铝合金表面化学抛光的作用及基本原理

　　经过机械抛光后的铝合金工件虽然已经获得光亮的表面，但若将机械抛光后的工件直接进行阳极氧化，所得到的只是一个平滑的表面而得不到反光系数较高的膜层，所以经机械抛光后的工件还必须进行化学抛光或电抛光，以除去工件表面在机械抛光时所形成的晶体变形层，从而获得光亮、细致的表面。

　　化学抛光可以认为是在一个特定条件下的光面化学侵蚀过程，其结果是需要获得一个平滑而光亮的表面，但并不是所有的铝合金材料都可以得到这个效果。一般而言，化学抛光质量随铝合金各组分的不同而异，含铜及锌的铝合金抛光效果较差，而高硅铝则完全不适合于采用化学抛光，通常是铝的纯度越高，抛光效果越好，抛光后的反射率越高。

　　化学抛光有三种应用：一是铝合金经喷砂或拉丝后旨在对其表面进行光泽处理的加工；二是经机械抛光的工件进行化学二次研磨以消除抛光时的抛光纹理，得到均匀而平滑的光亮表面，在理想状态下化学抛光可做到比电解抛光更为平滑光亮的镜面效果；三是铝合金工件在进行纹理蚀刻前或在阳极氧化前为了得到一个基本的光度（或称为底光）而进行的加工。在这三种应用中以机械抛光后的化学抛光要求最为严格，同时也最难控制。

　　化学抛光是通过抛光溶液对工件微观凹凸表面的膜层形成及溶解速率不同而达到抛光的目的。为了使抛光过程中对铝合金的溶解速率最小，需要膜层的形成速率大于溶解速率，这一目的是通过提高抛光溶液的黏度及溶液中的氧化剂或其他成膜添加剂达到的。关于化学抛光的原理并无一个权威的解释，目前有两种观点。

　　一是通过工件在抛光过程中由于扩散的控制而形成的氧化膜层或置换层并抑制金属的溶解速率，达到研磨的目的。当然不管是膜层或是置换层都不可能无限制地生长，在生长的同时也会被溶解。在工件表面的凹凸表面，凹面的膜层或置换层会优先一步形成，同时要厚一些。凸面的膜层或置换层会滞后一步形成，同时要薄一些。这是由于凸起面电流集中，活性大，溶解速率较凹面大所致。而这种现象的发生使铝合金的凹凸表面产生了腐蚀速率差，化学抛光正是利用了这种腐蚀速率差来完成对铝合金表面的整平作用，达到表面平滑光亮的目的。与此原理相关的抛光溶液都是浓度高的，比如常用的三酸、二酸抛光等，由于这类抛光溶液的黏稠度高及添加物质的作用，使其扩散速率很低。

　　二是利用化学抛光溶液的低浓度来达到对铝工件表面低溶解速率的作用并产生研磨效果。这种方法所用的抛光溶液一般都是由稀的硝酸和磷酸组成，铬酐提供氧化剂，过氧化氢作为氧化剂也属于此类作用。其抛光原理和上述基本相同，都是通过抛光溶液对铝合金表面凹凸面的溶解速率差使铝合金工件经抛光后达到平滑和光亮的目的。

　　化学抛光对金属表面的整平程度是十分均匀的，同时经化学抛光后的表面比机械抛光的表面光亮度具有更优越的耐久性。

　　铝合金的化学抛光可分为碱性抛光和酸性抛光两种。酸性化学抛光的主要原料是磷酸、硫酸、硝酸、乙酸、氟化氢铵等。由这些基本原料根据加工目的不同可以组成很多种配方，在化学抛光中仅有这些基本原料组成的配方并不能很好地满足于生产需求，还需要有目的地在抛光溶液中添加一些旨在提高其光泽度及平滑度的添加物质。这些添加物质可分为两大类：一是无机盐；二是有机物。无机盐中采用得最多的是银、铜、镍、铬盐等，有机物有甘油、草酸、柠檬酸、氨基酸等。