电位时间曲线法研究铝上浸锌工艺.pdf

《电位时间曲线法研究铝上浸锌工艺.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、首届全国电镀与精饰四新推广应用会暨化学镀技术交流会资料汇编电位一时间曲线法研究铝上浸锌工艺宰冯绍彬，李振兴，韩喜应，王峰超(郑州轻工业学院材料与化工学院，郑州450002)[摘要]应用电化学工作站测试了浸锌过程的电位一时间曲线，通过扫描电镜能谱分析仪(SEM—EDS)观察了相应的浸锌层的形貌和成分，分析了两者之间的联系。根据电位一时间曲线研究和确定了最佳浸锌工艺为：10t3lg／L氢氧化钠，129／L氧化锌，459／L络合添加剂，20∥L氯化镍，lg／L三氯化铁，浸锌温度25℃，浸锌时间第一次30s，第二

2、次25s，并使用超声波进行搅拌。[关键词]电位一时问曲线；铝镁合金；浸锌工艺1前言铝及铝合金具有重量轻、导电性能好，易冲压、拉伸和加工的特点，但铝的化学性质比较活泼，与氧的亲和力较强，在自然条件下，铝的表面极易生成一层薄而致密的氧化膜，甚至刚刚除过氧化膜的表面又会迅速生成新的氧化膜，从而严重削弱了镀层与铝基体的结合力ItqJ。为了克服铝上直接电镀所遇到的困难，目前主要采用碱性浸锌工艺【4娟J，即在氧化膜被退除的同时，立即靠置换反应在铝的表面形成一层致密的高结合强度的浸锌层，使随后的电镀转化为锌层表面的电镀

3、。因此锌层的质量成为工艺的关键。本文采用电位一时间曲线法对二次浸锌合金"’81工艺配方和工艺条件进行了较系统的研究和改进。2试验2．1试验材料及处理工艺流程基体材料为铝镁合金线材，其成分(质量分数)：0．002％Cu，0．003％Pb，0．03Zn，0．01％Cr，0．001Ni，0．01％Mn，0．002％Fe，>10％AI，3％≥Mg，0．01％Si。工艺流程：镁铝合金线材机械抛光-+碱性除油(25％的NaOH溶液，温度：室温，时间为60s)-÷水洗一酸侵蚀(1：1HCI，温度为室温，时间为lOs)-

4、+水洗_+一次浸锌-÷水洗一退锌一+水洗一二次浸锌-+水洗一后续电镀一检测2．2测试(1)用CHl660A型电化学工作站测试开路电压一时间曲线。其中铝镁合金线材为研究电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为辅助电极。(2)用JSM一6490LV型扫描电子显微镜观察浸锌层表面的微观形貌，并用电子能谱分析浸锌薄膜成分。(3)镀层附着强度的测定：根据GB／T5270—2005，将浸锌、预镀铜、加厚镀铜后的试样采用连续扭曲直至折断，观察断口有无起皮脱落现象。3结果与讨论3．1采用电位一时间曲线法研究浸锌层性能电位一

5、时间曲线法很早就被用来研究置换反应，随着测试仪器的改进，采用电化学工作站可以得到重现性较好的结果，是原位跟踪置换反应的有效手段。图1为室温下，一次浸锌、二次浸锌的电位一时间曲线图。由图l可以看出，一、二次浸锌过程的电位一时间曲线趋势大致相同，浸锌前期都先经过一段上升的过程(电位正移)，然后达到一个稳定电位。以一次浸锌过程为例，可以将电位一时间曲线分为AB和BC两段。AB段：经过前处理后，铝基体表面的氧化膜被除去，锌在铝基表面迅速地沉积，这段时间我们可称之为过渡时间。BC段：随着置换反应的进幸国家自然科学基

6、金资助项目(20576126)；郑州市科技攻关项目(083SGYG23143’-7)一20一首届垒目电镀与辅饰口新推广应用会暨化学镀技术交流台舞辩汇编”0{产—≤≤j

7、／圜。，。j．!!05010015020025C)行，铝基体上逐渐形成较致密的浸锌层，铝基表面基本被锌层完全覆盖，这时电极电位趋干一个稳定值。两条曲线所不同之处是一次浸锌的前期出现一段下降区，这是由于尽管进行丁前处理．僵铝基体表面的氧化膜及一些杂质还是没有被完全除去，设段正是这些残留的氧化膜及杂质的溶解过程。而二次浸锌就基本上不会出现这一段

8、了，原因是一次浸锌相当于又趺的前处理，为二次浸锌提供了一个良好的沉积表面；另外两者过渡时间的长短也不相同，一次浸锌约为25～358，二次浸锌在20—30B左右，据此我们选择一次浸锌30s，二次浸锌25s；再者就是二次浸锌的稳定电位比一次的更正，这个稳定的电极电位反应了浸锌层表面的荷电状态和界面性质，稳定电位越正，说明浸锌层的电极电位越接近于金属锌的电极电位，B口表示基体表面被覆盖的越好．浸锌层越致密、越耐腐蚀。基于此，显然二次浸锌的效果更好。造一点目前也是大家所公认的一·，我们在试验巾也证实了这一点。因此

9、可眦从电位一时阿曲线上直接来判断浸锌效果的好坏。为了证明以上观点，我们又通过扫描电子显微镜观察两次浸锌以后的表面形貌，并对表面锌合金层进行能谱分析(见图2与表1、表2)。袅1一度＆锌后锌台29表面i素音量表2=次浸锌后锌音盘月表Ⅲ元素含量iico?lghiClFe㈩nⅢ*(％)5328030"2406I79941077,1932Ⅲf(*)”431747I293104I76587045262藏(a)一次爱锌(b)=趺浸锌固2铝蛙