鋁合金低倍堿蝕槽結(jié)垢抑制方法

(河南中孚實(shí)業(yè)股份有限公司，河南 鞏義 451261)

在鋁合金低倍組織檢驗(yàn)過(guò)程中，首先要對(duì)試樣進(jìn)行堿腐蝕處理，消除試樣的雜物，使試樣能清晰的顯示組織狀況。在生產(chǎn)性化驗(yàn)室中，低倍分析試樣多，且試樣狀況復(fù)雜，堿腐蝕工作繁重。隨著工作時(shí)間和工作量的增加，在堿蝕槽內(nèi)的堿蝕液與試樣反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的堿蝕產(chǎn)物，緊附于容器內(nèi)壁，形成結(jié)構(gòu)密實(shí)、質(zhì)地堅(jiān)硬的整塊白色結(jié)垢。在清理堿蝕容器時(shí)，只能用錘子、鑿子一點(diǎn)點(diǎn)鑿下來(lái)，勞動(dòng)強(qiáng)度很大。且現(xiàn)在生產(chǎn)化驗(yàn)室用的堿蝕容器多為PVC 材質(zhì)的方形槽，冬天氣溫低的時(shí)候，槽子焊縫脆性大，在清理堿蝕槽時(shí)如果動(dòng)作過(guò)大，容易造成槽子開(kāi)裂，損壞。因此，能如何抑制堿蝕產(chǎn)物結(jié)垢就成了保護(hù)堿蝕槽，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高檢驗(yàn)數(shù)量的關(guān)鍵問(wèn)題。

一 實(shí)驗(yàn)背景

鋁合金低倍試樣堿蝕液的成份為濃度80～120g/L的NaOH 溶液①。NaOH 溶液中的NaOH 具有強(qiáng)腐蝕性，與鋁合金試樣及表面的其它雜質(zhì)反應(yīng)，從而達(dá)到清除試樣檢驗(yàn)面雜質(zhì)，清晰顯現(xiàn)試樣組織的目的。在這個(gè)過(guò)程中，堿溶液中的NaOH 與鋁等金屬反應(yīng)，生成鋁鹽等白色小顆粒沉淀。該沉淀經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間靜置、下沉、脫水，形成結(jié)構(gòu)密實(shí)，質(zhì)地堅(jiān)硬的高強(qiáng)度塊狀結(jié)垢，緊緊附著在堿蝕槽的壁上和底部。在堿蝕液中加入酒石酸鉀鈉②，可以抑制高強(qiáng)度堿蝕結(jié)垢的形成，而形成一種結(jié)構(gòu)松散的白色乳狀沉淀，并下沉在堿蝕槽的底部，與NaOH 溶液分為兩層，并不影響NaOH 溶液的使用。

二 試驗(yàn)步驟

1.在NaOH 溶液里加入酒石酸鉀鈉防止沉淀結(jié)垢的可行性

在5個(gè)1000ml 燒杯內(nèi)分別加入配制好的15%NaOH 溶液500ml，依次在每個(gè)燒杯中加入酒石酸鉀鈉9g、11g、13g、15g、17g，然后分別在每個(gè)燒杯中加入等重量、同形狀的鋁合金試樣(20mm* 20mm* 20mmm)4 塊。在室溫20℃條件下反應(yīng)。在反應(yīng)約20小時(shí)后，1號(hào)燒杯出現(xiàn)白色膠狀沉淀，沉在杯底，上層為透明NaOH 溶液。2、3、4、5號(hào)燒杯中全部呈現(xiàn)白色膠狀沉淀，無(wú)NaOH 溶液，已無(wú)法再和鋁合金試樣反應(yīng)。

經(jīng)過(guò)該實(shí)驗(yàn)，我們得出兩個(gè)結(jié)論:1、15%的NaOH 溶液加入酒石酸鉀鈉，再放入鋁合金試樣，的確可以生成白色膠狀沉淀，鋁合金試樣也按預(yù)期目標(biāo)被充分堿蝕，達(dá)到檢驗(yàn)要求。2、當(dāng)加入的酒石酸鉀鈉的用量不同時(shí)，生成的白色膠狀沉淀量也不同。過(guò)多加入酒石酸鉀鈉，會(huì)造成生成過(guò)多白色膠狀沉淀，使NaOH 溶液無(wú)法再次使用。

2.確定合適的酒石酸鉀鈉加入量

分別在6個(gè)1000ml 燒杯中加入配制好的15%的NaOH 溶液500ml，然后依次在每個(gè)燒杯中加入酒石酸鉀鈉0g、1g、3g、5g、7g、9g，分別在每個(gè)燒杯中加入等量的鋁合金試樣(20mm*20mm* 20mmm)4 塊，在室溫20℃條件下反應(yīng)，試驗(yàn)時(shí)間、現(xiàn)象如下表:

時(shí)間現(xiàn)象編號(hào)1#(0g) 2#(1g) 3#(3g) 4#(5g) 5#(7g) 6#(9g)15小時(shí)出現(xiàn)白色顆粒狀沉淀，上層為NaOH 溶液出現(xiàn)白色顆粒狀沉淀，上層為NaOH 溶液全部呈現(xiàn)糊狀沉淀，并出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象，有糊狀物濺出出現(xiàn)白色顆粒狀沉淀，上層為NaOH 溶液出現(xiàn)白色顆粒狀沉淀，上層為NaOH 溶液出現(xiàn)白色膠狀沉淀，上層 為NaOH 溶液30小時(shí)出現(xiàn)白色顆粒狀沉淀，上層為NaOH 溶液出現(xiàn)白色顆粒狀沉淀，上層為NaOH 溶液無(wú)法使用出現(xiàn)白色顆粒狀沉淀，上層為NaOH 溶液出現(xiàn)白色顆粒狀沉淀，上層為NaOH 溶液全部呈現(xiàn)膠狀沉淀，無(wú)法使用。45小時(shí)沉淀部分呈現(xiàn)片狀，上層 為NaOH 溶液沉淀仍為顆粒狀，上層為NaOH溶液無(wú)法使用沉淀仍為顆粒狀，上層為NaOH溶液液沉淀仍為顆粒狀，上層為NaOH溶液無(wú)法使用60小時(shí)沉淀部分呈現(xiàn)片狀，但數(shù)量明顯較 45h后多沉淀部分呈現(xiàn)片狀，無(wú)法使用 沉淀呈現(xiàn)乳狀沉淀呈現(xiàn)乳狀無(wú)法使用150小時(shí) 沉淀大部分呈現(xiàn)塊狀沉淀部分呈現(xiàn)塊狀 無(wú)法使用 沉淀呈現(xiàn)乳狀沉淀呈現(xiàn)乳狀無(wú)法使用

由實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論:在15%的NaOH 堿蝕溶液中，按照5～7g/500ml 溶液加入酒石酸鉀鈉，生成白色乳狀沉淀，不結(jié)塊，有很好的流動(dòng)性，并與NaOH 溶液分層，即能達(dá)到NaOH 溶液再利用的目的，又可以很輕松的清理沉淀，給清理工作帶來(lái)很大方便。

3.加入酒石酸鉀鈉是否影響堿蝕效果

為驗(yàn)證加入的酒石酸鉀鈉是否對(duì)鋁合金堿蝕產(chǎn)生影響，進(jìn)行加入和不加入的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。分別在1#、2#兩個(gè)1000ml 燒杯中加入配制好的15%的NaOH 溶液500ml，在2#燒杯中加入酒石酸鉀鈉5g，分別在兩個(gè)燒杯中放入鋁合金試樣(20mm*20mm* 20mmm)進(jìn)行堿蝕，0.5小時(shí)后取出，進(jìn)行比對(duì)，試樣處理效果一致，完全達(dá)到檢驗(yàn)要求。

4.生產(chǎn)條件下的使用酒石酸鉀鈉的效果

在堿蝕槽(480mm* 480mm* 600mm)內(nèi)加入配制好的15%的NaOH 溶液，經(jīng)計(jì)算溶液體積約為76L，按照5g/500ml比例加入酒石酸鉀鈉760g，按照正常程序進(jìn)行使用。在第60天，經(jīng)過(guò)12小時(shí)的靜置后，堿蝕槽內(nèi)溶液分為兩層，上層為NaOH 溶液，下層為白色沉淀，沉淀呈現(xiàn)為乳狀，可將NaOH 溶液和沉淀分離，沉淀倒入其他容器進(jìn)行下步回收處理。而在堿蝕槽壁上和底部均未出現(xiàn)沉淀結(jié)垢。整個(gè)清理過(guò)程不超過(guò)10分鐘。

三 結(jié)論

經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際工作中的使用后驗(yàn)證，在濃度為15%的NaOH 溶液中按比例加入酒石酸鉀鈉，可有效避免在鋁合金低倍分析堿蝕過(guò)程中沉淀結(jié)垢。該方法造價(jià)低，使用方便，沒(méi)有危險(xiǎn)性，對(duì)現(xiàn)有試樣制備工藝沒(méi)有影響，還可以提高堿蝕液的重復(fù)再利用，保護(hù)堿蝕槽底壁，降低檢驗(yàn)人員清理堿蝕槽的勞動(dòng)強(qiáng)度，值得在實(shí)際檢驗(yàn)工作中推廣。

[1]《變形鋁及鋁合金制品低倍組織檢驗(yàn)方法(GB/T 3246.2-2000)》國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局

[2]《鋁及鋁合金牌號(hào)與金相圖譜速用速查及金相檢驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用指導(dǎo)手冊(cè)》.趙志遠(yuǎn).中國(guó)知識(shí)出版社ISBN 988-97854-2-3