铜件无黄烟化学抛光

                  邱佐群 (湖北中国航空救生研究所,湖北襄樊441003)

   摘要:介绍了铜件无黄烟化学抛光工艺,优点是抛光溶液不用HNO3、CrO3,避免了大量黄色气体逸出,有利于环境保护和工人身体健康,操作容易,溶液稳定,抛光效果好,不会产生过腐蚀。生产操作安全,效率高,成本只有传统的HNO3光亮酸洗的一半左右,经济效益显著。

           关键词:铜件;化学抛光;氮氧化物

     CopperArticleChemicalPolishingWithoutYellowFume

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   1. 前言

  传统的铜件光亮酸洗又称化学抛光。通常铜件化学抛光都使用浓硝酸,在运输、配制溶液和生产时,存在安全隐患,生产中工件易产生过腐蚀,影响产品质量、产量和生产进度及经济效益。且该工艺只适合手工操作,劳动强度大。

   2. 工艺流程

  铜件如有油污和氧化膜应先分别进行清除处理。

  流动冷水洗→化学抛光→流动冷水洗→流动冷水洗→无铬钝化→流动冷水洗→流动冷水洗→沸蒸馏水洗→干燥

  2.1 NZ-D型多功能高效常温除油王除油

    配方中的除油粉是乐清市都必得化学有限公司出品

      除油粉 5%～10%

      温度　 5～60℃

      时间　 2～3min

  2.2 除氧化膜

     HCl(d=1.19) 50%(体积)

     温度:　　　室温

     时间:　　　1～2min

  2.3 铜件化学抛光溶液组成与操作条件

    NaNO3     60～80g/L

    H2SO4(d=1.84)    400～450mL/L

    HCl(d=1.19)     3～8mL/L

    AB-711抛光剂     8～12mL/L

    温度　　　 5～40℃

    时间　　　 30～90s

  2.4 无铬钝化

     DF-103浓缩液　1份

     蒸馏水　　　　4份

     pH       4～6

     温度　　　　 40～50℃

     时间　　　　　3～5min

  配方中AB-711、DF-103均系重庆东方表面技术有限公司产品

    3. 溶液的配制

  先向槽中加入所需量的自来水450mL/L,缓慢地加入所需量的硫酸,搅拌均匀后,冷却到40℃左右;然后依次加入所需量的盐酸、硝酸钠、AB-711,搅拌至完全溶解;最后加自来水至规定容积,搅拌均匀,即可使用。

    4. 化学抛光溶液各组分对抛光质量的影响

  4.1 硝酸钠

    硝酸钠对铜件具有良好的光亮和整平作用,其最佳用量以70g/L左右为宜,也可以稍偏高点,但不宜超过100g/L。硝酸钠含量低于工艺配方下限值,反应缓慢,光亮作用效果差。

  4.2 硫酸

    硫酸起化学腐蚀作用,剥离铜件表面上的氧化膜,与AB-711抛光剂配合使用能明显提高铜件表面的光亮度和整平效果。硫酸浓度的高低直接影响铜件表面的光亮度。浓度高时抛光速度快,光亮度好。但浓度过高,超过工艺配方上限值较多,反应反而缓慢,光亮度变差;浓度低于工艺配方下限值,抛光速度很慢,甚至无明显的抛光效果。

  4.3 盐酸

    盐酸在该溶液里含量虽不高,但能起光亮作用。盐酸含量超过工艺上限值,铜件表面会出现腐蚀;盐酸含量低于工艺下限值,抛光效果很差。

  4.4　抛光剂

    AB-711抛光剂具有良好的光亮、整平和缓蚀作用,铜件抛光不易产生过腐蚀,抛光效果好。当<8mL/L时,抛光效果差,不光亮;当>12mL/L时,不影响抛光效果,但铜件带出的耗量大,增加了生产成本。

    5. 操作条件对抛光质量的影响

  5.1 温度

    当溶液温度高时,抛光速度快,亮度好。但液温过高,铜件溶解速度快,表面粗糙;液温低时,抛光速度慢,效果不理想。夏季气温高时,H2SO4含量取其下限值;冬季气温低时,H2SO4含量取其上限值。

  5.2 时间

    抛光时间与液温有很大的关系,当液温高时,抛光时间要相应短些。抛光时间少于工艺规定的30s,抛光效果不佳;抛光时间高于工艺规定90s,这时应多观察抛光质量,防止长时间抛光造成铜件快速溶解而报废。生产中应本着短时多抛、多观察的原则。

  5.3 搅拌

    为防止铜件之间迭合,抛光质量不佳,色泽不匀等问题产生,最好用小压力无油压缩空气搅拌,使抛光液温度、浓度均匀,改善抛光效果。无搅拌设施时,要经常抖动或翻动铜件,才能保证抛光质量。

  5.4 表面状态

    铜件的化学抛光与其表面状态密切相关。如铜件表面有油污和厚的黑色氧化膜,应先在碱液中将油除净,然后在10%H2SO4溶液中除去氧化膜层,再进行化学抛光。本工艺配方具有较好的缓蚀性能,不产生过腐蚀。一般情况,表面光洁度高的铜件,经化学抛光后表面容易达到镜面光亮。

     6. 溶液的维护及注意事项

   除5.3、5.4两项要求外,还应注意如下事项:

 1)铜件抛光后,必须尽快用流动冷水彻底清洗干净。
 2)为防止抛光后铜件在空气中氧化变色,最好用无铬钝化处理或防变色处理。如遇抛光效果不理想,可重复抛光。
 3)要经常注意清除槽底沉淀物。

 4)若遇抛光效果差,去掉部分旧液,补充适量的新液。

    7. 铜件化学抛光常见故障及排除方法

    铜件化学抛光故障及排除方法见表1。

        表1 铜件化学抛光故障及排除
      

    8. 结论

 1)本工艺解决了污染产物产生后的环保处理问题,从改进工艺着手减少污染或解决污染。符合加强环境保护,实施清洁生产的需要。

 2)节省资源、能源,降低生产成本。本工艺适宜手工操作和自动化生产,减轻劳动强度,提高生产效率,经济效益显著。