采用化學(xué)的方法，對鋁材進(jìn)行精飾加工，是銘牌加工的一項重要手段。它具有勞動強(qiáng)度低、工效快、一致性好、能實現(xiàn)自動化作業(yè)等一系列特點(diǎn)。運(yùn)用各種不同的化學(xué)精飾的方法，可獲得不同的外觀效果和獨(dú)特的風(fēng)格。 一、化學(xué)除油鋁表面的油污，將嚴(yán)重影響后工序的進(jìn)行。對大量的封裝油層，可先用細(xì)軟的鋸木屑揩除，作為初步處理，經(jīng)進(jìn)一步化學(xué)處理后再作機(jī)械加工。 機(jī)械加工過程中沾染在鋁制件表面的油污(包括植物油——皂化油及礦物油——非皂化油)，借助于在弱堿性的溶液中的化學(xué)作用(皂化作用)和化學(xué)物理作用(乳化作用)，將油脂從鋁制件上去除是比較有效的。化學(xué)除油的配方見表1。經(jīng)化學(xué)除油的鋁表面光亮度，較之未處理前微有下降，故應(yīng)掌握好處理溫度與時間，以保證鋁表面的親水性和最高光亮度。在弱堿液中化學(xué)除油后的鋁板，應(yīng)用30％～40％的硝酸水溶液中和，并去除表面的自然氧化膜。對含硅的鋁板，宜在0．2％一0．3％的氫氟酸水溶液中浸漬數(shù)秒。二、藥白藥白，是鋁銘牌加工工藝中的民間俗語，同時也是最基礎(chǔ)、最常用的一種鋁表面的精飾方法。藥白的過程分為兩步：先以毛刷蘸上濕“老粉”(碳酸鈣)，在鋁板表面來回刷動，一方面去除表面污物，另一方面去除光澤；在水中洗凈后，再置于溫度在60～75℃、含量在5％一l0％氫氧化鈉的水溶液中，此時鋁表面反應(yīng)激烈，逐步產(chǎn)生一層白色泡沫，3—5分鐘后，立即置于流水中沖洗，中和后烘干。藥白后的鋁表面呈均勻的無光銀白色，很有裝飾效果，但表面硬度較低，應(yīng)防止摩擦與劃傷，藥白過程應(yīng)在有防護(hù)裝置的條件下進(jìn)行。三、化學(xué)拋光機(jī)械拋光能造就鋁板平坦的表面，而化學(xué)與電化學(xué)拋光則能進(jìn)一步降低鋁板的粗糙度。化學(xué)拋光的特點(diǎn)是設(shè)備簡單、節(jié)省電能、效率高、成本低，而且不受零件形狀與尺寸的限制。化學(xué)拋光的反應(yīng)過程，是金屬在電解質(zhì)溶液中的自溶解過程。關(guān)于它的機(jī)理至今尚無定論。一般認(rèn)為它與電化學(xué)拋光相似，化學(xué)拋光時金屬表面呈微觀凸起部分的溶解速度比微觀凹下部分快得多，因而使表面變得更為平坦光亮。1．三酸化學(xué)拋光化學(xué)拋光液一般由磷酸、硝酸、硫酸(或冰乙酸)三酸組成，故習(xí)慣稱三酸拋光液。這是一種傳統(tǒng)的化學(xué)拋光的方式，雖然對鋁表面拋光的效果很好，且被一直沿用了數(shù)十年，但是由于拋光液中含有硝酸的成分，因而在拋光過程中有大量的氮氧化合物析出，其黃褐色的煙霧俗稱“黃龍”，嚴(yán)重污染環(huán)境，從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，對三酸拋光液的具體配方不做介紹。2．無黃煙化學(xué)拋液為了減少有害氣體一氧化氮的污染，可采用在配方中刪去硝酸，而加入WXP添加劑作為拋光溶劑的發(fā)光劑及酸霧抑制劑。采用這種添加劑的化學(xué)拋光液可代替原來的三酸拋光液。尤其對經(jīng)機(jī)械噴砂后的表面，拋光速度更快且均勻；表面拋光后，反射系數(shù)可達(dá)80％。拋光時不產(chǎn)生黃煙，能較好地抑制酸霧，簡化廢氣處理裝置。其配方如下：磷酸：800mL／L；硫酸：200mL／L；WXP：2mL／L；溫度：95～120℃；時間：1～2min。一種將計算量磷酸與硫酸均勻混合，加入WXP添加劑混合并攪拌均勻，加熱至規(guī)定溫度。在新配液中要加入2～3g／L的鋁屑，有利于提高拋光的勻整性。用于經(jīng)機(jī)械拋光的精飾件，宜加4g/L硫酸鎳。有的配方在溶液中加入20g／L草酸，拋光后用鉻酸或硝酸溶液去膜。另一種無黃煙化學(xué)拋光工藝，采用BAA添加劑作為出光劑與酸霧抑制劑，也取得了較好的效果，BAA添加劑溶液配方如下：磷酸：700mL；硫酸：300mL；BAA-1：0．5～lmL；BAA-2：0．5，-1g；硫酸鎳：2g；純鋁：3g／L。操作條件溫度：85—100℃；時間：1—4min。除膜配方硝酸：100mL／L；重鉻酸鈉：4mL／L；氟化鈉：0．125mL／L方法室溫浸泡工件。 3．堿性化學(xué)拋光液酸性化學(xué)拋光具有成本高、蝕刻性強(qiáng)、污染空氣等不足之處，近年來出現(xiàn)了一種堿性溶液的化學(xué)拋光的配方：氫氧化鈉：350—650g／L；亞硝酸鈉：100～250g／L；氟化鈉：20～50g／L；磷酸三鈉：10～40g／L；溫度：110～130℃；時間：5～15s。拋光后迅速用50℃左右的溫水清洗，再在250～300mL／L的硝酸水溶液中浸漬10～30s，進(jìn)行中和、出光。四、化學(xué)砂面所謂化學(xué)砂面法，就是將經(jīng)過清潔處理后的鋁制工件，浸漬于化學(xué)溶液之中，使之進(jìn)行輕微而均勻的化學(xué)反應(yīng)，獲得具有砂粒狀的外觀，藉以取代或彌補(bǔ)機(jī)械噴砂的一種新的工藝方法。1．化學(xué)砂面的工藝特點(diǎn)①對工件的處理，不是一只一只地進(jìn)行，而是以一定數(shù)量(或一定的表面積)同時浸漬于溶液中，因此，加工效率高，產(chǎn)品一致性好。②不受工件幾何形狀的限制，可以一次完成在工件所有裸露的表面上形成均勻而完全的砂面效果。③有利于組建工藝流水線，能與其他的自動作業(yè)配伍。④外觀色調(diào)柔和，結(jié)構(gòu)細(xì)致，裝飾性好，為鋁表面進(jìn)一步精飾處理奠定了較好的底層基礎(chǔ)。2．形成砂面的機(jī)理鋁材在化學(xué)介質(zhì)中浸漬，所形成的砂面，其反應(yīng)過程比較復(fù)雜。不同的組分，不同的工藝規(guī)范，以及不同的材質(zhì)及其不同狀態(tài)，所形成的砂面效果都不盡相同。因此，對砂面的形成機(jī)理，目前還難趨于一致。但從現(xiàn)行的幾種配方與工藝來看，其砂面機(jī)理大致可歸納為以下幾點(diǎn)。(1)微粒吸附在含有某些鹽類如氟化鹽、氯化鹽、硝酸鹽的組分中，這些鹽類能夠在鋁表面上生成不溶性的反應(yīng)物，以微粒狀態(tài)牢固吸附在鋁的表面。被這些微粒遮蓋的區(qū)域，相對地也得到保護(hù)，將不被蝕刻或蝕刻得較為遲緩，構(gòu)成鋁材點(diǎn)狀的平坦表面；相反，那些未被微粒覆蓋的地方，被蝕刻為凹陷，其結(jié)果使表面呈現(xiàn)出砂粒狀。 ．(2)金屬溶解鋁是兩重金屬，酸、堿對它都能產(chǎn)生溶解作用。在酸式砂面溶液的配方中，常含有HCl和H2S04的成分，當(dāng)它與Al作用時：2Al+6HCl——2A1C13+3H2↑2Al+3H2SO4——A12(SO)3+3H2↑鋁在上述溶液中，生成一種新的酸式鹽并放出氫氣，但它并不能對鋁直接產(chǎn)生砂面的效果。對于絕大多數(shù)的特別是含有少量雜質(zhì)元素的鋁材來說，只有提高對金屬溶解速度的差異，才有可能出現(xiàn)砂面，這往往需在溶液中加入電極電位比鋁正的金屬鹽，例如CuS04及FeCl3，使蝕刻過程將是有“選擇”地進(jìn)行，鋁的溶解速度快，是雜質(zhì)構(gòu)成麻點(diǎn)的基礎(chǔ)。因而這一類溶液對純度較高的鋁材，砂面效果反而欠佳，同時對鋁材的減薄行為也較嚴(yán)重，要獲得較細(xì)的砂面也是困難的。這些組分的砂面劑，在整個反應(yīng)過程中，可以觀察到在鋁材表面上將形成一種紅褐色海綿狀的沉渣集附層。在海綿狀集附層上，還可清晰地看到金屬溶解時釋放出氫氣的若干針孔。 (3)晶間蝕刻 在蝕刻性的介質(zhì)中，蝕刻過程首先在金屬的晶粒邊緣進(jìn)行。這一方面是由于某些雜質(zhì)金屬以固溶體的晶粒狀態(tài)分布在鋁中，并在鋁晶格的晶粒界面析出，而這些金屬互化物的抗蝕性能一般比純鋁低；另一方面，大多數(shù)的雜質(zhì)，如Fe、Si等，這些雜質(zhì)的電位都比鋁正，形成了蝕刻的原電池，構(gòu)成了電化學(xué)過程的行為。其中，電位較低的部位成為陽極區(qū)，而電位較高的部分則成為陰極區(qū)。陽極區(qū)與陰極區(qū)的電位差越大，電化學(xué)蝕刻速度加快，因而使晶間蝕刻的傾向加劇，促使鋁表面構(gòu)成砂粒狀。 以上三種情況，可以說是目前的一些化學(xué)砂面溶液形成化學(xué)砂面的基本狀況。但是，在形成化學(xué)砂面的過程中，這三種情況并非完全是并存的。對不同的溶液，溶液的配方及不同的鋁材材質(zhì)組合使用，都有它的側(cè)重的特點(diǎn)。4．工藝過程對砂面的影響(1)酸性與堿性砂面液的比較作為兩性金屬的鋁，無論在酸性或堿性砂面液中，都有各自的工作規(guī)范。在相比之下，堿性溶液對鋁的溶解度較大，雖然易于獲得細(xì)的砂面，但對工件的減薄行為的威脅也大。酸性砂面液，如市售HY-AL-01型砂面劑，通常是采用低濃度的硫酸水溶液配制(也可采用鹽酸水溶液)，鋁在硫酸溶液中的反應(yīng)速度，較在鹽酸溶液中慢，因此，這對改善操作的寬容度有利。加入適當(dāng)?shù)腍CI，可提高反應(yīng)速度。