低尺寸损耗铝制件表面清理技术

滕志强 王辉 刘权

摘 要：本文针对铝合金零件前处理尺寸损耗问题，分别采用三种不同工艺进行了对比试验，通过试验结果验证，常规所用的碱性除油溶液对于不同材料均有不同程度尺寸的损耗，Turco 4215、PWC-401在尺寸损耗相对比较小，但对处理前的零件表面状态要求比较严格，不允许有目视的灰尘、油污等污物存在。

关键词：铝合金；除油；尺寸

中图分类号：TG17 文献标识码：A

1 引言

铝制件表面处理前为了保证制件表面膜层质量，处理前需要对制件进行清理。使其裸露出纯净的基体，以利于氧化的顺利进行，从而获得良好的氧化膜。而国内传统的铝合金零件前处理所用溶液多为强碱性溶液，铝为两性金属，与酸碱溶液均发生化学反应，因此，对零件的尺寸损耗较大（0.006mm以上），一些精密零件尺寸要求，希望有一种低尺寸损耗表面清理技术，解决尺寸损耗问题。

铝及铝合金具有比强度高、导热和导电性好，反光性强，无低温脆性等优点，是一种具有优良综合性能的有色金属材料。在建筑、航空、航天、汽车和电子行业等领域得到了广泛应用。

在铝和铝合金表面上虽然会生成一层致密的氧化膜，但这种氧化膜的厚度只有几纳米到几十纳米，不足以防止恶劣环境下的腐蚀，同时由于硬度不高也不能防止摩擦而造成的破坏。因此，铝和铝合金制品需要根据不同用途采取不同的表面处理防护措施。如硫酸阳极氧化、微弧氧化、化学氧化等，从而可显著提高其制品的耐蚀性、耐磨性、耐候性等。为了保证制件表面膜层质量，任何氧化处理前都需要对制件进行清理。经过加工的铝及铝合金制品，表面都会不同程度的存在污垢和缺陷，如灰尘、金属氧化物、油污、焊接熔剂以及腐蚀盐类、毛刺、轻微划擦伤等，在加工成毛胚件后首先进行喷砂、机械抛光等处理以除去较大的缺陷，然后在氧化处理之前必须进行必要的清洗，使其裸露出纯净的基体，以利于氧化的顺利进行，从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求的且耐蚀、耐磨、耐候等良好的氧化膜。而国内传统的铝合金零件前处理所用溶液多为强碱性溶液，铝为两性金属，与酸碱溶液均发生化学反应，因此，对零件的尺寸损耗较大（0.006mm以上），致使一些精密零件无返修的可能，导致零件超差使用或是报废。因此，一些精密零件尺寸要求，希望有一种低尺寸损耗表面清理技术，解决尺寸损耗问题。

2 试验

2.1 材料

材料：LY12、LY16、LD7。

2.2 工艺及流程

2.2.1 工艺流程

主要工艺流程：化学除油→水洗→透光→水洗→氧化处理→冷水洗→吹干。

2.2.2 除油工艺配方

配方一：氢氧化钠、磷酸钠、碳酸钠，温度50℃～70℃，时间1min～2min。

配方二：Turco4215，温度50℃～ 60℃，时间5min～10min。

配方三：（PWC-401）温度18℃～ 30℃，时间3min～5min。

3 结果讨论与分析

本次试验分别采用上述三种配方进行对比试验，试片材料为LY12、LD7、LY16，试验结果如下：

3.1 不同除油工艺试片尺寸变化试验

从上述试验数据测试结果可以看出，试片经过配方一即强碱性溶液处理后，不同材料去除的尺寸不同，LY12材料去除尺寸约为0.025mm，LY16材料去除尺寸约为0.02mm，LD7材料去除尺寸约为0.02mm；配方二试片尺寸基本没有变化；配方三处理后LY12材料去除尺寸约为0.002mm，LY16材料去除尺寸约为0.002mm，LD7材料尺寸基本没有变化。

3.2 不同除油工艺试片水膜连续性检查

试验选择同状态的LY12试片，处理前先进行水洗观察表面水膜情况，然后分别在配方一、二、三中进行处理，具体试验结果见表2。

从表2可以看出配方二、三水膜连续性不如配方一，但若先用配方二、三进行除油，再在碱性溶液中进行除油，水膜均可以保证30s以上连续。从这一结果可以看出对于配方二、三来说，对来件的表面状态要求相对比较严格，处理前零件表面必须保证没有目视可见的油污等污染物。另外，先用有机溶剂处理，再用配方二、三处理可保证30s以上连续。

4 试样阳极氧化应用

对上述采用不同的除油工艺处理后的试样，进行硫酸阳极氧化处理，目视观察试样膜层外观，结果表明膜层连续、完整。从图1可以看到，单独使用配方二处理后阳极化膜层有花纹的痕迹，这是试片氧化前表面状态造成的，但若在强碱溶液中处理这种痕迹是可以处理掉的。

5 结论

5.1 通过试验三种除油工艺对试样尺寸有不同程度的影响：Turco 4215最优，尺寸基本没有损失，（PWC-401）次之，尺寸损失单边小于0.001mm，现有工艺尺寸损失单边0.0125mm～0.01mm。且尺寸去除量与材料有关。

5.2 通过水膜测试结果可知，配方二、三在尺寸损耗上具有优越性，但是对于来件的表面状态有更高的要求，零件表面不能有目视可见的油污、水痕等污染物。

5.3 采用配方二、三进行清理时，应在处理前进行有机溶剂除油。

參考文献

[1]张允城，胡如南，向荣.电镀手册[M].北京：国防工业出版社，2007.