本发明属于铝型材加工处理技术领域，具体涉及一种高光铝型材电化学抛光处理工艺。
背景技术：
铝型材的外观和适用性在很大程度上取决于精饰前的表面预处理。铝型材的表面预处理主要包括：以抛光、刷光、滚光为基础的表面机械处理；以氢氧化钠腐蚀为主要介质的碱腐蚀技术；以氟化氢铵为主要截止的酸腐蚀技术；以磷酸、硫酸、硝酸为主要介质的强酸抛光技术；电解抛光技术；以六价铬为主的铬化技术等。其中，电化学抛光技术是应用最为广泛的、抛光效果最佳的技术之一。电化学抛光工艺过程中包括两个重要组成部分，一是电化学抛光的光亮过程，主要是微观光亮的过程；二是电化学抛光的光滑平整过程，主要是产生宏观、均匀、致密、光滑平整表面的过程，这些都是与化学抛光相类似的，不同之处在于化学抛光中所需电流是内部产生的，是局部微电池所产生的，而电化学抛光中的电流是由外部供给。电化学抛光的过程由电化学反应过程控制。
电化学抛光工艺适用于获得高光亮度的铝型材表面，对于特殊加工的铝型材可以得到高镜面光亮度的表面。典型的电化学抛光工艺由碳酸钠-磷酸三钠的碱性电化学抛光工艺、磷酸-铬酸-硫酸电化学抛光工艺、氟硼酸电化学抛光工艺和硫酸-铬酸电化学抛光工艺。电化学抛光过程中影响因素最终抛光面品质的因素较多，主要包括如下：
1、装料方式；
2、搅拌方式；
3、抛光时间、抛光温度、抛光液组成；
4、抛光电流电压与抛光液之间的适配性。
现有技术中的电化学抛光工艺往往对特定铝型材加工工艺适配程度较低，抛光效率不高，抛光成品光亮度不足，一旦抛光液使用循环次数过多铝型材表面会形成白色附着物，对后续加工工艺影响非常大。
技术实现要素：
为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种以氟硼酸体系为主的高光铝型材电化学抛光处理工艺，该工艺能够对铝型材进行有效的高光抛光，尤其针对7系铝合金有非常好的抛光效果。
本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：
本发明中提供的铝型材电化学抛光处理工艺，抛光槽内槽液组成为氟硼酸25-28g/l、硝酸5-5.5g/l、阿拉伯酸6.0-6.1g/l、黄原酸0.5-0.6g/l、余量为水，抛光槽槽液温度为25-35℃，抛光电流密度为2.0-2.1a/dm2；
电化学抛光过程中，铝型材放置于抛光槽液中，导电梁固设于可移动阳极导电座上；当单个待加工的铝型材表面积小于100cm2，抛光电压不超过15v；当单个待加工的铝型材表面积大于等于100cm2、小于等于160cm2，其抛光电压不低于15v、不高于20v；当单个待加工的铝型材表面积大于160cm2，其抛光电压不低于20v、不超过35v；
电化学抛光过程中铝型材为倾斜悬挂，其悬挂角度与导电梁呈15-18°；铝型材在电化学抛光处理之前在80-85℃烘箱中烘烤10-15min。
本发明中采用的氟硼酸、硝酸和柠檬酸的混合酸体系作为电化学抛光液的组成，电化学抛光过程中，铝型材放置于抛光槽液中，导电梁固设于可移动阳极导电座上，操作电压与待加工的铝型材表面积有关，两者需适配，否者会出现电压不足抛光面粗糙和光亮度低，或者电压过高铝型材表面出现白色附着的问题。
硝酸含量一定要进行合理控制，硝酸含量偏低会导致铝型材表面集聚过量的气体从而形成气穴产生腐蚀，与之相适配的，可调整可移动阳极导电座的速率，协助气体尽快排出。本发明中优选所述可移动阳极导电座每分钟移动15-20周。硝酸含量也不宜过高，否则酸浸蚀严重，会使电化学抛光过程反应剧烈导致铝型材表面过于粗糙，无法达到抛光的效果。柠檬酸则可有效避免铝型材在抛光过程中产生点蚀现象，尤其是避免铝型材表面产生浅表腐蚀缺陷或者产生烤干的乳液痕迹。7系铝合金中锌含量高，还包含镁、铬、镍、钛等金属杂质离子，本发明中抛光液中添加少量黄原酸能够有效沉淀多余的杂质离子，保证电解抛光过程顺利进行，提升电解抛光液的使用循环周期。
抛光过程中的电流密度需严格进行控制，若电流密度低会无法有效抛光，过高则会产生安全隐患，一旦铝合金工件通电电压上升过快，会产生电灼伤，对操作人员和待加工的铝合金工件都存在不良的影响。
铝型材原料的含水率在现有技术的抛光工艺中往往被忽视，实际情况在若铝型材表面含水率高，则会造成抛光的表面光亮度不足，水分含量过高时，一旦硝酸含量过高，则会造成铝型材表面形成彩虹膜。故在本发明中，铝型材在电化学抛光处理之前在80-85℃烘箱中烘烤10-15min，彻底去除本身自带的水分。同时，由于电化学抛光过程中会产生大量的气泡，若起泡不及时排出则会在铝型材表面形成阻挡电流的气泡层，本发明中将电化学抛光过程中铝型材为倾斜悬挂，其悬挂角度与导电梁呈15-18°，使产生的气泡由于倾角配合搅拌能够顺利排出。
进一步地，所述抛光槽底部设有用于辅助加热的换热铜管，所述铜管内联通外部热源。
进一步地，所述抛光槽内槽液内还添加2-3g/l的阿拉伯胶或者黄原胶，防止酸液对铝合金型材表面的过量浸蚀。
进一步地，所述抛光槽内槽液内还添加0.1-0.15g/l的过硫化钠，用于沉淀抛光槽液内多余的铜离子，多余的铜离子会造成铝型材抛光面具有金属铜颜色特征的颜色膜，影响后续加工处理。
进一步地，所述电化学抛光处理工艺中，氟硼酸工作浓度低于18g/l时即需要补充抛光槽槽液。氟硼酸工作浓度在25-28g/l范围内最佳，随着电化学抛光的进行，其工作浓度会随之降低，一旦低于18g/l时，抛光效果已经无法被接受，故需补充新的抛光液。进一步地，所述抛光槽槽液补充量为原槽液体积的15-20%。
进一步地，所述抛光槽槽液内溶铝量不大于6g/l。溶铝量过高会造成铝型材表面沉积冰晶状外观的附着物，使电化学抛光过程不能正常进行。
进一步地，为增进搅拌效率，所述抛光槽槽体侧壁上设有自转搅拌器，在可移动阳极导电座移动的过程中，自转搅拌器可自行转动使抛光液搅拌充足。
进一步地，所述电化学抛光处理工艺适用于锌含量大于5wt%的铝合金，包括7001、7003、7021、7049、7050、7150、7055、7075、7175、7475、7085铝合金。
本发明具有以下优点：
本发明提供了一种以氟硼酸体系为主的高光铝型材电化学抛光处理工艺，该工艺能够对铝型材进行有效的高光抛光，尤其针对7系铝合金有非常好的抛光效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明。
以下实施例中使用的抛光槽底部设有换热铜管，铜管内联通外部热源，以保证抛光槽内温度维持在恒定的工艺温度。电化学抛光工艺循环6-8次，测试氟硼酸浓度和溶铝浓度，氟硼酸工作浓度低于18g/l时即需要补充抛光槽槽液，抛光槽槽液补充量为原槽液体积的20%。溶铝量超过6g/l后更换抛光液。电化学抛光过程中铝型材为倾斜悬挂，其悬挂角度与导电梁呈16°；铝型材在电化学抛光处理之前在85℃烘箱中烘烤15min，烘烤温度和时间需严格控制，否则铝型材表面易黄化。
抛光槽槽体侧壁上设有自转搅拌器，可移动阳极导电座每分钟移动20周。
实施例1
将7001铝合金制成表面积为80cm2的片材进行电化学抛光处理，抛光槽内槽液组成为氟硼酸28g/l、硝酸5.0g/l、阿拉伯酸6.1g/l、黄原酸0.56g/l、余量为水，抛光槽槽液温度为30℃，抛光电流密度为2.05a/dm2。抛光时长为6分钟，获得高光表面。
电化学抛光过程中，铝型材放置于抛光槽液中，导电梁固设于可移动阳极导电座上，抛光电压为12v。
实施例2
将7003铝合金制成表面积为120cm2的片材进行电化学抛光处理，抛光槽内槽液组成为氟硼酸28g/l、硝酸5.4g/l、阿拉伯酸6.0g/l、黄原酸0.5g/l、余量为水，抛光槽槽液温度为30℃，抛光电流密度为2.05a/dm2。抛光时长为8分钟，获得高光表面。
电化学抛光过程中，铝型材放置于抛光槽液中，导电梁固设于可移动阳极导电座上，抛光电压为16v。
实施例3
将7021铝合金制成表面积为180cm2的片材进行电化学抛光处理，抛光槽内槽液组成为氟硼酸28g/l、硝酸5.5g/l、阿拉伯酸6.0g/l、黄原酸0.55g/l、余量为水，抛光槽槽液温度为30℃，抛光电流密度为2.1a/dm2。抛光时长为12分钟，获得高光表面。
电化学抛光过程中，铝型材放置于抛光槽液中，导电梁固设于可移动阳极导电座上，抛光电压为24v。
实施例4
本实施例各项条件与实施例1相同，抛光槽液中添加2.5g/l的阿拉伯胶。其加工效果与实施例1相同。
实施例5
本实施例各项条件与实施例1相同，抛光槽液中添加2.5g/l的黄原胶。其加工效果与实施例1相同。
实施例6
本实施例各项条件与实施例1相同，抛光槽液中添加0.1g/l的过硫化钠。其加工效果与实施例1相同。抛光循环10-15次后槽底有少量沉淀，过滤去除后其使用的循环周期比实施例1长1-2个循环次数。
实施例7
本实施例各项条件与实施例1相同，所处理的片材为表面积为80cm2的7049铝合金片材。其加工效果与实施例1相同。
实施例8
本实施例各项条件与实施例1相同，所处理的片材为表面积为80cm2的7050铝合金片材。其加工效果与实施例1相同。
实施例9
本实施例各项条件与实施例1相同，所处理的片材为表面积为80cm2的7150铝合金片材。其加工效果与实施例1相同。
实施例10
本实施例各项条件与实施例2相同，所处理的片材为表面积为120cm2的7055铝合金片材。其加工效果与实施例2相同。
实施例11
本实施例各项条件与实施例2相同，所处理的片材为表面积为120cm2的7075铝合金片材。其加工效果与实施例2相同。
实施例12
本实施例各项条件与实施例3相同，所处理的片材为表面积为180cm2的7175铝合金片材。其加工效果与实施例3相同。
实施例13
本实施例各项条件与实施例3相同，所处理的片材为表面积为180cm2的7475铝合金片材。其加工效果与实施例3相同。
实施例14
本实施例各项条件与实施例3相同，所处理的片材为表面积为180cm2的7085铝合金片材。其加工效果与实施例3相同。
由上述实施例可以看出，本发明中的氟硼酸电化学抛光工艺能够对铝型材进行有效的高光抛光，尤其针对锌含量大于5wt%的7系铝合金有非常好的抛光效果。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。