Get Adobe Flash player

Растворы фторидного типа и на основе азотной кислоты.

Был разработан ряд растворов, содержащих гораздо более разбавленную азотную кислоту, с добавлением  фторидов, а иногда и других компонентов. Высокочистый алюминий хорошо растворяется в плавиковой кислоте, а в случае добавления фторида аммония к раствору наблюдается формирование белой соляной пленки, вероятно AlF3, которое наблюдается вплоть до полного завершения пассивации, это происходит при концентрациях, соответствующих дифториду аммония М (57 г/л NH4NF2). Добавление азотной кислоты освобождает из этого раствора плавиковую кислоту и имеет тенденцию к подавлению пассивационной пленки. Химическое глянцевание алюминия так же возможно с помощью растворов HF-NH4 F-NiCl2.

Технологические процессы E.W. (Эрфтверк).Одним из наиболее известных технологических фторидных процессов является  E.W. (Эрфтверк), нашедший широкое распространение в Германии. Данный процесс характеризуется высокой скоростью растворения 25 – 50- микрон (1- 2 мил) в минуту и применяется только с высокочистым алюминием, а так же сплавами высокочистого алюминия и магния или алюминия, магния и кремния, которые разрабатывались специально для химической и гальванической обработки. Типичным составом раствора является:

Азотная кислота 13% вес
Бифторид алюминия 16
Нитрат свинца 0.02

Работа с раствором обычно осуществляется  при 55-75°C на протяжении 15-20 секунд. Наилучшие результаты были получены при обработке высокочистого алюминия и некоторых из его сплавов с магнием, при этом в результате получается достаточно хорошая отражательная способность (приблизительно 90%), которая после анодирования уменьшается незначительно. Раствор E.W. обычно истощается после обработки 0.25-0.35 м2/л (13-18 квадратных футов на галлон), однако может быть сгенерирован путем добавления 12-14 г/л плавиковой кислоты, т.е. приблизительно 39-46 плавиковой кислоты на м2 обрабатываемого металла (или приблизительно 3.6 – 4.2 гм на фут квадратный).

Позднее был предложен модифицированный вариант состава, где содержалось приблизительно 1% декстрина. Это позволило уменьшить прежнюю высокую скорость воздействия на   приблизительно 50% - значительное практическое улучшение. Пик и Брейс выяснили, что добавление декстрина так же увеличивает диапазон возможных значений блеска, хотя с другой стороны данный процесс не очень хорошо подходит для обработки обычных материалов, имеющих чистоту 99.85% или менее. Раствор M.E.W. (модифицированный Ерфтверк) с успехом использовался в Германии для сплавов алюминия и магния типа Эрфтал, подвергнутых тепловой обработке на основании 99.9% алюминия с максимальным содержанием 0.04% кремния и 0.035% железа. Например, подобная модификация, содержащая арабский каучук, и используемая для химической обработки алюминия с чистотой 99.8-99.95% и его сплавов содержит:

Азотная кислота 135 мл
Плавиковая кислота 33 мл
Фторид аммония (без свинца) 50 г
Нитрат свинца 0.3 г
Арабский каучук 30 г

Данный раствор применяется при 65-85°C на протяжении 40-60 секунд и регенерируется с помощью раствора, содержащего 15 мл плавиковой кислоты и 0.08 г нитрата свинца на литр раствора для химического глянцевания после обработки каждых 1½-2 футов квадратных (14-19 дм2) алюминия.Симонз представил на рассмотрение похожий процесс с использованием 0.05-5.0 мл азотной кислоты, 0.5 – 10 мл плавиковой кислоты со свинцовыми компонентами типа карбоната свинца 0.05 –5 г/л и первичного ароматического амина (анилина, о-толуидина).

В растворе для химической обработки Эрфтверк свободную кислоту можно определить методом титрования с N едким натром, используя бромитимол голубой в качестве индикатора, а аммоний и нитрат могут определяться методом дистилляции из сильнощелочного раствора в избыточную стандартную кислоту, при этом восстановление нитрата происходит под воздействием сплава Деварда. Фторид можно определить по разности.

На практике для получения хороших результатов концентрация аммония должна поддерживаться достаточно точно на заданном уровне, особенно если в алюминии содержится более 0.002% железа. По этой причине для приведения в норму фторида, который постепенно теряется в процессе использования, лучше использовать раствор фтористо-водородной кислоты, а не гидродифторида аммония.

Для данного технологического процесса обычно использовалась следующая последовательность операций:

  • Предварительная обработка, если требуется (наждачная бумага 120 –150 )
  • Обезжиривание с помощью трихлорэтилена (или щелочи)
  • Травление в разбавленном растворе гидроксида натрия на протяжении 15-30 секунд, если требуется (в качестве альтернативы предварительной обработке)
  • Промывка
  • Химическая обработка
  • Пассивационное травление (хромовая кислота 0.06%)
  • Промывка
  • Анодирование в серной кислоте
  • Промывка
  • Уплотнение в кипящей воде

Пассивационное травление после технологического процесса Эрфтверк будет особенно эффективным, если перед дать детали некоторое время отстояться анодированием. Помимо хромовой кислоты можно использовать раствор 20 г/л хромата натрия на протяжении порядка 100 минут.

Коке и Спунер  изучили влияние состава металла на его реакцию на обработку технологическим методом Эрфтверк. Для этого они провели ряд экспериментов, где они так же рассматривали поведение растворов для глянцевания типа R5 с или без добавки меди, а так же эффект, производимый последовательным анодированием. Значения зеркальной отражательной способности, приведенные в таблице, являются результатами измерений, сделанными после обработки методом глянцевания Эрфтверк с использованием Фотоэдс глянцемера, модель 660 М, калиброванного по стандартной хромовой пластине, причем в таблице приведены лишь некоторые из полученных результатов. Они подтверждают, что присутствие до 0.20% кремния и до 0.03% титана практически не оказывает влияния, так же как и медь до 0.05%, однако при превышении этих значений оказываемое воздействие увеличивается многократно, касательно железа, то оно начинает оказывать серьезное разрушительное действие при превышении концентрации 0.008%.

Влияние Cu, Fe, Si, Mn и Ti на реакцию алюминия Алкан Х-1086  на обработку с использованием технологического процесса Эрфтверк.

Примесь
Зеркальная отражательная способность %
содержание % Cu Fe

Si

Mn Ti
0.001 84 83 82
0.003 87 84
0.008 80 85
0.03 84 80
0.05 85 83 81
0.10 10 55 82
0.20 26 80 80

Поделитесь с друзьями!

Опубликовать в своем блоге livejournal.com

Добавить комментарий

Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.