一種鋁及其合金蝕刻速度控制方法
【專利摘要】本發(fā)明利用NaAlO2在適量水的條件下，結(jié)晶析出Al(OH)3，從而使蝕刻液中鋁離子控制在工藝范圍內(nèi)(鋁離子濃度35-65g／L)，一方面確保鋁及其合金蝕刻速度穩(wěn)定，另一方面延長蝕刻液使用壽命5倍以上。
【專利說明】一種鋁及其合金蝕刻速度控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種鋁及其合金蝕刻速度控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蝕刻是在航空航天工業(yè)中廣泛應(yīng)用的一種重要的鋁合金加工方法。
[0003]鋁及其合金蝕刻時(shí)的化學(xué)反應(yīng)式如下:
[0004]2Al+2Na0H+2H30 — 2NaA102+3H2
[0005]鋁及其合金蝕刻過程中，鋁溶解在蝕刻液中以NaAlO2的形式存在，NaAlO2的產(chǎn)生會(huì)使蝕刻液功效降低，隨著蝕刻的進(jìn)行，由于鋁金屬不斷溶解，蝕刻液中的NaAlO2濃度不斷增加，影響了蝕刻速度。
[0006]如何控制NaAlO2的濃度，保證蝕刻速度已成為鋁及其合金蝕刻加工的一個(gè)難題。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)蝕刻液配方及條件:
[0008]氫氧化鈉:140_170g/ L
[0009]硫化鈉:13_18g/L
[0010]三乙醇胺38_45g/L
[0011]鋁離子:35_65g/L`
[0012]溫度:100-105°C
[0013]現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)
[0014](I)當(dāng)鋁離子濃度大于75g / L時(shí)，鋁及其合金蝕刻速度低，達(dá)不到工藝要求，蝕刻液報(bào)廢。
[0015](2)蝕刻液使用壽命短，生產(chǎn)成本高。
[0016](3)報(bào)廢后的蝕刻液是危害廢物，處置費(fèi)用高。
[0017]術(shù)語解釋:
[0018](I)苛性比:指的是鋁酸鈉溶液中Na2O與Al2O3的摩爾數(shù)之比；
[0019](2)晶種系數(shù)(種子比)，即添加的晶種中Al2O3含量與溶液鋁酸鈉中Al2O3含量的比值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明提供一種鋁及其合金蝕刻速度控制方法，其特征在于包括以下步驟:
[0021]步驟一，
[0022]從蝕刻槽中取出總量約10%的蝕刻液；所述蝕刻槽中含有蝕刻液體積在30m380m3,所述蝕刻液包括氫氧化鈉:140-170g / L，硫化鈉:13_18g / L，三乙醇胺38-45g / L，鋁離子:35-65g / L。
[0023]步驟二，
[0024]將步驟一中的蝕刻液放入稀釋槽中加純水(體積比1:1)稀釋冷卻，使蝕刻液得到稀釋，成為稀釋液。[0025]步驟三，
[0026]將步驟二中所制得的稀釋液導(dǎo)入結(jié)晶槽進(jìn)行結(jié)晶反應(yīng)，生成Al (OH)3晶體和NaOH，結(jié)晶槽中的反應(yīng)條件為:苛性比2.5-2.8，晶種系數(shù)1.0-1.7，時(shí)間24小時(shí)，溫度25_35°C。每升蝕刻液產(chǎn)出氫氧化鋁晶體沉淀物約25克。
[0027]步驟四，
[0028]將步驟三中反應(yīng)制得的物質(zhì)放入沉淀池中進(jìn)行固液分離，沉淀時(shí)間1-2小時(shí)后，上清液回流到蝕刻槽中，分離出的氫氧化鋁晶體沉淀物按廢物安全處置或利用。
[0029]有益效果:
[0030]1、在蝕刻過程中新增溶解的鋁，通過上述步驟以氫氧化鋁晶體沉淀物的形式去除，從而使蝕刻液中的鋁離子濃度穩(wěn)定，達(dá)到控制產(chǎn)品質(zhì)量，提高蝕刻液使用壽命的目的。
[0031]2、由于蝕刻液使用壽命的提高，從而帶來生產(chǎn)過程化學(xué)藥品使用量的減少，降低了生產(chǎn)成本，降低了危險(xiǎn)廢物的潛在危害，降低了報(bào)廢蝕刻液處置費(fèi)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0033]圖1是本發(fā)明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]本發(fā)明利用NaAlO2在適量水的條件下，結(jié)晶析出Al (OH) 3，從而使蝕刻液中鋁離子控制在工藝范圍內(nèi)(鋁離子濃度35-65g / L)，一方面確保鋁及其合金蝕刻速度穩(wěn)定，另一方面延長蝕刻液使用壽命5倍以上。
[0035]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0036]一種鋁及其合金蝕刻速度控制方法，其特征在于包括以下步驟:
[0037]步驟一，
[0038]從蝕刻槽中取出總量約10%的蝕刻液；所述蝕刻槽中含有蝕刻液體積在30m3-80m3，所述蝕刻液包括氫氧化鈉:140-170g / L，硫化鈉:13_18g / L，三乙醇胺38-45g / L，鋁離子:35-65g / L (在堿性條件下鋁離子存在形式為A102_，組成的化合物為NaAlO2)
[0039]步驟二，
[0040]將步驟一中的蝕刻液放入稀釋槽中加純水(體積比1:1)稀釋冷卻，使蝕刻液得到稀釋，成為稀釋液。
[0041]步驟三，
[0042]將步驟二中所制得的稀釋液導(dǎo)入結(jié)晶槽進(jìn)行結(jié)晶反應(yīng)(反應(yīng)式為:NaA102+H20 ^NaOH+Al (OH) 3)，生成Al (OH) 3晶體和NaOH，結(jié)晶槽中的反應(yīng)條件為:苛性比2.5-2.8，晶種系數(shù)1.0-1.7，時(shí)間24小時(shí)，溫度25-35°C。每升蝕刻液產(chǎn)出氫氧化鋁晶體沉淀物約25克。
[0043]步驟四，
[0044]將步驟三中反應(yīng)制得的物質(zhì)放入沉淀池中進(jìn)行固液分離，沉淀時(shí)間1-2小時(shí)后，上清液回流到蝕刻槽中，分離出的氫氧化鋁晶體沉淀物按廢物安全處置或利用。
[0045]應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申 請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁及其合金蝕刻速度控制方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一， 從蝕刻槽中取出總量約10%的蝕刻液；所述蝕刻槽中含有蝕刻液體積在30m3-80m3，所述蝕刻液包括氫氧化鈉:140-170g / L，硫化鈉:13-18g / L，三乙醇胺38-45g / L，鋁離子:35-65g/L ； 步驟二， 將步驟一中的蝕刻液放入稀釋槽中加純水(體積比1:1)稀釋冷卻，使蝕刻液得到稀釋，成為稀釋液； 步驟三， 將步驟二中所制得的稀釋液導(dǎo)入結(jié)晶槽進(jìn)行結(jié)晶反應(yīng)，生成Al (OH) 3晶體和NaOH，結(jié)晶槽中的反應(yīng)條件為:苛性比2.5-2.8，晶種系數(shù)1.0-1.7，時(shí)間為24小時(shí)，溫度25_35°C ;每升蝕刻液產(chǎn)出氫氧化鋁晶體沉淀物約25克； 步驟四， 將步驟三中反應(yīng)制得的物質(zhì)放入沉淀池中進(jìn)行固液分離，沉淀時(shí)間1-2小時(shí)后，上清液回流到蝕刻槽中，分離出的 氫氧化鋁晶體沉淀物按廢物安全處置或利用。
【文檔編號(hào)】C23F1/46GK103668211SQ201310642872
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】魏立安, 周國華, 尹茂生, 曹慧蘭, 胡潤霞 申請人:成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司