無(wú)論采用何種方法加工的鋁材及制品，表面上都會(huì)不同程度地存在著污垢和缺陷，如灰塵、金屬氧化物（天然的或高溫下形成的氧化鋁薄膜）、殘留油污、瀝青標(biāo)志、人工搬運(yùn)手印（主要成分是脂肪酸和含氮的化合物）、焊接熔劑以及腐蝕鹽類、金屬毛刺、輕微的劃擦傷等。因此在氧化處理之前，用化學(xué)和物理的方法對(duì)制品表面進(jìn)行必要的清洗，使其裸露純凈的金屬基體，以利氧化著色順利進(jìn)行，從而獲得與基體結(jié)合牢固、色澤和厚度都滿足要求且具有最佳耐蝕、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。
（一）脫脂
鋁及鋁合金表面脫脂有有機(jī)溶劑脫脂、表面活性劑脫脂、堿性溶液脫脂、酸性溶液脫脂、電解脫脂、乳化脫脂。幾種脫脂方法及主要工藝列于表-1。在這些方法中，以堿性溶液特別是熱氫氧化鈉溶液的脫脂最為有效。
表-1 脫脂及主要工藝
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脫脂方法 |
溶液組成 |
用量g/L |
溫度/度 |
時(shí)間min |
后處理 |
備注 |
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有機(jī)溶劑 |
汽油、四氯化碳、三氯乙烯等 |
適量 |
常溫或蒸汽 |
適當(dāng) |
無(wú)浸蝕 | |
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表面活性劑 |
肥皂、合成洗滌劑 |
適量 |
常溫-80 |
適當(dāng). |
水清洗 |
無(wú)浸蝕 |
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堿性溶液 |
NaOH |
50-200 |
40-80 |
0.5-3 |
水洗后用100-500g/L硝酸溶液中和及除掛灰 |
脫脂兼腐蝕除去自然氧化，硝酸可用稀硫酸+鉻酸代替 |
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十二水磷酸鈉
NaOH
硅酸鈉 |
40-60
8-12
25-30 |
60-70 |
3-5 |
水清洗 |
NaOH可用40-50g/L碳酸鈉代替，總堿度按NaOH計(jì)算為1.6%-2.5% | |
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多聚磷酸鈉
碳酸鈉
磷酸鈉
一水硼酸鈉
葡萄糖酸
液體潤(rùn)濕劑 |
15.6
4.8
4.8
4.8
0.3ml
0.1ml |
60 |
12-15 |
水清洗 |
使用前攪拌4個(gè)小時(shí) | |
|
十二水磷酸鈉
硅酸鈉
液體肥皂 |
50-70
25-35
3-5 |
75-85 |
3-5 |
水清洗 |
||
|
碳酸鈉
磷酸鈉 |
25-40
25-40 |
75-85 |
適當(dāng) |
水清洗 |
||
|
磷酸鈉
碳酸鈉
NaOH |
20
10
6 |
45-65 |
3-5 |
水清洗 |
||
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強(qiáng)堿阻化除油劑 |
40-60 |
70 |
5 |
水清洗 |
除油不凈可延長(zhǎng)處理時(shí)間 | |
|
酸性溶液 |
硫酸 |
50-300 |
60-80 |
1-3 |
水清洗 |
|
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硝酸 |
162-354 |
常溫 |
3-5 |
水清洗 |
松化處理 | |
|
磷酸
硫酸
表面活性劑 |
30
7
5 |
50-60 |
5-6 |
水清洗 |
||
|
磷酸（85%）
丁醇
異丙醇
水 |
100%
40%
30%
20% |
常溫 |
5-10 |
水清洗 |
溶液組成以體積記 | |
|
電解溶液 |
陽(yáng)極氧化用電解質(zhì) |
常溫 |
適當(dāng) |
交流電或陰極電流電解 | ||
|
NaOH |
100-200 |
常溫 |
0.5-3 |
水清洗后中和 |
鋁制品為陰極，電流密度為4-8A/dm2 | |
|
乳化溶液 |
石蠟
三乙醇胺
油酸
松油
水 |
8.0%
0.25%
0.5%
2.25%
89% |
常溫 |
適當(dāng) |
水清洗 |
溶液組成以體積記 |
有機(jī)溶劑是利用油脂易溶于有機(jī)溶劑的特點(diǎn)進(jìn)行脫脂，常用的溶劑有汽油、煤油、乙醇、乙酸異戊脂、丙酮、四氯化碳、三氯乙烯等。有機(jī)溶劑僅用于小批量小型的或極污穢的制品脫脂處理。表面活性劑是一些在很低的濃度下，能顯著降低液體表面張力的物質(zhì)。常用于脫脂的表面活性劑有肥皂、合成洗滌劑、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉等。堿性脫脂溶液的配方非常多，傳統(tǒng)工藝采用磷酸鈉、氫氧化鈉和硅酸鈉，其中磷酸鈉和硅酸鈉有緩蝕、潤(rùn)濕、穩(wěn)定作用，溶液加熱和攪拌有助于獲得最好的脫脂效果。油脂在酸的存在下也能進(jìn)行水解反應(yīng)生成甘油和相應(yīng)的高級(jí)脂肪酸。電解脫脂可用陽(yáng)極電流、陰極電流或交流電。在堿性溶液中陰極電流脫脂，陽(yáng)極最好為鍍鎳鋼板。其在鋁及鋁合金表面處理中不常用。乳化脫脂所用的溶液為互不溶解的水與有機(jī)溶劑組成的兩相或多相溶液，并添加有降低表面張力及對(duì)各相均有親和力的去污劑。
（二）堿蝕劑
堿蝕劑是鋁制品在添加或不添加其他物質(zhì)的氫氧化鈉溶液中進(jìn)行表面清洗的過(guò)程，通常也稱為堿腐蝕或堿洗。其作用是作為制品經(jīng)某些脫脂方法脫脂后的補(bǔ)充處理，以便進(jìn)一步清理表面附著的油污贓物；清除制品表面的自然氧化膜及輕微的劃擦傷。從而使制品露出純凈的金屬基體，利于陽(yáng)極膜的生成并獲得較高質(zhì)量的膜層。此外，通過(guò)改變?nèi)芤旱慕M成、溫度、處理時(shí)間及其他操作條件，可得到平滑或緞面無(wú)光或光澤等不同狀態(tài)的蝕洗表面。蝕洗溶液的基本組成是氫氧化鈉，另外還添加調(diào)節(jié)劑（NaF、硝酸鈉），結(jié)垢抑制劑、（葡萄糖酸鹽、庚酸鹽、酒石酸鹽、阿拉伯膠、糊精等）、多價(jià)螯合劑（多磷酸鹽）、去污劑。堿洗溶液組成往往依鋁制品的用途來(lái)確定幾種堿洗方法列于表-2。
表-2 堿蝕洗溶液組成及工藝
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溶液組成 |
用量% |
溫度/度 |
時(shí)間min |
備注 |
|
NaOH |
3.5-9 |
50-70 |
3-10 |
腐蝕量10-55g/m2，鋁離子含量>30-80g/L |
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NaOH
葡萄糖酸鈉或檸檬酸鈉 |
4.5-5.5
0.15 |
55±1 |
8-10 |
腐蝕量20μm，鋁含量5-25g/L |
|
NaOH
庚酸鈉
潤(rùn)濕劑 |
5
0.1
0.2 |
55-70 |
1-10 |
通常清洗用 |
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NaOH
NaF
多聚磷酸鈉
潤(rùn)濕劑 |
10
2
0.2
0.2 |
55-70 |
1-10 |
表面無(wú)光浸蝕 |
|
NaOH
硝酸鈉
庚酸鈉 |
5
4
0.1 |
55-60 |
1-10 |
表面平滑清洗 |
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NaOH
磷酸鈉 |
3-7.5
5-10 |
常溫 |
適當(dāng) |
加入氟化鈉獲光澤白色表面 |
（三）中和和水清洗
鋁制品蝕洗后表面附著的灰色或黑色掛灰在冷的或熱的清水洗中都不溶解，但卻能溶于酸性溶液中，所以經(jīng)熱堿溶液蝕洗的制品都得進(jìn)行旨在除去掛灰和殘留堿液，以露出光亮基本金屬表面的酸浸清洗，這種過(guò)程稱為中和、光澤或出光處理。其工藝過(guò)程是制品在300-400g/L硝酸（1420kg/立方米）溶液中，室溫下浸洗，浸洗時(shí)間隨金屬組成的不同而有差異，一般浸洗時(shí)間3-5分鐘。含硅或錳的鋁合金制品上的掛灰，可用硝酸和氫氟酸體積比為3:1的混合液，于室溫下處理5-15秒。中和處理還可以在含硝酸300-400g/L和氧化鉻5-15g/L的溶液或氧化鉻100g/L加硫酸（1840kg/立方米）10ml/L溶液中于室溫下進(jìn)行。各道工序間的水清洗，目的在于徹底除去制品表面的殘留液和可溶于水的反應(yīng)產(chǎn)物，使下道工序槽液免遭污染，確保處理效率和質(zhì)量。清洗大多采用一次冷水清洗。但堿蝕后的制品普遍采用熱水緊接著是冷水的二重清洗。熱水的溫度為40-60度。中和處理后的制品經(jīng)水清洗就可以進(jìn)行氧化處理，所以這道清洗應(yīng)特別認(rèn)真，以防止清潔的表面受污染。否則前幾道工序的有效處理可能會(huì)因最后的清洗不當(dāng)而前功盡棄。經(jīng)中和、水清洗后的制品應(yīng)與上進(jìn)行氧化處理。在空氣中停留的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，如停留30-40分鐘，制品就需要重新蝕洗和中和。
