铝合金锻件的表面清洗方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝合金锻件清洁技术领域，特别是指一种铝合金锻件的表面清洗方法。
【背景技术】
[0002]随着能源短缺和环境污染问题的日益突出，节能减排成为经济社会发展的内在要求。与之相适应，对于交通行业，尤其是汽车的减重需求日益迫切，大量铝合金零部件得到了重视和应用。对于特殊需求的铝合金零部件需采用锻造成型，既可减轻自身重量又能达到较高的强度。在金属锻造过程中需要在锻模型腔内壁喷涂润滑剂，降低摩擦系数的同时还可防止金属在锻压过程中与模具粘在一起。铝合金锻造过程中主要运用到油基石墨润滑剂，此润滑剂主要由润滑油和石墨组成，这样在取得较佳的润滑效果的同时还可顺利脱模并能防止锻件的氧化。但是，采用油基石墨润滑剂存在一很难根治的难题，那就是石墨在高温下汽化形成的碳颗粒易粘附到铝合金锻件表面，再加上锻压装备上油污易形成致密的黑色油污膜。传统的钢刷或抛丸清洗金属表面，对于较软的铝合金来说易损伤锻件表面，还会将石墨颗粒嵌入锻件表面，更是无法清洗干净。因而，铝合金锻件的表面颗粒的清洗问题是制约产品开发的关键问题之一。
[0003]现有技术中有采用碱洗、酸洗、热水浸泡等工艺的去除表面污渍的方法中，又容易造成腐蚀铝合金表层、导致铝合金表面光泽度不佳，或者清洗去除颗粒不彻底等问题。
[0004]有鉴于此，一种能够彻底去除铝合金锻件表面颗粒物，同时不进一步腐蚀铝合金表面，且洗后能够还原铝合金本色的清洗方法的出现就很有必要了。
【发明内容】
[0005]本发明提出一种铝合金锻件的表面清洗方法，解决了现有技术中无法铝合金表面颗粒物去除不彻底、腐蚀铝合金表面以及洗后光泽度不佳的问题。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]一种铝合金锻件的表面清洗方法，包括:
[0008]将表面含有碳颗粒的铝合金锻件进行以下步骤的清洗；
[0009]第一酸洗；
[0010]第一碱洗；
[0011]光亮；
[0012]切削液中浸泡；
[0013]第二碱洗；
[0014]第二酸洗；
[0015]水中浸泡；以及
[0016]干燥。
[0017]作为优选的技术方案，所述切削液为铝合金切削液，市售的铝合金切削液均可用于本发明的清洗过程中。本发明中使用铝合金切削液来浸泡铝合金锻件，可使铝合金锻件表面的碳颗粒快速沉降，同时在铝合金锻件表面生产致密的润滑膜防止表面氧化；因此该步骤是防锈以及清洁的关键步骤。而现有技术的清洗中不含有此步骤，而是直接进行纯水浸泡，这样铝合金锻件表面的碳颗粒沉降速度慢，耗时长，也难以形成产生保护作用的润滑膜。因此，使用切削液浸泡的过程与现有技术相比，效率高，防锈且清洁效果更好。
[0018]作为优选的技术方案，所述第一酸洗的工艺如下:采用质量百分比浓度40-60%的磷酸溶液和质量百分比浓度5-10%的硝酸溶液的混合酸清洗所述铝合金锻件，温度控制在80-110°C，清洗到所述铝合金锻件的表面裸露碳颗粒即可。此过程中如果使用单一酸进行清洗或者除此混合酸进行清洗，一般清洗后的铝合金锻件表面的光洁度不佳。此过程的清洗时间一般为3-5min，只要能够看到铝合金锻件表面裸露碳颗粒即可。该步骤的酸洗具有连个作用，一去除铝合金锻件表面的油污，二裸露铝合金锻件表面的碳颗粒。
[0019]作为优选的技术方案，所述磷酸溶液与所述硝酸溶液的体积比为1:1。
[0020]作为优选的技术方案，所述第一碱洗的工艺如下:采用质量百分比浓度8?12%的NaOH溶液清洗经过第一酸洗后的所述铝合金锻件，温度控制在50-70°C，时间为
0.5-2min。该步骤的作用是中和所述铝合金锻件表面的pH值，阻止进一步腐蚀所述铝合金锻件。
[0021]作为优选的技术方案，所述光亮的工艺如下:采用质量百分比浓度为20-30%的硝酸溶液浸泡经过第一碱洗后的所述铝合金锻件，浸泡时间为l_2min。该步骤的作用是进一步中和第一碱洗的碱性。
[0022]作为优选的技术方案，所述第二碱洗的工艺如下:采用质量百分比浓度6-8%的NaOH溶液清洗经过切削液浸泡后的所述铝合金锻件，温度控制在20-40°C，时间为4_5min。该步骤的作用是脱脂和洗去油污。
[0023]作为优选的技术方案，所述第二酸洗的工艺如下:采用质量百分比浓度4?6%的硝酸溶液清洗经过第二碱洗后的所述铝合金锻件，温度控制在30-50°C，时间4-5min。该步骤的作用是中和第二碱洗的碱性。
[0024]作为优选的技术方案，所述干燥为风干。
[0025]本发明与现有技术相比，具有如下有益效果:本发明的工艺中需要在切削液中浸泡，这样可以加速碳颗粒的沉降速度，提高工作效率，同时还可以在铝合金锻件的表面形成致密的润滑膜防止表面氧化。
[0026](I)该工艺中第一酸洗中选择硝酸和磷酸的混合酸，使得洗后的铝合金锻件表面的光洁度较好，而且去油污的能力也较强。
[0027](2)该工艺提高了生产效率，降低了生产成本，且操作简单成熟，适合于规模化推广应用。
【具体实施方式】
[0028]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]本发明利用铝合金锻件的两性特征，即遇酸、遇碱均会腐蚀，而石墨却耐酸、耐碱的特性，在铝合金锻件腐蚀掉一薄层金属，使碳颗粒裸露分离出来的方法。基于此，本发明提供一种合金锻件的表面清洗方法。其中第一酸洗的酸的种类的选择以及切削液浸泡过程均为本发明的关键点。切削液选择市场上售卖的铝合金切削液即可，无其它特别要求。以下将详细阐述具体使用方法。以下实施例中使用的物质均为市售产品。
[0030]实施例1
[0031]一种铝合金锻件的表面清洗方法，包括:
[0032]将表面含有碳颗粒的铝合金锻件进行以下步骤的清洗；
[0033]步骤S1:第一酸洗；
[0034]混合酸的配制:取质量百分比浓度40%的磷酸溶液0.5L，取质量百分比浓度10%的硝酸溶液0.5L，将磷酸溶液和硝酸溶液混合得到混合酸(溶液体积的多少与清洗工件的数量有关，个别工件的清洗仅以能淹没工件为宜，若是大批量清洗时，则需取一定百分比浓度溶液的适量体积，本实施例的溶液体积以IL为例)；
[0035]使用上述配制的混合酸清洗铝合金锻件，清洗过程中的温度控制在80°C左右，清洗3分钟左右，直到铝合金锻件的表面裸露碳颗粒，然后进行下一步的清洗。此过程中如果使用单一酸进行清洗或者除此混合酸进行清洗，一般清洗后的铝合金锻件表面的光洁度不佳。该步骤的酸洗具有连个作用，一去除铝合金锻件表面的油污，二裸露铝合金锻件表面的碳颗粒。
[0036]步骤S2:第一碱洗；该步骤的作用是中和所述铝合金锻件表面的pH值，阻止进一步腐蚀所述铝合金锻件。
[0037]使用质量百分比浓度8%的NaOH溶液1L，清洗经过第一酸洗后的铝合金锻件，温度控制在50°C左右，时间为0.5min左右。
[0038]步骤S3:光亮；该步骤的作用是进一步中和第一碱洗的碱性。
[0039]采用质量百分比浓度为20%的硝酸溶液1L，将经过第一碱洗后的铝合金锻件放入该硝酸溶液中浸泡，浸泡时间为2min左右。
[0040]步骤S4:切削液中浸泡；
[0041]将经过光亮程序后的铝合金锻件放在铝合金切削液中浸泡，一般浸泡2-3天即可，经过浸泡后的铝合金锻件表面的碳颗粒快速沉降，同时在铝合金锻件表面生产致密的润滑膜防止表面氧化；因此该步骤是防锈以及清洁的关键步骤。而现有技术的清洗中不含有此步骤，而是直接进行纯水浸泡，这样铝合金锻件表面的碳颗粒沉降速度慢，耗时长，也难以形成产生保护作用的润滑膜。因此，使用切削液浸泡的过程与现有技术相比，效率高，防锈且清洁效果更好。
[0042]步骤S5:第二碱洗；该步骤的作用是脱脂和洗去油污。
[0043]采用质量百分比浓度6%的NaOH溶液1L，清洗经过切削液浸泡后的铝合金锻件，整个过程中温度控制在20°C，时间为4min左右。
[0044]步骤S6:第二酸洗；该步骤的作用是中和第二碱洗的碱性。
[0045]采用质量百分比浓度4%的硝酸溶液清洗经过第二碱洗后的铝合金锻件，清洗过程中的温度控制在30°C左右，时间4min左右。
[0046]步骤S7:水中浸泡；
[0047]将经过步骤S6处理后的铝合金锻件放在纯水中浸泡2-3天，浸泡的目的一是清洁酸碱中和后的铝合金锻件，另一是可定量检测水槽中碳颗粒的残留量，批量生产时可缩短此时间。
[0048]步骤S8:风干经过步骤S7浸泡后的铝合金锻件上的水痕。
[0049]经过S1-8步骤处理后的铝合金锻件，其表面几乎没有颗粒残留，而且油污去除效果好，没有水痕，铝合金锻件表面呈现铝合金的