生突然破坏。SCC在一定的条件下才会发生，它们是： 一定的拉应力或金属内部有残余应力。 板 带 材 工 艺 废 品 种 类 及 产 生 原 因 1贯穿气孔 熔铸品质不好。 2表面气泡 铸锭含氢量高组织疏松；铸锭表面凸凹不平的地方有脏东面，装炉前没有擦净；蚀洗后，铸块与包铝板表面有蚀洗残留痕迹；加热时间过长或温度过高，铸块表面氧化；第一道焊合轧制时，乳液咀没有闭严，乳液流到包铝板下面。 3铸块开裂 热轧时压下量过大，从铸锭端头开裂；铸块加热温度过高或过低。 4力学性能不合格

21、没有正确执行热处理制度或热处理设备不正常，空气循环不好；淬火时装料量大，盐浴槽温度不够时装炉，保温时间不足，没有达到规定温度即出炉；试验室采用的热处理制度或试验方法不正确；试样规格形状不正确，试样表面被破坏。 5铸锭夹渣 熔铸品质不好，板片内夹有金属或非金属残渣。 6撕裂 润滑油成分不合格或乳液太浓，板片与轧辊间产生滑动，金属变形不均匀；没有控制好轧制率，压下量过大；轧制速度过大；卷筒张力调整得不正确，张力不稳定；退火品质不好；金属塑性不够；辊型控制不正确，使金属内应力过大；热轧卷筒裂边；轧制时润滑不好，板带与轧辊摩擦过大；送卷不正，带板一边产生拉应力，一边产生压应力，使边沿产生小裂口，经多次

22、轧制后，从裂口处继续扩大，以至撕裂；精整时拉伸机钳口夹持不正或不均，或板片有裂边，拉伸时就会造成撕裂；淬火时，兜链兜得不好或过紧，使板片压裂，拉伸矫直时造成撕裂。 7过薄 压下量调整不正确；测厚仪出现故障或使用不当；辊型控制不正确。 8压折（折叠） 辊型不正确，如压光机轴承发热，使轧辊两端胀大，结果压出的板片中间厚两边薄；压光前板片波浪太大，使压光量过大，从而产生压折；薄板压光时送入不正容易产生压折；板片两边厚差大，易产生压折。 9非金属压入 热轧机的轧辊、辊道、剪刀机等不清洁，加工过程中脏物掉在板车带上，经轧制而形成；冷轧机的轧辊、导辊、三辊矫直机、卷取机等接触带板的部分不清洁，将脏物压入；

23、轧制油喷咀堵塞或压力低，带板表面上粘附的非金属脏物冲洗不掉；乳液更换不及时，铝粉冲洗不净及乳液槽未洗刷干净。 10过烧 热处理设备的高温仪表不准确；电炉各区温度不均；没有正确执行热处理制度，金属加热温度达到或超过金属过烧温度；装料时放得不正，靠近加热器的地方可能产生局部过烧。 11金属压入 加热过程中金属屑落到板带上经轧制后形成；热轧时辊边道次少，裂边的金属掉在带板上；圆盘剪切边品质不好，带板边缘有毛刺，压缩空气没有吹净带板表面的金属屑；轧辊粘铝后，将粘铝块压在带板上；导尺夹得过紧，刮下来的碎屑掉在板上。 12波浪 辊型调整得不正确，原始辊型不适合；板形控制系统出现故障或使用不当；冷轧毛料原始

24、板形差或断面中凸度过大；压下率、张力、速度等工艺参数选择不当；各种类型的矫直机调整得不好，矫直辊辊缝间隙不一致，使板片薄的一边产生波浪；对拉伸矫直和拉弯矫直机，伸长率选择不当。 13腐蚀 板片经淬火、洗涤、干燥后，表面残留有酸、碱或硝盐痕迹时，经过一段时间后板片就会受到腐蚀；板带保管不当，有水滴掉在板面上；加工过程中，接触产品的辅助材料，如火油、轧制油、乳液、包装油等含有水分或呈碱性，都可能引起腐蚀；包装时卷材温度过高，或包装不好，运输过程中受损坏。 14划伤 热轧机辊道，导板粘铝，使热压板带划伤；冷轧机导板、夹送辊等有突出尖角或粘铝；精整机列加工中被导路划伤；成品包装时，抬片抬放不当。 15

25、元素扩散 退火及淬火时，没有正确执行热处理制度，不合理地延长加热时间或提高保温温度；退火、淬火次数过多；热轧尾部或预先剪切机列没有按工艺规程要求切头切尾，使板片包铝层不合格而造成；错用了包铝板，使用铝板太薄。 16过厚 原因同7“过薄”。 17擦伤 吊运卷筒时不小心，易造成卷筒擦伤；送板带不正，轧制时将送歪的带板拉正，使带板与轧辊间产生相对磨擦；卷卷时张力采用不正确，卷取时张力小，开卷时张力大，轧辊把卷筒拉紧使板间产生错动；润滑油含沙锭油太多，轧制后卷筒上残留油不一样，开卷时圈与圈之间产生很微小的滑动造成擦伤。 18过窄 剪切时圆盘剪间距调整过窄；热粗轧宽展余量不足；热精轧圆盘剪调节时，没有很

26、好地考虑冷收缩量与剪切时的剪切余量。 19过短 剪切时定尺不当或设备出现故障。 20镰刀形 热轧机轧辊两端辊缝值不同；导尺送带板不正，带板两边延伸不同；热轧机轧辊预热不好，辊形不正确；乳液喷射不均或喷咀有堵塞；压光机轧制时板片未对中。 21裂边 铸锭加热温度过低，热压时产生的裂边没有全部切掉，冷轧后裂边扩大；热轧辊边量过小，可能产生裂边；压下率过大或过小；铸锭浇口部分未切掉，热轧时就会裂边；切边时两边切得不均，一边切得太少，可能产生裂边；退火品质不好，金属塑性不够；包铝板放得不正，使一面侧边包铝不完全。 22裂纹 铸锭本身裂纹或加热温度过高或过低；轧制率不适当引起压缩。 23收缩孔 铸块品质不

27、好。 24白斑点 冷轧用的乳液不清洁，或新换乳液搅拌不均。 25乳液痕 轧制时乳液没有吹净，使乳液卷入筒里；热精轧温度太低，乳液浓度太高；风管里有水，随空气吹到带板上。 26包铝层错动 包铝板放得不正，热粗轧时金属包铝板和铸锭间发生错动；热粗轧轧制时铸块送得不正；焊合轧制时压下量太小，没有焊合上；对侧面包铝铸块辊边量太大；精整剪切及热精轧切边量不均，一边切得太少。 27凹陷（碰伤） 板片或卷筒在搬运或停放进程中被碰撞；冷轧或退火时卡子打得不好，以及退火料不干净，有金属物或突出物；冷轧时卷入硬的金属渣或其它硬东西。 28松树枝状 冷轧时压下量太大，金属在轧辊间由于摩擦力大，来不及流动而产生滑动；

28、轧制液浓度太大，流动性不好，不能均匀分布在板带面上，轧制后就会产生松树状；厚度显示仪器出现故障；冷轧张力太小。 29压过划痕 热轧产生波浪或镰刀形，当其通过尾部给料辊、剪刀、三辊等时被划伤，及轧热机导板之划伤，并被压过；退火装料或搬运次数多，使卷筒松层；热轧道路粘铝划伤带板，经冷轧后产生；冷轧机的道路，三辊、五辊出现粘伤或转动不灵，划伤、擦伤铝板，经轧制而产生；冷轧及热轧张力不稳定，张力大小不匹配，或装卸卷时不小心，使层间错动擦伤板面。 30硝石痕 淬火后洗涤不净，板片表面留有硝石痕压光前擦得不干净。 31印痕 冷轧机轧辊粘有金属残渣，或轧辊上带有印痕印在板面上；矫直和辊子上粘有金属残屑，未清

29、辊或清辊不彻底。矫直前金属残渣掉在板片上，经矫直而造成。 32粘铝 在剪切机列上因矫直机辊子不干净造成粘铝；精整时的所有多辊矫直机易粘伤片板面；热轧或冷轧时轧辊粘铝造成板带粘伤。 33折伤 薄板搬运不小心。 34揉擦伤 淬火后板片弯曲度太大，互相擦伤；装卸料时不小心，或装料量太多，使板片互相错动。 35横波 冷轧薄板时张力控制不当，使卷筒内匝在卸卷时造成雀窝；轧制过程中中间停车。 36包铝层厚度不合格 热轧焊合压下量过大；热轧尾部或预剪切头切尾量太少；包铝板用错了；碱洗时间过长。 37油痕 冷轧以后板上残留轧制油。 38滑移线 板片在拉伸时因拉伸量太大出现的滑移线（沿途45°）方向。

30、 39水痕 淬火后未擦干净，压光时压在板片上。 40表面不亮 轧辊、压光辊、矫直辊光洁度不够，润滑性能不好，太脏。 41小黑点 在热轧板材过程中，由于高温乳液分解，分解产物与在轧制过程中因润滑不好使轧辊与铝板摩擦而产生的铝粉在高温下相互作用，产生“小黑点”混合于乳液中，经过轧制又压到铝板表面上，形成小黑点；乳液稳定性不好，不清洁，润滑性不好，用硬水配制，乳液喷射到轧辊上不均匀，及辊道不清洁，辊道、地沟、油管、油箱不清洁也易产生“小黑点”。 42起皮 由于铣面品质不好，加热铸块表面氧化，铸块本身品质不好形成条状或块状起皮。 43分层 在轧制过程中，带板端头或边部产生不均匀变形，继续轧制时扩散而成。 中國(GB) 國際(ISO) 美國(AA) 日本(JIS) 原蘇聯(OCT) 德國(DIN) 英國(BS) 法國(NF)LG5 - 1199 1N99 AB000 Al99.98R S1 -LG2 - 1090 1N90 AB1 Al99.9 - -LG1 Al99.8 1080 A1080 AB2 Al99.8 1A -L1 Al