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1、铝及其合金电镀硬铬工艺探讨1 原理 铝是一种化学活性很高的活泼金属,它的电极电势很低(Φ=-1.67Ｖ),具有很强的亲氧性。同时又是一种两性金属,在空气中极易发生钝化,给铝合金电镀带来了困难。铸造铝合金因有砂眼、起泡等缺陷,在电镀中容易滞留残液和气体,会引起氢脆和镀层脱落等现象。 铝及其合金电镀的关键是镀层与基体金属的结合力问题;而影响结合力的关键是预镀是否合理。目前常用的工艺有两次浸锌法[35]、化学镀镍磷[67]、浸锌后镀镍[3]、浸锌后镀锌[8]、磷酸阳极氧化法[4]和盐酸浸蚀法[9]等。这些工艺的过程大
2、致相近,都是先去除表面的氧化膜,再通过不同方法获得稳定的中间层,最后进行电镀。稳定的中间层可以防止自然氧化膜的再生,在镀前保护好裸铝表面;同时形成具有超微观、均匀的凹凸结构以及较大的孔体积和较小的电阻;保证在电镀时沉积金属快,晶核形成多,附着好;而且可以避免高硬度的铬层与较软的铝基体直接接触而可能引起开裂和凹陷。 2 铝及铝合金电镀硬铬 2.1 工艺流程 喷砂处理→碱蚀→水洗→酸蚀→水洗→预镀→水洗→镀铬→水洗→吹干→除氢 2.2 主要工序说明 2.2.1 喷砂处理 一些镀件表面可预先采用喷砂处理,这不
3、仅可以使零件表面获得均匀的粗糙面,而且可以增加铝合金表面的显微硬度,增加电镀的表面积,提高镀层结合力。喷砂处理可采用干喷或水喷,使用不同目数的玻璃砂,调整喷砂的参数可以获得不同粗糙度的均匀表面。喷砂后要及时去除表面残留的玻璃砂,以免对后道工序产生影响。 2.2.2 碱蚀除油 碱蚀液配方及工艺条件: 氢氧化钠50～100ｇ/Ｌ,磷酸三钠30～45ｇ/Ｌ,碳酸钠20～30ｇ/Ｌ,60～80℃,0.5～1.0ｍｉｎ。 此过程可反复操作,但时间要短以防过腐蚀,除油后要用热水和冷水清洗。有时也可用有机溶剂除油。 2
4、.2.3 酸蚀出光 酸蚀液配方及工艺条件: φ(硝酸)=75%,φ(氢氟酸)=25%,室温,3～5ｓ。其中硝酸和氢氟酸的体积分数可根据镀件中硅的含量作适当调整。经过酸蚀可除去经碱蚀后残留在工件表面的铜、镁、硅、锌、锰及其化合物残渣,裸露出金属结晶的组织,得到均匀、洁净、光亮或灰白色表面,镀件表面被活化。 2.2.4 预镀 (1)两次浸锌法 一次浸锌液成分及工艺条件: 氧化锌100ｇ/Ｌ,氢氧化钠500ｇ/Ｌ,酒石酸钾钠50ｇ/Ｌ,三氯化铁1ｇ/Ｌ,室温,30～60ｓ。 退锌液成分及工艺条件: 硝酸2
5、00ｍＬ/Ｌ,室温,3～5ｓ。 二次浸锌液成分及工艺条件: 氧化锌20ｇ/Ｌ,氢氧化钠120ｇ/Ｌ,酒石酸钾钠50ｇ/Ｌ,三氯化铁2ｇ/Ｌ,室温,20～40ｓ。 浸锌工序关系到镀层的结合力和质量。浸锌应得到薄而细致且附着力好的锌层,表面均匀,并具有微光泽。有时在浸锌前铝件表面浸重金属处理,使得电位正移,提高镀层的结合力。 (2)浸锌后镀锌 镀锌液配方及工艺条件: 氯化锌60～70ｇ/Ｌ,氯化钾180～220ｇ/Ｌ,偏硼酸25～35ｇ/Ｌ,ＺＬ21光亮剂14～18ｍＬ/Ｌ,ｐＨ值5～6,室温,1～4Ａ/ｄ
6、ｍ2。 一次或二次浸锌后可对镀件进行镀锌。镀锌时,若工件较复杂,可以在前1～2ｍｉｎ内用冲击电流(正常电流的2倍)闪镀,使深凹处沉积镀层,提高深镀能力。浸锌后镀锌可获得更为致密且附着力更好的锌层。它不仅可以提高镀层的结合力,而且可以提高成品率,尤其对于形状复杂、要求更高的零件。 (3)浸锌后镀镍 化学镀镍液配方及工艺条件: 硫酸镍35ｇ/Ｌ,硼酸15ｇ/Ｌ,次磷酸钠15～20ｇ/Ｌ,醋酸钠15ｇ/Ｌ,柠檬酸钠10ｇ/Ｌ,ｐＨ值4.8～5.5,80～90℃,15～20ｍｉｎ。 镀镍液配方及工艺条件: 硫酸
7、镍200～250ｇ/Ｌ,柠檬酸钠200～250ｇ/Ｌ,硼酸30ｇ/Ｌ,氯化铵5ｇ/Ｌ,ｐＨ值6.6～6.8,55～65℃,0.5～1.0Ａ/ｄｍ2。 镀镍时须带电入槽,先用冲击电流电镀,然后转入正常电流电镀。化学镀镍控制复杂,成本高,镀层表面易出现粗糙等缺点;而采用电镀镍工艺的铬镀层质量高,成品率高,成本低。浸锌后镀镍可获得致密且附着力更好的镍镀层,可以提高镀层的结合力和成品率,成本相对较高。 (4)化学镀镍 磷碱性化学镀镍磷液配方及工艺条件: 硫酸镍20～30ｇ/Ｌ,次磷酸钠20～30ｇ/Ｌ,配位剂(柠檬
8、酸钠及三乙醇胺)50～80ｇ/Ｌ,氨水22～25ｍｇ/Ｌ,ｐＨ值9.5～10.5,25～35℃,3～5ｍｉｎ。 碱性化学镀工作温度低,可有效抑制锌膜溶解,从而获得薄而细致、均匀的镍磷合金层,以保护锌膜。http://www.0769yj.net/ 酸性化学镀镍磷液配方及工艺条件: 硫酸镍25～30ｇ/Ｌ,次磷酸钠25～30ｇ/Ｌ,2羟基丙酸27～30ｍ
