工業(yè)鋁型材生產(chǎn)加工廠家

1：氟化氫銨濃度對(duì)鋁型材紋理蝕刻的影響

在其他條件不變的情況下，提高氟化氫銨濃度，紋理形成時(shí)間縮短，均勻性及粗糙度提高，但過(guò)高的濃度并不能使紋理粗糙度有更大提高；相反，一則使溶液成本增加；二則過(guò)高的氟化氫銨易對(duì)鋁型材造成蝕刻導(dǎo)致型材報(bào)廢；三則過(guò)高的氟化氫銨又使鋁型材表面均勻腐蝕傾向增大，這一點(diǎn)在pH值較低時(shí)更容易發(fā)生，反而使紋理粗糙度有所下降；適宜的濃度為50~150g/L，以100g/L左右為佳；

在其他條件不變的情況下，提高溶液溫度，紋理形成時(shí)間短，紋理粗糙度較高；加溫度過(guò)高，易造成過(guò)腐蝕，使鋁型材報(bào)廢；而溫度過(guò)低，紋理形成慢，紋理粗糙度低，加工周期長(zhǎng)，且不易均勻；處理磨砂效果以20~28℃為宜，較細(xì)的紋理以45~65℃為宜，較粗的紋理以65~90℃為宜；再升高溫度粗糙度增加不明顯，并使氟化物揮發(fā)速度加快，增加生產(chǎn)成本；同時(shí)過(guò)高的溫度會(huì)使紋理效果變粗毛發(fā)從而使整體效果變差；

這里要注意一個(gè)問(wèn)題，對(duì)于簡(jiǎn)單氟化氫銨配方，在較高溫度下，有相對(duì)穩(wěn)定的較高紋理粗糙度效果，特別是6063、6061、5052系列鋁型材等經(jīng)拋光后表現(xiàn)紋理粗糙度更高；但對(duì)于復(fù)配氟化氫銨配方，在較高溫度下，高粗糙度紋理效果不太穩(wěn)定，容易回落；復(fù)配氟化氫銨配方在35~60℃時(shí)容易有一穩(wěn)定的粗糙度效果，其具體粗糙度因材料不同而異；

3：蝕刻時(shí)間對(duì)鋁型材紋理蝕刻的影響

在正常情況下，蝕刻一分鐘即可在鋁型材表面形成均勻紋理；在實(shí)際操作中取一分半到兩分鐘為宜，這對(duì)于保持紋理均勻性很有必要；但如果是新調(diào)整過(guò)的溶液和較高溫度，蝕刻時(shí)間應(yīng)相應(yīng)縮短；當(dāng)溫度及其他條件一定時(shí)，單獨(dú)增加時(shí)刻時(shí)間對(duì)粗糙度影響并不太明顯，蝕刻兩分鐘左右表面紋理粗糙度達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定值；再增加蝕刻時(shí)間除個(gè)別材料因素外，粗糙度變化不大；蝕刻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一方面使鋁型材尺寸變化增大，另一方面也使溶液消耗增大，使生產(chǎn)成本增加；

4：溶液pH值對(duì)紋理蝕刻的影響

在蝕刻過(guò)程中要注意對(duì)溶液pH值的控制；氟化氫在酸性情況下會(huì)揮發(fā)，易造成對(duì)工作人員的毒害和對(duì)環(huán)境大氣的污染；理論上，使用酸度適當(dāng)偏低的蝕刻液進(jìn)行紋理蝕刻，更有利于紋理粗糙度增大；但從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，如果需要較高的粗糙度，就需要溶液pH值偏低一些；如果需要紋理的光度較高、紋理較細(xì)，就需要溶液pH值偏高一些；要想蝕刻出滿(mǎn)意的表面效果，在蝕刻過(guò)程中，控制合適的溶液酸度很重要；太高的pH值，比如大于4.5，雖然光度有所提高但紋理粗糙度較低；當(dāng)pH值在5~6時(shí)，經(jīng)自然時(shí)效后在常溫情況下會(huì)減慢對(duì)鋁的蝕刻甚至不蝕刻鋁；再調(diào)高溶液pH值直至堿性，這時(shí)溶液對(duì)鋁型材只進(jìn)行廣泛蝕刻，而不能形成具有一定粗糙度的紋理效果；低的pH值紋理容易形成，粗糙度較大；但太低，如小于2.5時(shí)，紋理粗糙度不再增加反而有降低低的可能；在酸度較高的溶液中，氟化氫銨會(huì)有如下化學(xué)平衡的變化；

NH4HF2→NH4F+HF

溶液酸度越高、氟化氫銨濃度越大和溫度越高，平衡向右移動(dòng)的趨勢(shì)越大；溶液中的氟化氫易揮發(fā)，特別是在加熱情況下，揮發(fā)更甚，造成對(duì)環(huán)境和工作人員的毒害，同時(shí)也易使鋁型材發(fā)生過(guò)腐蝕造成型材蝕刻報(bào)廢；溶液中氟化氫銨的揮發(fā)導(dǎo)致溶液有效氟損失增大，使溶液成效降低，生產(chǎn)成本增加；且過(guò)低的pH值并不能增加鋁型材表面的紋理粗糙度，反而會(huì)加速溶液對(duì)鋁型材的蝕刻速度，使鋁型材損失量增大，并使溶液消耗增加，造成不必要的浪費(fèi)；

5：溶液攪拌對(duì)紋理粗糙度的影響

當(dāng)溶液中其他條件不變時(shí)，攪拌溶液或者擺動(dòng)型材，可明顯提高鋁型材表面紋理粗糙度，并與型材移動(dòng)速度和移動(dòng)距離成一定正比關(guān)系；在對(duì)某公司鋁管進(jìn)行紋理蝕刻調(diào)試中，如果僅是以20mm距離移動(dòng)，蝕刻1min，粗糙度Ra=0.7~0.9，且整管不同層面及遠(yuǎn)距離粗糙度差別較大；如果以200mm距離移動(dòng)，蝕刻1min,粗糙度Ra=1.4~1.6，且整管不同層面及遠(yuǎn)距離粗糙度差別很小，甚至整管在任意部位粗糙度幾乎相等；顯然攪拌對(duì)提高紋理均勻性很重要；當(dāng)然這個(gè)粗糙度值并不是一個(gè)定值，應(yīng)根據(jù)實(shí)際材料及實(shí)際使用配方而定；如果是量產(chǎn)，且對(duì)紋理粗糙度均一性沒(méi)有特別要求，靜止蝕刻方式或移動(dòng)蝕刻方式都可選用；

6：鋁離子對(duì)紋理粗糙度的影響

在酸性氟化物蝕刻液中，較高的游離鋁離子濃度能提高紋理粗糙度和紋理均勻性；游離態(tài)鋁離子濃度受溫度、氟化氫銨濃度及蝕刻液pH值影響較大；通常情況下，氟化氫銨蝕刻液中鋁主要是以難溶的六氟鋁酸銨的形式沉淀在蝕刻液中；但由于在pH值較低同時(shí)溫度較高的情況下存在著反應(yīng)NH4HF2→NH4F+HF的化學(xué)平衡，因此蝕刻液中有一定濃度的氟化氫；氟化氫和鋁發(fā)生反應(yīng)生成一種微溶的三氟化鋁；三氟化鋁在25℃時(shí)溶解度為0.41%左右，這時(shí)三氟化鋁主要以溶解度較大的a—AlFe3·3H2O的形式部分溶解于蝕刻液中；隨著溫度升高，其溶解度會(huì)有所增大，但這種增大很有限；當(dāng)溫度達(dá)100℃時(shí)，三氟化鋁將以溶解度小的β-AlF3·3H2O的形式沉淀在蝕刻液中；很明顯，以增大三氟化鋁溶解度的方法來(lái)提高蝕刻液中游離鋁離子濃度非常有限；所以必須通過(guò)其他方法來(lái)提高蝕刻液中游離鋁離子的濃度；從反應(yīng)NH4HF2→NH4F+HF來(lái)看，平衡越往右，蝕刻液中的氟化氫濃度就越高；蝕刻液溫度升高、蝕刻液pH值降低及氟化氫銨濃度增加，都會(huì)促進(jìn)平衡向右移動(dòng)；在這幾個(gè)主要因素中，足夠量的氟化氫銨很重要；當(dāng)蝕刻液中氟化氫銨濃度達(dá)到一定程度后，鋁會(huì)以游離態(tài)的六氟絡(luò)鋁的形式存在于蝕刻液中，使蝕刻液中游離態(tài)鋁濃度提高；從這也可以看出，溫度升高紋理粗糙度增加，一方面是因?yàn)檩^高溫度下蝕刻速度加快；另一方面與較高溫度下蝕刻液中游離態(tài)鋁絡(luò)合物濃度的提高有很大關(guān)系；這也可以從新配的時(shí)刻也在較高溫度下并不具有穩(wěn)定較高的紋理粗糙度，而經(jīng)過(guò)老化的蝕刻液在較高溫度下才具有穩(wěn)定較高的紋理粗糙度，證明游離態(tài)鋁絡(luò)合物濃度對(duì)紋理粗糙度的影響占有主導(dǎo)地位；調(diào)節(jié)蝕刻液，通常情況下，如果向蝕刻液添加水，蝕刻液中氟化氫銨濃度降低，反應(yīng)方程式NH4HF2→NH4F+HF向右移動(dòng)的趨勢(shì)降低，從而導(dǎo)致蝕刻液中游離態(tài)鋁絡(luò)合離子濃度降低，使經(jīng)過(guò)蝕刻后的鋁型材表面有一個(gè)偏低的紋理粗糙度區(qū)；如果向蝕刻液中添加氟化氫銨，蝕刻液中氟化氫銨濃度增大，反應(yīng)方程式NH4HF2→NH4F+HF向右移動(dòng)趨勢(shì)增大，從而導(dǎo)致蝕刻液中游離態(tài)的鋁絡(luò)合離子濃度增大，使經(jīng)過(guò)蝕刻后的鋁型材表面有一個(gè)偏高的紋理粗糙度區(qū)；但不管是哪種情況，經(jīng)過(guò)短時(shí)間后其化學(xué)平衡又恢復(fù)到調(diào)節(jié)前的水平，使紋理粗糙度和調(diào)節(jié)前基本保持一致；當(dāng)然，這一現(xiàn)象只在需要對(duì)紋理粗糙度采用精確受控蝕刻時(shí)才有意義；

含氟酸性紋理蝕刻溶液中由于含有大量氟化物，對(duì)鈦掛具腐蝕較嚴(yán)重，對(duì)操作人員和環(huán)境有一定的毒害作用，所以在工業(yè)上應(yīng)用受到較大限制；但這種方法加工方便，對(duì)鋁型材的選擇性不高，如果能解決掛具問(wèn)題及改良操作環(huán)境，仍不失為一種較為適用的鋁型材表面紋理蝕刻加工方法；