CN101203629B - 石印条的处理 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理由铝合金组成的加工件、特别是条或片、更特别是石印条或石印片的表面的方法。本发明的目的是提供一种处理加工件的表面的方法和一种由铝合金组成的加工件，其能够提高电化学粒化中的制造速度，同时保持高质量的粒化表面，该目的通过一种处理方法来实现，该方法至少包括以下两个步骤：用除油污介质清除加工件表面的油污，然后通过酸洗清洗加工件表面。
Description
本发明涉及一种处理由铝合金组成的加工件、特别是条或片、更特别是石印条(lithostrip)或石印片(lithosheet)的表面的方法。
由铝合金组成的加工件，如条或片，通常在精加工辊轧后进行表面处理，以准备进行下面的制造步骤。特别是，处理用于石版印刷的条或片，以在接下来的粒化过程中获得预定的表面粗糙度。石印条或片通常在精加工辊轧后清除油污(degrease)。由美国专利说明书US 5,997,721可知，通过在酸性电解质浴中使用交流电流对铝合金片进行阳极处理，在一个步骤中分别进行表面的清除油污和清洗。将铝片清除油污或清洗的另外一种方法由德国专利DE 4317815 C1可知，即使用碱性介质。
然而，在石印条的电化学粒化之前，它们通常经受氢氧化钠预处理，以便再次清除油污并清洗表面。该步骤原则上在制造石版印刷板的旁边进行。由于在石印条电化学粒化过程中制造速度逐渐增加，石印条表面预处理和电化学粒化本身的时间减少。已经发现由于制造速度逐渐增加，用氢氧化钠预处理不足以清除石印条表面的所有污染物。因此，电化学粒化的结果不稳定，在经过电化学粒化的石印条或片上存在表面缺陷。然而，制造速度降低导致石版印刷板的生产成本较高。
因此，本发明的一个目的是提供一种处理加工件的表面的方法，和一种由铝合金组成的加工件，其能够提高电化学粒化中的制造速度，同时保持高质量的经电化学粒化的加工件表面。
根据本发明的第一方面的教导，上述目的通过一种处理由铝合金组成的铝加工件表面的方法来实现，该方法至少包括以下两个步骤：用除油污介质(degreasing medium)清除加工件表面的油污，然后通过酸洗(pickling)清洗加工件的表面。
令人惊讶地发现，本发明的两步处理方法与通常在石印条电化学粒化之前进行的氢氧化钠预处理相结合，在电化学粒化中产生稳定的结果，即使制造速度提高。本发明的处理方法提供的铝加工件的表面几乎没有表面下氧化物颗粒，据现有技术所知，所述表面下氧化物颗粒是在不经过铝加工件表面阳极处理的情况下由轧制引入的。结果，通过本发明方法处理的铝合金加工件的表面在电化学粒化过程中完全粒化，其电荷密度明显低于在常规清洗后进行电化学粒化所需的，即，电荷密度低于900C/dm2。
根据本发明的第一实施方案，优选地使用碱性或酸性介质或有机溶剂作为除油污介质来清除加工件表面的油污。有机溶剂如异丙醇有效地清除铝加工件表面的油污，而碱性或酸性除油污介质具有额外的优点，即铝加工件的表面对下面的酸洗步骤敏感。
根据本发明处理方法的第二实施方案，如果除油污介质含有至少1.5至3％重量的组合物，并且该组合物含有5-40％的三聚磷酸钠、3-10％的葡糖酸钠、30-70％的苏打、和3-8％的非离子和阴离子表面活性剂的组合物，则在清除轧辊油方面得到进一步的改善。所述除油污介质高效地清除被处理铝加工件表面上的轧辊油和其他污染物。优选地，如果提高除油污介质的温度，则可以提高除油污介质清除油污的效果。
优选地，使用氢氧化钠进行酸洗。在酸洗中使用氢氧化钠导致良好地清除铝加工件表面上的氧化物岛，特别是在升高的温度下，即等于或高于70℃时。然而，甚至在较低的温度下，氢氧化钠也支持以较高的制造速度进行稳定的电化学粒化过程。此外，也可以使用氢氟酸进行酸洗。
根据本发明方法的进一步有利的实施方案，酸洗包括用磷酸进行交流电清洗。在交流清洗过程中，交流电支持酸洗过程，并且使用磷酸作为电解质。磷酸尤其攻击铝加工件表面上的在辊轧过程中引入的氧化物岛。石印条表面的铝不会受到很强的攻击。在本发明方法的清除油污步骤后使用磷酸交流电清洗可以从铝加工件表面上极好地除去氧化物岛和污染物。然而，交流电清洗也可以使用硫酸作为电解质。
更优选地，根据本发明进一步的实施方案，使用磷酸进行酸洗。磷酸甚至在没有交流电时也具有主要攻击铝加工件表面上的氧化物岛而仅除去加工件本身的少量铝的优点。因此，可以非常彻底地完成酸洗，而不会从加工件表面上太多地除去铝。令人惊讶的是，已经发现仅用磷酸进行酸洗获得的结果优于在交流电支持下用磷酸进行酸洗的结果。据推测，不存在任何在交流电清洗过程中产生的氧化物膜是磷酸与清除油污步骤结合的优良结果的原因。
优选地，加工件是条或片，特别是石印条或石印片。在这种情况下，制造石印条或石印片必需的电化学粒化过程可以在较短时间内充分实现，并且可以提高制造速度。此外，可以减少所需的电荷密度，而同时提供完全粒化的条或片表面。
更优选地，本发明的处理方法在制造条、特别是石印条后完成，并且将处理后的条卷绕在卷盘(coil)上。在这种情况下，可以提供一卷处理后的石印条，其在用来制造石版印刷板的进一步的电化学粒化过程中具有最佳性能。
根据本发明的第二方面的教导，上述目的用通过本发明的方法处理的由铝合金组成的加工件来实现。如上所述，本发明的加工件为接下来的电化学粒化过程提供了具有最佳性能的清洗后的表面。
更优选地，加工件是条或片，尤其是石印条或石印片。石印条或片是为石版印刷板而生产的，由于它们由铝合金组成并且其具体厚度典型地小于1mm，因此不同于“正常的”片。此外，需要为粗糙化过程准备石印条和片的表面，因为石版印刷板的制造通常包括为印刷过程准备石版印刷板表面的电化学粒化过程。使用本发明的片或条，尤其是本发明的石印片或石印条，可以使用较低的电荷载体密度在较短时间内完成必需的表面电化学粒化。
如果加工件的铝合金是铝合金AA1050、AA1100、AA3103或AlMg0.5之一，则除了本发明加工件的优化的表面以外，在电化学粒化过程中还可以提供机械特征和改善的粒化结构。这些铝合金提供石版印刷板所需的机械强度，同时由于少量的合金组分，使表面能够被均匀地粒化。然而，由其他铝合金组成的加工件也可以提供相同的优点。
根据本发明加工件的更优选的实施方案，所述铝合金含有以下重量百分比的以下合金组分：
Si＜0.1％，
0.3％≤Fe≤0.4％，
Cu＜0.01％，
Mn＜1.1％，
Mg＜0.2％，
Zn＜0.01％，
Ti＜0.01％，
每种杂质均少于0.005％，总计最多0.15％，其余为Al。
本发明的铝合金具有现有工艺水平的机械和粒化性质，特别是在用本发明的方法处理由所述铝合金组成的石印条时。
本发明的处理铝加工件表面的方法以及本发明的加工件还可以通过许多不同的方式来设计和开发。在这方面，参见独立权利要求1和8的从属权利要求，以及结合附图对本发明实施方案的描述。附图中的图1a)到1c)显示用根据本发明三种不同实施方案的方法处理的铝合金加工件表面的透射电子显微镜(SEM)照片。
在本发明的实施方案中，加工件由冷轧AlMg0.5铝合金组成。然而，已经发现用AlMg0.5铝合金获得的结果也代表了权利要求中提到的其他铝合金。图1a)到1c)在左侧显示清除油污的加工件表面的SEM照片，其中用含有至少1.5-3％重量的组合物的介质完成油污清除，该介质，所述组合物含有5-40％的三聚磷酸钠、3-10％的葡糖酸钠、30-70％的苏打和3-8％的非离子和阴离子表面活性剂的组合物。暗区被确定为引入的表面下氧化物岛。这些氧化物岛在清除油污过程中一般不会被除去。然而，已经发现在电化学粒化之前的预处理清除表面下氧化物岛的能力对于改善电化学粒化结果是非常重要的，因为氧化物岛阻止各自的表面区被粒化。在图1a)的右侧显示了根据本发明处理方法的第一实施方案在80℃温度下用浓度为50g/l的氢氧化钠处理10秒后图1a)左图的加工件表面。
另一方面，在升高的温度下用氢氧化钠酸洗几乎完全清除氧化物岛，这表明在清除油污和酸洗两个处理步骤之间具有相互作用。另一方面，有凹痕的结构表明酸洗已经攻击了加工件表面的疏松材料。然而，通过降低氢氧化钠酸洗的温度或时间可以避免这种有凹痕的结构。
图1b)在右侧显示在磷酸电解质中通过交流电清洗处理的本发明加工件表面的SEM照片。在本发明的实施方案中用10A/dm2的电流密度和20％的磷酸浓度在80℃的温度下经10秒种完成交流电清洗。通过比较左侧的清除油污后的SEM照片与右侧的清除油污及在磷酸中经交流电清洗酸洗后的SEM照片，可以得出少部分黑色氧化物岛保留在加工件表面上。然而，在本发明的该实施方案中，在磷酸中交流电清洗后没有观察到表示疏松材料受到攻击的有凹痕的结构。
图1c)显示作为第二步用磷酸处理的本发明铝加工件的表面。与清除油污后的加工件表面相比，磷酸酸洗显示主要是氧化物岛受到攻击，并从加工件表面上除去，而没有象氢氧化钠处理后所显示的那些产生有凹痕的结构。磷酸酸洗在除去引入的表面下氧化物岛方面显示最佳结果。关于浓度、温度和应用时间的参数是变量，并且互相依赖。因此，可以用不同的参数获得类似的结果。
无论如何，本发明的处理铝加工件表面的两步法几乎完全清除了引入的表面下氧化物岛，能够减少电化学粒化过程中的电荷进入，从而获得完全粒化的表面。由于在制造石印片和石印条时特别期望完全粒化的表面，因此本发明的处理方法代表了在电化学粒化之前的有利的预处理。
为了研究本发明对铝加工件的两步处理应用于大规模生产的能力，用不同的浓度、温度进行了进一步的测试。结果，对于浓度为20％至50％的磷酸，在高于或等于70℃的温度下，经0.1s至10s的应用时间，在清除铝加工件上的表面下氧化物岛方面显示良好的结果。因此，本发明对铝加工件表面的两步处理法甚至可以应用于大规模生产被处理的铝加工件。
Claims (7)
1.处理由铝合金组成的石印条或石印片的表面的方法，该方法至少包括两个步骤：
-用除油污介质清除石印条或石印片表面的油污，然后
-通过酸洗清洗石印条或石印片的表面，
其中使用氢氧化钠进行酸洗。
2.根据权利要求1的方法，其中使用碱性或酸性介质或有机溶剂作为除油污介质。
3.根据权利要求1或2的方法，其中，所述除油污介质含有至少1.5-3％重量的组合物，该组合物包含5-40％的三聚磷酸钠、3-10％的葡糖酸钠、30-70％的苏打和3-8％的非离子和阴离子表面活性剂的组合物。
4.根据权利要求1或2的方法，其中在制造石印条后进行所述处理，并且将处理后的石印条卷绕在卷盘上。
5.通过根据权利要求1-4中任一项的方法处理的石印条或石印片。
6.根据权利要求5的石印条或石印片，其中，铝合金是铝合金AA 1050、AA 1100、AA 3103或AlMg 0.5之一。
7.根据权利要求5或6的石印条或石印片，其中，铝合金含有以下重量百分比的以下合金组分：
Si ＜0.1％，
0.3％≤Fe≤0.4％，
Cu ＜0.01％，
Mn ＜1.1％，
Mg ＜0.2％，
Zn ＜0.01％，
Ti ＜0.01％，
每种杂质少于0.005％，总计最多0.15％，
其余为Al。
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