本发明属于金属表面化学处理领域，尤其涉及铝合金蚀刻、调整组合物及其蚀刻方法。
铝合金表面进行蚀刻加工一直都是一个非常热门的话题，由于铝基材本身所固有的金属特性有别于不锈钢等材料，蚀刻加工过程中容易产生侧蚀过程，导致最终产品表面外观较差。目前市场上应用较多的铝合金蚀刻液配方主要分为酸性蚀刻液和碱性蚀刻液，对于酸性蚀刻液体系则是更多的采用不锈钢蚀刻体系来进行，但这种蚀刻液体系在铝表面容易产生大量的黑灰不易除去，同时表面非常粗糙，边缘存在较为严重的毛刺等不良；或者采用硫酸+磷酸的蚀刻液体系，虽然可以得到较为平整的蚀刻表面，但侧蚀非常的严重，影响外观，同时这种蚀刻体系不是循环利用，随着蚀刻的进行酸浓度降低，管控较为麻烦。对于碱性蚀刻液na0h+nan03体系，侧蚀和表面均较好，但是生产过程中所采用的感光油墨耐酸却不耐碱，蚀刻过程中会导致表面遮蔽油墨的脱落而使产品`良率降低，不易达到较深的蚀刻深度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的铝合金蚀刻液在进行蚀刻时产生大量不易除去的黑灰、表面粗糙、边缘存在毛刺、侧蚀严重的缺点，从而提供一种黑灰易于去除、表面光亮、没有毛刺、侧蚀小的铝合金蚀刻液及其蚀刻方法。
本发明提供一种铝合金蚀刻液，该铝合金蚀刻液包括三氯化铁、磷酸、ph调节剂、缓蚀剂和消泡剂。
本发明还提供了一种铝合金蚀刻方法，在20_40°c时将铝合金基材放在蚀刻液中进行蚀刻，然后将铝合金放在60-80°c的调整液中进行调整；其中，所述蚀刻液为本发明所述的蚀刻液，所述调整液为磷酸和硫酸。
本发明采用两步酸性蚀刻体系很好的解决了蚀刻液在蚀刻时产生大量的黑灰不易除去、表面粗糙、边缘存在毛刺、侧蚀严重的缺点的缺陷。首先采用蚀刻液进行深度的蚀亥ij，达到表面平整，侧蚀较小边缘圆滑的蚀刻表面，后采用调整液除去蚀刻表面挂灰并进行蚀刻表面光泽的调整，从而达到表面平整具有均一沙面，边缘清晰圆滑，侧蚀较小的蚀刻效果o
具体实施方式
蚀刻液进行蚀刻的原理为:al+fecl3 = alcl3+fe，这一反应加速了铝合金的蚀刻速度。被置换出来的铁在铝合金表面形成腐蚀原电池，加速了蚀刻过程的进行，但如果表面附着的单质铁不能较快的离开基体表面容易造成表面蚀刻不均匀，增加了表面粗糙度；而过程中伴随着2a1+6h+ = 2a13++3h2丨，产生的氢气将附着在铝表面的fe冲刷掉，使其表面不被铁单质覆盖，阻碍溶液与铝材的蚀刻过程，使蚀刻可以正常进行。置换出的铁与酸性体系反应:2fe+6h+ = fe3++3h2丨，同时还伴随着其他的一些副反应的进行。当零件从上述化学蚀刻液中取出时，在工件表面覆盖着一层黑灰色膜，这层黑灰色膜是由于铝合金中含有重金属元素及杂质元素的氧化物和硫化物组成。
本发明蚀刻液采用磷酸为主要的酸性介质，尽管溶液中存在一定浓度的氯离子(三氯化铁中的氯离子)，但磷酸依然处于主导地位，其与铝的反应速度较为缓和，且磷酸的加入使得溶液的粘度增加，利于降低侧蚀的影响，并使得表面平整。
根据本发明所提供的铝合金液，所述三氯化铁的含量为100-300g/l，优选为150-250g/l,所述磷酸的含量为300-600g/l，优选为400_500g/l，所述ph调节剂的含量为2-8g/l，优选为4-6g/l，所述缓蚀剂的含量为0.5-4g/l，优选为2_3g/l，所述消泡剂的含量为0.05-lg/l，优选为0.1-0.5g/l。较低的三氯化铁浓度可以得到较为细腻的沙面效果，但是侧蚀刻较为严重，而较大的三氯化铁浓度可以降低侧蚀，但其蚀刻表面的粗糙度将会提高，同时较高的三氯化铁浓度会使蚀刻反应过于剧烈，不利于蚀刻过程的控制，本发明的发明人经过大量的实验得出，三氯化铁的浓度为100-300g/l有很好的效果，浓度为150-250g/l时效果更好。
根据本发明所提供的铝合金蚀刻液，所有ph调节剂没有特别的限制，可以为本领域技术人员所公知的各种具有调节ph调节功能的物质。优选地，所述ph调节剂为硼酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、褐藻酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、草酸、柠檬酸、马来酸和己二酸中的至少一种，更优选为硼酸和柠檬酸。在蚀刻过程中伴随着氢离子的损耗，弱酸的加入利于调节溶液的ph，稳定蚀刻液，延长使用寿命。
根据本发明所提供的铝合金蚀刻液，缓蚀剂可以降低反应的速度，利于蚀刻深度及表面的控制，所述缓蚀剂为钥酸盐、钨酸盐、硝酸盐、十二烷基磺酸钠、三乙醇胺、乙二胺、三亚甲基二胺和吡啶中的至 少一种，本发明优选采用十二烷基磺酸钠、钥酸盐、三乙醇胺中的至少一种。胺类化合物易于在金属表面形成一层阻挡膜，达到缓蚀刻效果，选择三乙醇胺可以作为多种用途进行，十二烷基磺酸钠、钥酸盐为极化型缓蚀剂，配合使用可以使缓蚀效果更为明显，利于控制在较高温度下蚀刻速度的控制。所以所述缓蚀剂更优选为十二烷基磺酸钠、钥酸盐和三乙醇胺中的至少一种。
根据本发明所提供的铝合金蚀刻液，在蚀刻过程中伴随着气体的生成，由于溶液具有一定的粘度，生成的气泡附着在工件的表面影响蚀刻过程的进行，并对蚀刻表面的均匀性产生不利的影响，所以需要使用消泡剂对溶液进行处理，减少泡沫的生成，本发明所述的消泡剂可以为硅氧烷类消泡剂和有机类消泡剂，进一步地，所述消泡剂为0p-10、二甲基硅氧烷、正辛醇和硅氧烷二元醇中的至少一种。
根据本发明所提供的铝合金蚀刻液，随着蚀刻液中al3+的增加，易于在溶液中产生沉淀，添加一些金属螯合剂可以延长溶液使用寿命，优选地，所述蚀刻液包括金属螯合齐u，所述金属螯合剂为三乙醇胺、edta、聚羧酸、有机多元膦酸中的至少一种，更优选为三乙醇胺。采用三乙醇胺同时还可以作为缓蚀剂，降低溶液成本，以蚀刻液的总重量为基准，所述金属螯合物的含量为1.5-6g/l,优选为2.5-4.5g/l。[0015]根据本发明所提供的铝合金蚀刻液，一般的铝合金中存在很多其它的合金元素，所以优选地,所述蚀刻液包括沉淀剂，所述沉淀剂为硫化钠和/或多硫化钠，更优选为硫化钠。该沉淀剂可以沉淀蚀刻过程从铝合金表面溶解写来的cu2+、zn2+和其它的金属离子，并可以降低蚀刻面的表面粗糙度。以蚀刻液的总重量为基准，所述沉淀剂的含量为3-9g/l，优选为 5-7g/l。
本发明还提供了一种铝合金蚀刻方法，在20_40°c时将铝合金基材放在蚀刻液中进行蚀刻，然后将铝合金放在60-80°c的调整液中进行调整；其中，所述蚀刻液为本发明所述的蚀刻液，所述调整液为磷酸和硫酸。
根据本发明所提供的铝合金蚀刻方法，优选地，所述蚀刻的温度为25_35°c，蚀刻时间可以根据蚀刻的深度要求而加以控制；所述调整的温度为65-75°c。所述蚀刻和所述调整的时间时根据需要的蚀刻深度而定，没有限制。
根据本发明所提供的铝合金蚀刻方法，所述三氯化铁的含量为100_300g/l，优选为150-250g/l，所述磷酸的含量为300-600g/l，优选为400_500g/l，所述ph调节剂的含量为2-8g/l，优选为4-6g/l，所述缓蚀剂的含量为0.5-4g/l，优选为2_3g/l，所述消泡剂的含量为0.05-lg/l，优选为0.1-0.5g/l。较低的三氯化铁浓度可以得到较为细腻的沙面效果，但是侧蚀刻较为严重，而较大的三氯化铁浓度可以降低侧蚀，但其蚀刻表面的粗糙度将会提高，同时较高的三氯化铁浓度会使蚀刻反应过于剧烈，不利于蚀刻过程的控制，本发明的发明人经过大量的实验得出，三氯化铁的浓度为100-300g/l有很好的效果，浓度为150-250g/l时效果更好。
根据本发明所提供的铝合金蚀刻方法，所有ph调节剂没有特别的限制，可以为本领域技术人员所公知的各种具有调节ph调节功能的物质。优选地，所述ph调节剂为硼酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、褐藻酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、草酸、柠檬酸、马来酸和己二酸中的至少一种，更优选为硼酸和柠檬酸。在蚀刻过程中伴随着氢离子的损耗，弱酸的加入利于调节溶液的ph，稳定蚀刻液，延长使用寿命。
根据本发明所提供的铝合金蚀刻方法，缓蚀剂可以降低反应的速度，利于蚀刻深度及表面的控制，所述缓蚀剂为钥酸盐、钨酸盐、硝酸盐、十二烷基磺酸钠、三乙醇胺、乙二胺、三亚甲基二胺和吡啶中的至少一种，本发明优选采用十二烷基磺酸钠、钥酸盐、三乙醇胺中的至少一种。胺类化合物易于在金属表面形成一层阻挡膜，达到缓蚀刻效果，选择三乙醇胺可以作为多种用途进行，十二烷基磺酸钠、钥酸盐为极化型缓蚀剂，配合使用可以使缓蚀效果更为明显，利于控制在较高温度下蚀刻速度的控制。所以所述缓蚀剂更优选为十二烷基磺酸钠、钥酸盐和三乙醇胺中的至少一种。
根据本发明所提供的铝合金蚀刻方法，在蚀刻过程中伴随着气体的生成，由于溶液具有一定的粘度，生成的气泡附着在工件的表面影响蚀刻过程的进行，并对蚀刻表面的均匀性产生不利的影响，所以需要使用消泡剂对溶液进行处理，减少泡沫的生成，本发明所述的消泡剂可以为硅氧烷类消泡剂和有机类消泡剂，进一步地，所述消泡剂为0p-10、二甲基硅氧烷、正辛醇和硅氧烷二元醇中的至少一种。
根据本发明所提供的铝合金蚀刻方法，随着蚀刻液中al3+的增加，易于在溶液中产生沉淀，添加一些金属螯合剂可以延长溶液使用寿命，优选地，所述蚀刻液包括金属螯合齐u，所述金属螯合剂为三乙醇胺、edta、聚羧酸、有机多元膦酸中的至少一种，更优选为三乙醇胺。采用三乙醇胺同时还可以作为缓蚀剂，降低溶液成本，以蚀刻液的总重量为基准，所述金属螯合物的含量为1.5-6g/l,优选为2.5-4.5g/l。
根据本发明所提供的铝合金蚀刻方法，一般的铝合金中存在很多其它的合金元素，所以优选地，所述蚀刻液包括沉淀剂，所述沉淀剂为硫化钠和/或多硫化钠，更优选为硫化钠。该沉淀剂可以沉淀蚀刻过程从铝合金表面溶解写来的cu2+、zn2+和其它的金属离子，并可以降低蚀刻面的表面粗糙度。以蚀刻液的总重量为基准，所述沉淀剂的含量为3_9g/l，优选为 5-7g/l。
根据本发明所提供的铝合金蚀刻方法，所述调整液用于去除经过蚀刻液处理过后表面所生成的灰膜,主要为合金内部的一些杂质和少量的金属化合物,并进行光泽调整过。
根据本发明所提供的铝合金蚀刻方法，所述调整液中磷酸的含量为550_850g/l，所述硫酸的含量为100-300g/l。
本发明的铝合金蚀刻、调整组合物克服传统铝合金蚀刻工艺过程中遇到的问题，如侧蚀严重，遮蔽油墨易于脱落，蚀刻表面粗糙等；可以大规模的用于量产，溶液性能稳定，蚀刻边缘圆滑、侧蚀小、蚀刻面平整，可用于铝合金精密件的加工；成本低廉，使用周期长。
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