[發明專利]在鋁質基板上產生拋光面的方法和噴砂裝置

有效

• 申請號: 201280075724.1
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN104703760B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 迪特爾·布羅達拉
• 申請（專利權）人: 伏爾鏗不銹鋼股份有限公司
• 主分類號: B24C1/06
• 分類號: B24C1/06;B24C11/00;C09G1/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 鄧云鵬

本發明涉及在鋁質基板上產生拋光表面或者所謂的“拋光的表面”的方法和噴砂裝置。

現在，陽極氧化鋁組件在許多領域中被使用，一方面，需要保存“鋁外觀”的裝飾性，另一方面，需要對敏感的鋁表面進行防腐保護。涉及到的領域為窗戶和結構裝飾區，以及自動化領域和家用電器。

在陽極氧化前，為了去除鋁表面的雜質和自然出現的氧化層(被動層)，鋁部件在多數情況下被酸洗。取決于處理的類型，會產生半亞光到亞光光滑表面，由于它們的外表，這些表面也會稱為所謂的“拋光”表面。

為了達到增加的防腐保護，也為了設計上的原因，鋁組件被陽極氧化，也就是說通過電解形成氧化層。該方法也被稱為陽極氧化，其中，鋁被電解氧化。如此處理的鋁表面在最后的密封前被染色。

通過陽極氧化鋁和鋁合金產生的氧化層的機械性能、抗腐蝕性能和外觀裝飾方面遠遠優于自然產生的氧化層。氧化層的厚度為20μm，能夠實現在工業環境和海洋環境的良好的抗腐蝕功能。產生的氧化層是不導電。

為了實現均勻的氧化層，通過機械或者化學處理方法來實現陽極氧化。這些在德國標準DIN17611中進行了說明。表1示出了提到的德國標準DIN17611中的預處理鋁表面的指定系統。

表1

機械、化學和/或電化學預處理能夠使鋁基板表面做好陽極氧化的準備。因此能夠實現特定的表面效果。它們能夠清潔組件的表面，去除氧化層(被動層或者不正確的陽極氧化表面)和表面缺陷。從而實現表面的均勻，獲得的明亮的鋁表面允許電解過程中活躍的離子交換。另外，也產生特定的需要的和不需要的結構，例如，研磨和刷洗痕跡。

一種經常使用的化學方法為酸洗鋁基板表面，也被稱為E6處理。由此能夠產生均勻的亞光和裝飾性表面；即為所謂的E6表面。表面上的不規則是由于型材的擠壓和將要覆蓋或者去除的金屬片的滾動而產生的。結構不規則，例如由于技術所造成的網痕和焊縫，也盡可能的被亞光，因此，從裝飾的觀點看，它們不是麻煩。

由于鋁表面的兩性電離性質，組件的表面可以通過使用堿和使用酸來進行酸洗。因此，能夠去除自然出現在鋁表面上的氧化層，由于生產工藝而產生的任何表面缺陷也會減少。因此，能夠獲得亮的鋁表面。其允許好的離子交換，這對于隨后的電解處理是必須的。

在大多數情況中，將要被處理的鋁質基板被引入到包含氫氧化鈉(NaOH)水溶液的浸浴。由于其化學特性，氫氧化鈉溶液能夠去除雜質，例如，脂肪和油，以及酸洗鋁表面。在許多的情況中，然而，因為非常低的NaOH濃度已經足夠清洗，清洗和酸洗是分開進行的，例如較少的NaOH隨后被加入到漂洗罐中。清洗過程在德國標準DIN17611中被稱為E0。然而，取決于任何基板的合金組分的含量或者將要達到的效果，還可以使用鈉化合物，例如，硅酸鹽、碳酸鹽或磷酸鹽。

氧化鈉對氧化物，氧化物水合物和鋁質基板的基體金屬有很強的腐蝕性，其比一般濃度的酸的腐蝕性強20倍。對于最佳的反應步驟，浸浴必須保持在設定的溫度范圍內。酸洗浴內的溫度取決于隨著時間推移的利用率。也就是說，如果鋁的供應很低，必須加熱酸洗浴，或者鋁的供應過高，在考慮到增加的放熱反應后，為了保持最佳的溫度范圍，必須冷卻酸洗浴。

通過使用氫氧化鈉溶液，氧化物和氧化水合物將按下面進行反應：

另外，堿液還腐蝕堿金屬：

2Al+2H₂O+2NaOH→2NaAlO₂+3H₂↑

2Al+6H₂O+2NaOH→2NaAl(OH)₄+3H₂↑

也就是說，鋁酸鈉(NaAl(OH)₄)和氫氣(H₂)形成反應產物。通過增加添加物，例如，硝酸鹽或亞硝酸鹽到酸洗介質，可以抑制氫氣的產生以及酸洗操作將加速，結果，堿金屬受到的腐蝕程度更小。然而，這些添加物能夠導致進一步的重要的廢物，例如氨，的產生，其會污染廢水。

進一步的，氫氧化鋁會在容器的壁上和加熱元件上沉積，所謂的水垢的形成，會阻礙操作，特別會顯著的危害加熱元件的效率。通過添加絡合劑，例如葡糖酸鹽或膦酸鹽會抵消水垢的形成。然而，這種絡合劑是與環境有關的，并且會污染廢水。