铝合金环保型前处理工艺研究与应用

ＮＯ．１８，２Ｏ１３　现代商贸工业　Ｍｏｄｅｒｎ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｔｒａｄｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　２０１３年第１８期　铝合金环保型前处理工艺研究与应用　张跃庭王永　（平高集团有限公司，河南平顶山４６７００１）　摘　要：针对传统铝及铝合金前处理工艺的不足之处，对其进行了改良，较传统工艺更加环保，耐用。新工艺几乎适合　所有牌号的铝及铝合金电镀前处理，可制得完整、均匀、结合力良好的电镀层。　关键词：铝合金；前处理；环保　中图分类号：ＴＢ　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—３１９８（２０１３）１８—０１９１—０２　１９９５年以来，清洁生产陆续被写入我国有关环保法律　单独使用此溶液对铝合金进行处理，经过实践验证，镀　中，１９９５年、２０００年两次修订颁布的《中华人发共和国大气　污染防治法》中均明确规定：国家鼓励、支持开展清洁生产，　减少污染物的产生量。　为响应国家政策，目前我公司正在开展清洁生产，重点　就在电镀厂，由于电镀分厂是污染物的主要产生地，如酸碱　废水、含氰废水、含铬废水等，环保部门已多次来电镀厂进　行检查，所以电镀厂废水处理站存在着很大的废水处理压　力。此项目针对铝合金前处理工艺的改进，旨在减少酸液　污染物的排放，从而减轻电镀厂废水处理站的废水处理压　力，为环保工作出一份力。　１　现状分析　目前我厂采用的铝合金前处理工艺为纯硝酸漂洗，此　工艺处理效果虽好，但是在使用过程中也存在着各种问题：　（１）由于其酸性很强，对铝合金有很强的腐蚀能力，在　日常生产中，经常会出现零件因前处理过度而造成零件过　腐蚀的现象。　（２）溶液液无法化验，不能靠化验结果添加药品继续使　用，溶液失效后只能整体更换，浪费资源。　（３）硝酸具有挥发性，在日常生产中会不断的挥发出　ＮＯ２等有毒气体，特别是在酸处理液刚刚更换的前几天或　阴雨天气，其挥发现象异常严重，虽然车间配有酸雾塔等通　风处理设施，但仍然给生产人员带来很大的伤害，同时也对　周围的环境造成了污染。　（４）更换溶液时老溶液全部排人废水处理站，虽然溶液　已失效，但溶液酸性依然很强，为了使其能够达标排放，需　要大量的碱来中和酸液，这不符合我厂的节能降耗方针，同　时给废水处理造成很大的压力。　２针对性调查　２．１同行业调研　通过对同行业领域的情况进行调查，我们发现大部分　企业同我厂一样，依然采用传统工艺进行铝前处理。少数　采用新工艺的，但根据反应，其酸洗效果较硝酸洗差，且处　理时间也较长。　２．２制定方案　铝合金在碱蚀后（弱腐蚀），表面会产生一层较厚的膜，　这层膜主要是氧化物颗粒的混合物，是铝和各种合金元素　的氧化物，也有暴露的硅。传统的铝合金前处理工艺为：碱　洗一水洗一硝酸洗一水洗，如上所述，硝酸洗的目的就是为　了去除这一层膜及材质表面其它杂质，使其基体裸露出来，　为后续的电镀工作做好准备。　我们首先研制出一种溶液Ａ，其主要成份为有机酸和　表面活性剂，理论上讲，有机酸可以除去基材表面的活性金　属；表面活性剂具有缓蚀作用，还有一个重要作用是抑制和　减少黄烟的产生。　试验方案１：　银合格率仅为３Ｏ　左右，无法满足车间生产的需求。分析　原因为溶液中有机酸酸性太弱，无法清洗掉材质表面的所　有杂质。　．　试验方案２：　通过查阅文献知磷酸对铝合金有化学抛光作用，可以　使铝合金清洗的更干净。根据以上理论和实践验证，我们　决定选择硝酸、磷酸和上述有机溶液来配制混合处理液。　利用ＤＯＥ设计原理，并对酸液成分进行全因子Ｄ０Ｅ　试验分析，以便找出处理溶液的最佳配方。　实施全因子实验（每次试验样块２Ｏ件），按计划矩阵做　实验得到相应数据，见表ｌ：　一　表１全因子实验的数据　标准序运行序中心点区组硝酸ｍｌ／Ｌ磷酸ｍｌ／Ｌ溶液Ａｍｌ／Ｌ合格率　２　２　１　１　３００　１００　２００　５５．０　３　３　１　１　２５０　１２０　２００　５０．０　４　４　１　１　３００　１２０　２００　７０．０　５　５　１　１　２５０　１００　３００　７０．０　６　６　１　１　３００　１００　３００　７５．０　７　７　１　１　２５０　１２０　３００　７０．０　８　８　１　１　３００　１２０　３００　７５．０　９　９　０　１　２７５　１１０　２５０　６０．０　１０　１０　０　１　２７５　ｌ１０　５＇５０　６Ｏ．０　１１　ｌ１　０　１　２７５　１１０　２５０　６０．０　１２　１２　０　１　２７５　１１０　２５０　６０．０　３　结果　根据以上实验方案配制出１２种不同的铝前处理液，每　种溶液处理２Ｏ个试片后进行镀银，在经过大量的实验后得出　结果，见表１“合格率”。并对实验结果数据进行了模拟分析。　（１）一次、二次分析因子设计。由图１、图２可知：各因子　主效应显著，硝酸与溶液Ａ、磷酸与溶液Ａ的交互效应显著。　图２二次分析因子设计