第5章2011 2012年电镀工艺课件不同材料的镀前处理

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1、第五章不同材料的镀前处理§5.1铝及其合金的电镀前处理§5.2镁及其合金的电镀前处理§5.1铝及其合金的电镀前处理1.铝及铝合金的优点2.铝及铝合金表面处理方法3.铝及铝合金电镀的难点4.铝及铝合金的一般电镀前处理5.铝及其合金上不合格镀层的退除一　铝及铝合金的优点密度小、易加工、易于铸造形状复杂零件、导电性、导热性、延展性、切削性、反射性好金属MgCuZn非金属Si铝合金二　铝及铝合金表面处理方法电镀化学镀化学转化阳极氧化涂装激光处理抛光砂面微弧氧化及电化学陶瓷成膜技术（化学氧化）（电化学氧化）序号镀层用途１铜／镍／铬改

2、善装饰性（一般大气防护）２镍／硬铬（或松孔铬）提高表面硬度与耐磨性或尺寸修复３铜／锡／热浸锡（或锡铅合金）铜／铜锡合金／热浸锡（或铅锡合金）具有润滑性４铜／银／金（或金铜合金）铜／银铜合金／金（或金铜合金）铜／镍／铑提高导电性５镍／锡（或锡铅合金）改善钎焊性能６黄铜提高与橡胶件胶黏的结合力铝及其合金电镀的主要用途铝上镀层属于阴极性镀层，降低孔隙率、镀层厚些。三　铝及铝合金电镀的难点（1）铝及其合金的活性高，对氧有高度的亲和力，自然条件下，铝表面能迅速地生成一层致密的0.01-0.1μm的氧化膜，甚至刚刚除去氧化膜的金属裸露

3、表面又会迅速重新生成氧化膜，它严重降低了镀层与基体的结合力。（2）铝的电极电势很负，为-1.67V。形成氧化膜后为-0.5V；在水溶液中能与许多金属离子发生置换反应，在铝表面形成置换镀层，影响结合力。当与其他金属接触时，易发生电偶腐蚀，对电镀造成不良影响。（3）铝是酸碱两性金属，在酸性、碱性溶液中都不稳定，在电镀前的表面处理过程中或处理过程后，使发生的反应变得复杂，尤其铝合金表现更为突出。（4）铝的线膨胀系数大，为24╳10-6/℃，比其他金属镀层大，因此不宜在温度变化较大的范围内进行电镀，否则引起较大的应力，使镀层与基体

4、的结合力不牢，甚至发生破裂。金属膨胀系数Х10-6金属膨胀系数Х10-6铬7银19钢11铝24镍13锡27金14锌27黄铜18镉31铜18一般金属的平均膨胀系数（5）多数镀层对铝材是阴极性镀层，为了防腐和装饰，镀层的孔隙率应尽量低，而且厚度要大些。（6）各种铝合金中其他元素含量的差异也给铝合金镀前处理造成困难。不同铝合金呈现不同的冶金结构和不同的电化学行为，加入的合金元素可能以以下几种不同的形态存在于铝合金中：以铝及其他元素组成的金属间化合物的形式存在以固溶体形式进入铝的晶格以元素本身的显微质点形式几种合金元素之间也可以形

5、成化合物（7）铸造铝合金具有砂眼、气泡、孔隙、夹杂物等缺陷，电镀过程在这些砂眼和气孔中常会滞留残余的溶液和氢气等，引起化学和电化学腐蚀，这往往会降低镀层与基体间的结合力，产生镀层起泡和脱落。（8）由于铝及其合金种类繁多，而同一种合金又可能有不同的热处理状态，因此很难找到一种能适合各种成分、不同金相结构和表面状态的通用的预处理工艺。（9）由于基体铝与镀层金属在原子直径和晶格常数之间的差别，使得镀层金属在基体界面上有的部分能形成原子间紧密镶嵌，有的则不能，这就影响到镀层对基体的黏附性能。四　铝及铝合金的一般电镀前处理除油浸蚀出

6、光浸金属法（浸锌法）阳极氧化化学氧化铝合金一步镀铜法直接电镀法化学镀镍电镀薄锌层盐酸浸渍法其他酸液或碱液浸渍交流电处理法机械法预镀电镀出光：铝及其合金中的某些金属或非金属杂质，如铜、铁、锰、硅等，在除油和碱浸蚀中是不能除去的，在铝件表面残留着一层灰黑色的膜，它们的主要成分是一些金属、非金属氧化物，必须在酸溶液中浸蚀除去，这个过程称为出光。出光HNO3HF（NH4HF2）H2SO4CrO3１、浸金属法浸锌法浸重金属法浸锌浸锌镍浸多元合金浸锡浸镍浸铜浸铁化学浸锌浸锌的概念浸锌原理浸锌工艺规范常见的浸锌溶液浸锌注意事项浸锌溶液的

7、配置浸锌的优缺点将铝及其合金浸入强碱性的锌酸盐溶液中，在清除表面氧化膜的同时，置换出一层致密的锌层，防止铝的再氧化，并且能在锌层上沉积其他金属，浸锌后使表面的电极电位向正的方向移动，从而使随后的镀层与基体有良好的结合力。化学浸锌：(1)化学浸锌的概念Al2O3+NaOH2NaAlO2+H2O(2)浸锌的原理首先，铝表面的自然氧化膜溶解随后裸露出来的金属铝与溶液中的锌离子发生共轭的电化学反应Al+3OH-Al(OH)3+3e-Al(OH)3AlO2-+H2O+H+阳极阴极[Zn(OH)4]2-+2e-Zn+4OH-2H2O+

8、2e-H2+2OH-由于锌和铝电位比较接近及氢在锌上析出的超电势较高（0.75V），因此反应缓慢而均匀，这样就能够在铝上沉积一层结合力好的细小致密的锌层。(3)浸锌的工艺规范有机溶剂除油化学除油碱蚀出光一次浸锌退锌二次浸锌电镀闪镀NiCuZn通常第一次浸锌层粗糙多孔，附着力不良，所以大都在500mL/L