周雨丝
南宁东智知识产权代理事务所 广西南宁 530000
摘要：铝合金化学氧化后进行涂漆处理，不仅有助于机体与涂层之间结合力的提升，而且还能提高铝合金的抗腐蚀能力，因而此工艺尤为必要。本文首先简要分析了铝合金的化学氧化原理，探讨了铝合金化学氧化新老工艺的基本流程及规范，对比了新老工艺的全过程，从中探讨具体的改进思路，望能为此领域研究提供些许借鉴。
关键词：铝合金件；化学氧化；工艺改进
当前，铝合金件化学氧化已经被广泛应用在航空工业生产当中，尤其是磷酸盐-铬酸盐氧化处理工艺，有着最佳的耐腐蚀性。但需要指出的是，在溶液成分当中，往往含有大量的致癌物质Cr6+，其有着比较大的毒性，不仅会污染环境，而且还会对人体健康造成严重危害。所以，针对含有铬的废水，做好相关处理工作，十分重要与必要。处理含铬废水，不仅有着严格的要求，而且还有着比较高的处理费用，因而会使生产成本增加，对企业的发展不利。另外，针对末端处理而言，其还容易造成二次污染，可谓得不偿失。在环境保护及节能要求的驱使下，有必要改进铝合金化学氧化工艺，使之朝向无害化、无铬化发展。本文结合当前实况，围绕铝合金件，探讨其化学氧化工艺的具体改进思路。
1.铝合金的化学氧化原理分析
基于特定温度下，借助化学反应，能实现氧化溶液当中氧与铝离子之间发生反应，形成一层致密的氧化膜（在铝基体上）。通常情况下，要想形成氧化膜，需同时具备如下条件：（1）溶液当中应含有氧化剂，使铝表面能够生成氧化膜；（2）在溶液当中应含有适量的活化剂，以此使铝表面在氧化成膜中，持续性的被溶解，最终在氧化膜当中形成孔隙，促进氧化膜生长与变厚。需要说明的是，不仅要将适量的活化剂、氧化剂加入到氧化溶液当中，而且为了能够提高铝合金表面转化膜的总体性能，还需要将一些改良剂（实际就是为了配合铝合金氧化膜性能改进而加入的针孔抑制剂、润湿剂等）、添加剂（由络合剂与稳定剂混合而成）等加入其中。
2.铝合金化学氧化新旧工艺流程
2.1老工艺的基本流程
流程为：有机溶剂除油→碱腐蚀、热水洗→流动冷水洗→HNO出光→流动冷水洗→化学氧化→流动冷水洗→封闭处理→热水洗→干燥→喷漆→干燥→拆卸→检验。
（1）预处理。有机溶剂汽油除油。（2）碱腐蚀。NaOH为20~35g/L，N2CO3为20~35g/L，处理时间为0.2~2.0分钟，处理温度为40~55℃。（3）出光。CO3区间为5~15g/L，HNO3（d=1.42）区间值为300~400g/L，处理时间为2~3分钟，处理温度为室温。（4）化学氧化。H3BO3为1.0~1.2g/L，NH4HF2区间为3.0~3.5g/L，H3PO4为50~60ml/L，CrO3为20~25g/L，处理时间、温度分别为3~6分钟、30~36℃。（5）封闭处理。K2Cr2O7区间为40~55g/L，处理时间、温度分别为10~15分钟、90~98℃。
2.2新工艺的基本流程
流程：新型有色金属清洗剂→三效合一处理剂→冷水洗→化学氧化→冷水洗→干燥→拆卸→检验。
（1）预处理。市场上销售的DF-109铝合金清洗剂。（2）三效合一处理剂。除油、碱蚀、出光同槽一次性处理。（3）新工艺环保型铝合金件化学氧化组成及所需条件。pH值为3.1~3.5，ZHM-0610为20%，处理时间、温度分别为2~10分钟、15~40℃。
3.铝合金化学氧化新老工艺过程比对与分析
3.1前处理工艺对比
传统前处理工艺：（1）预脱脂。采用干净的白布沾汽油进行除油，容易发生燃爆情况，因而不安全；另外，还容易挥发，对空气造成污染，危害人体健康，浪费大，成本较高。（2）碱腐蚀。加温操作，需安装抽风装置，耗能且容易散发碱蒸汽，对健康造成影响，污染环境。此外，铝有着比较大的溶蚀性，容易出现碱流痕，引发过腐蚀故障。（3）出光。含有一些CrO3、HNO3，此外，还含有酸雾，是腐蚀性、窒息性的氧化剂，毒性强烈，对人体健康造成危害；而且还需设置抽风装置，耗能，成本高。
新型环保节能前处理工艺：（1）采用市场上销售的铝合金清洗剂，不会发生燃爆情况；此外，用量少，没有污染，消耗低，经济实用，成本较低，采购容易。（2）一次性同槽处理可以达到三效合一的效果，即出光、碱蚀与除油，在常温下便可进行各项操作，没有挥发性气体，不需要进行抽风操作，因而环保、节能；还需要指出的是，其工艺设备已得到简化，工序少，因而能缩短生产时间，效率高。（3）无需借助CrO3、HNO3来出光，不仅节能，而且还没有污染，对环境保护及清洁生产有利；而且前处理工序得到简化，因而可使工序周期缩短，最终可达到降低成本的目的。
3.2化学氧化新老工艺对比
传统化学氧化工艺：（1）溶液成分。有着较多的药品种类，药品昂贵，加温处理容易造成酸性气体的挥发，危害人体健康。（2）处理温度。加温操作。（3）处理时间。长（易返工）。（4）气体。带有一定热量的铬雾等蒸汽溢出，对人体会造成危害。（5）需要抽风装置。（6）需要处理废水，而且含有铬渣，容易引发二次污染。（7）性能。化学氧化槽构造，不仅比较复杂，且性能不理想，造价高。
新型工艺：（1）溶液成分。即单组分溶液，容易进行调整，溶液性质稳定且环保，对清洁生产有利。（2）处理温度。常规温度，节能。（3）处理时间。短（有着较高的成品率）。（4）气体。没有气体溢出，对健康有利，且可实现清洁生产。（5）不需要抽风装置。（6）由于没有Cr6+等，因而有着比较简单的废水处理流程。（7）性能。使用一个塑料槽，实用且简便，而且还有着较低的造价。
4.结语
综上，对氧化工艺进行改进后，不仅变得更加节能、环保，而且还更为省时、省工、节材，有着比较高的工效，质量也可得到切实保证。另外，还需要指出的是，工艺改进还为装备新机型奠定了坚实基础，是一种不错的工艺技术方案。改进后的工艺可以将走末端治理的老路予以改变，使生产工作变得更加环保、节能与高效，因而与铝合金件化学氧化工艺相符、相适应。
参考文献：
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作者简介：周雨丝（1992-12-14），女，壮族，籍贯：广西河池，当前职务：专利代理师，学历：本科，研究方向：化学用品工艺改进研究的方法