噴涂鋁合金型材具有優(yōu)良的耐蝕性和耐候性，堅固耐用，外觀裝飾好，生產(chǎn)工藝比陽極氧化簡單，鋁氧化環(huán)保安全等特點，在建筑、裝潢、運輸?shù)刃袠I(yè)得到廣泛應(yīng)用。鋁合金型材在噴涂前處理中必須進行化學清洗和浸蝕，清除其表面粘附的油脂、自然氧化膜和灰塵等污染物，使鋁合金基體裸露出來，形成均勻的活化表面，這是保證鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜質(zhì)量和噴涂質(zhì)量的關(guān)鍵。本文研究的酸蝕脫脂工藝將傳統(tǒng)工藝的脫脂、堿蝕、除污出光三道工序合為一道工序，降低成本和節(jié)省能源，經(jīng)處理后的鋁合金表面平滑光潔，保持鋁合金原有的光澤，鋁材溶解損耗量和槽液沉淀少，與鉻酸鹽轉(zhuǎn)化處理配套性能好，特別適用于鋁合金型材噴涂前的表面處理。
　　一、鋁合金型材噴涂前處理工藝 
　　工藝流程：工件裝掛→酸蝕脫脂→水洗→水洗→鉻酸鹽轉(zhuǎn)化處理→水洗→純水洗→瀝水→烘干→噴涂→固化。
　　鋁型材噴涂前處理生產(chǎn)線分為全自動噴淋立式線和間歇式全浸漬臥式線兩種。立式線適用于批量大、形狀簡單的工件，生產(chǎn)效率高，處理質(zhì)量穩(wěn)定，缺點是設(shè)備復(fù)雜、投資大；臥式線適宜處理形狀復(fù)雜的工件，投資少，應(yīng)用廣，缺點是處理速度較慢、生產(chǎn)效率低。
　酸蝕脫脂工藝配方和參數(shù)：硫酸（97％），30g/L-50 g/L; 氟化氫銨，13 g/L-18 g/L；檸檬酸，6 g/L-10g/L；硝酸鈉，8 g/L-12 g/L；硫酸鐵，3g/L-4.5 g/L；二丙二醇，6g/L-8g/L；脫脂劑，3g/L-6g/L；溫度，5℃-40℃；時間，3min-5min浸漬，1min-3min噴淋；噴淋壓力，0.1MPa-0.2MPa。 
　　二、成分和工藝參數(shù)的影響
　　1．硫酸 
　　稀硫酸是一種非氧化性的無機酸，對鋁合金型材有輕微的化學浸蝕作用，使用成本較低，酸霧揮發(fā)性少。硫酸能溶解、剝離鋁及鋁合金表面形成的自然氧化膜；裸露的鋁合金基體與硫酸發(fā)生反應(yīng)，起到活化鋁表面的作用。當槽液中硫酸濃度低于30％時，鋁的化學溶解速度隨硫酸濃度的增加而緩慢地增加，鋁材溶解損耗量少；當槽液中硫酸濃度超過30％以后，鋁的腐蝕速度迅速加快，易產(chǎn)生過腐蝕，光亮度下降。一般來說，槽液中硫酸濃度不宜超過15％。
　　2．氟化氫銨 
　　氟離子在酸蝕脫脂液中作脫除氧化膜的加速劑，能加速溶解鋁表面的氧化膜，消除或減少擠壓模痕和其他缺陷，使鋁型材表面平整光潔、均勻一致。氟是一種體積小、電負性較強的鹵族元素，對鋁能起強烈的氧化作用，與雜質(zhì)有一定的絡(luò)合能力，能溶解鋁合金表面的錳、銅、硅等合金元素和雜質(zhì)，抑制和除去鋁材上的黑色掛灰，獲得較光亮的金屬表面。氟化氫銨的化學穩(wěn)定性強于氫氟酸的，對人體皮膚的傷害作用小于氫氟酸的，因此，采用氟化氫銨取代氫氟酸為溶液提供氟離子，在生產(chǎn)中使用比較安全，還可以減輕氟離子對不銹鋼設(shè)備的腐蝕。脫除氧化膜的腐蝕速度隨氟化氫銨濃度的增加而增長，氟化氫銨含量不宜過高，否則反應(yīng)劇烈易造成過腐蝕，降低鋁表面光澤，不利于后續(xù)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化處理。
　　3．檸檬酸 
　　檸檬酸在酸蝕脫脂液中主要起緩蝕作用，能有效地抑制鋁在酸性介質(zhì)中的腐蝕。檸檬酸是三元有機酸，能在鋁基體表面進行物理和化學吸附，改變金屬/溶液界面的雙電層結(jié)構(gòu)，增加金屬離子化過程的活化能，從而使腐蝕速度減慢，降低鋁材的損耗量，避免發(fā)生過腐蝕。檸檬酸是金屬離子的絡(luò)合劑，能與從酸蝕液中溶解下來的鋁、鎂、鐵等離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，減少槽液中鋁離子的含量，掩蔽槽液中雜質(zhì)的干擾，使溶液穩(wěn)定，減少沉淀，從而延長酸蝕脫脂液的使用壽命。檸檬酸的加入，對減少鋁損耗、降低化工材料消耗、減少槽液沉渣、改善操作條件均有一定的作用。
4．硝酸鈉 
　　硝酸鈉是酸蝕脫脂液中的氧化劑，對鋁合金具有良好的光亮和整平效果。硝酸鈉的作用是使鋁材表面發(fā)生氧化反應(yīng)，形成的氧化鋁鈍化膜遏制了鋁表面凹陷處的酸性擇優(yōu)浸蝕，使鋁型材的腐蝕面平整、光潔。
　　5．硫酸鐵 
　　三價鐵離子能加速對鋁型材表面進行腐蝕和脫除氧化膜，F(xiàn)e3+可以在鋁材表面發(fā)生置換反應(yīng)，形成微電池，使鋁表面產(chǎn)生微量氫氣，將油污帶出鋁表面，反應(yīng)過程AL+ Fe3++2H+→AL3++Fe2++H2↑。槽液中的氧化劑能將上述反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+重新氧化成Fe3+，減少Fe2+的積累，使槽液穩(wěn)定，因此Fe3+在反應(yīng)過程中自身不消耗，主要起促進作用，可提高鋁材的除污速度和光潔度。
　　6．二丙二醇 
　　在酸蝕脫脂液中加入二丙二醇等易溶于水、微毒類的有機低分子增溶劑，能大大降低溶液的表面張力，顯著改善酸蝕脫脂液的清洗能力和溶液穩(wěn)定性。油脂的分子結(jié)構(gòu)中有較長的烴基，與有機溶劑的結(jié)構(gòu)相似，可以互相溶解，因此，利用有機溶劑對油脂具有很強的溶解能力的特點，可以提高酸蝕脫脂液的脫脂效果。
　　7．脫脂劑 
　　鋁材表面上的油脂通?？煞譃榈V物油脂和動植物油脂兩大類型，表面活性劑對上述油脂有良好的潤濕、乳化能力，在酸蝕脫脂過程中，表面活性劑吸附在油與溶液的界面上。
一、概述 
　　我國建筑鋁材氧化著色技術(shù)發(fā)展比國外約晚20年。自1981年天津鋁合金廠從日本引進第一條氧化著色生產(chǎn)線起，迄今國內(nèi)約有引進的生產(chǎn)線150條左右，分別來自美、日、德、法、英、意等國以及港、臺地區(qū)。與此同時國內(nèi)自行設(shè)計制造的生產(chǎn)線也有200余條，年生產(chǎn)能力為0.1至1萬噸不等，以0.3～0.6萬噸級居多。著色材以青銅色系為主，約90%。采用的金屬鹽有單錫鹽、鎳鹽、鈷鹽以及鎳錫、鎳鈷混合鹽。其它色調(diào)有金黃、赭紅、暗紅等。還有少數(shù)采用無機鹽如草酸鐵銨、高錳酸鹽和鈷鹽等化學著色。目前鋁型材擠壓能力超過60萬噸、氧化著色能力大于35萬噸，而國內(nèi)市場年銷售量不足10萬噸，除少數(shù)廠家部分出口以及來料加工出口部分外，，總的形勢是供遠過于求。許多工廠的生產(chǎn)線沒有達到設(shè)計生產(chǎn)能力，經(jīng)濟效益差、浪費驚人，這是一窩蜂式的趕潮流、盲目引進、盲目設(shè)廠的突出表現(xiàn)。
　　80年代后期，國家進行治理整頓，基本建設(shè)萎縮，建筑限制使用鋁材，亦不準鋁材出口，鋁錠和化工原材料價格暴漲。這一時期鋁行業(yè)市場疲軟、銷路不暢，給許多企業(yè)帶來了困擾。從1991年起國家對某些限制松了綁，市場開始起動。今年“兩會”之后普遍認為一個新的建設(shè)高潮即將來臨，鋁行業(yè)又呈現(xiàn)勃勃生機。
　　本文主要談?wù)勔M線用添加劑國產(chǎn)化問題，預(yù)測和展望鋁行業(yè)的前景。 
二、現(xiàn)狀――引進線添加劑國產(chǎn)化的思考 
　　我國鋁氧化著色引進線有擠壓、氧化著色全套引進，單一引進氧化著色線，中外合資進口全套生產(chǎn)線等三種類型。無論哪種形式，其設(shè)備備件和工藝添加劑均依靠進口。這種靠“洋面包”過日子的狀況困擾著許多企業(yè)。除少數(shù)生產(chǎn)出口材料及沿海開放省市的工廠有部分外匯自主權(quán)，可繼續(xù)進口配件和藥品外，許多企業(yè)均難以為繼。
　　“七五”計劃期間國家計委為引進線國產(chǎn)化投資80萬元指標開發(fā)氧化著色添加劑，(鋁加工業(yè)其他研究投資更大)，與此同時國內(nèi)研究氧化著色添加劑也空前活躍，在80年代中期就取得了顯著成就。湖南大學、廣州電器科學研究所起步最早，隨后武漢材料保護研究所、北京有色金屬設(shè)計研究總院都先后研究成功鋁系列添加劑，為引進線添加劑的國產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。渤海鋁業(yè)有限公司、天津鋁合金廠、華北鋁加工廠、西南鋁加工廠等率先在引進線上全部或部分替代進口添加劑取得成功，產(chǎn)品暢銷國內(nèi)外。實踐證明我國研制的添加劑如堿蝕劑、錫鹽穩(wěn)定劑、冷封劑等的質(zhì)量指標已達到、有的還超過進口的添加劑，且成本降低、綜合經(jīng)濟效益提高。一批生產(chǎn)鋁添加劑的企業(yè)堀起。引進線添加劑國產(chǎn)化是必然的發(fā)展趨勢，這是我國自力更生，立于世界民族之林的精神體現(xiàn)。但為何現(xiàn)在還未能全面替代進口添加劑，下面我們來討論一下其主客觀原因。
　　1.阻礙引進線國產(chǎn)化的主要原因 
　　(1)意識上的原因:改革開放，引進國外先進技術(shù)，加速國家建設(shè)，無疑是明智之舉。但我國在引進技術(shù)方面陷入了極大的盲目性，既花費了國家巨額外匯，又阻礙了民族工業(yè)的發(fā)展。與此同時，也有輕視國內(nèi)研究成果的傾向，妨礙了國內(nèi)科技成果的推廣應(yīng)用。
　　同期，國內(nèi)設(shè)計建造了更多的生產(chǎn)線，采用國內(nèi)的設(shè)備、工裝和工藝，由于設(shè)備特別是模具、工裝輔助設(shè)施簡陋，技術(shù)管理和質(zhì)量監(jiān)督體系均不完備，其氧化著色材的質(zhì)量普遍比引進線差，這是事實。大家知道產(chǎn)品質(zhì)量是一個系統(tǒng)工程，個好的工藝方法必須有相應(yīng)的設(shè)施和良好技術(shù)管理配套，才能達到預(yù)期的效果。遺憾的是一些人未有看到引進線和國產(chǎn)線在配套設(shè)備和管理上的差異，未予詳細分析，便一概認為國產(chǎn)添加劑不如進口的，深怕引進線用上國產(chǎn)化的添加劑會影響質(zhì)量，因而亦影響了國產(chǎn)先進添加劑的推廣。 
　　(2)技術(shù)上的原因:縱觀鋁行業(yè)現(xiàn)狀，氧化著色技術(shù)人才都是從冶金、熱處理、機加工等專業(yè)轉(zhuǎn)行的，主持改革工藝難免有困難。且經(jīng)過一段時間對國外添加劑的摸索，他們熟悉了國外工藝的基本規(guī)律，要他們改用國產(chǎn)藥品總會怕掌握不了會影響生產(chǎn)和自己的前途，這是來自技術(shù)人員的另一種阻力。