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铝及铝合金电镀特殊处理

放大字体  缩小字体发布日期:2012-09-14  浏览次数:2329
核心提示:其主要目的是清除铝零件表面自然氧化膜和粗化表面,以增强镀层与基体的结合力。砂子粒度44~64,喷砂后在酸中活化一次即可带电人槽电镀,在电镀开始的2min~4min内用两倍于正常电流密度进行冲击,然后降至正常规范。
 

1.喷砂

其主要目的是清除铝零件表面自然氧化膜和粗化表面,以增强镀层与基体的结合力。砂子粒度44~64,喷砂后在酸中活化一次即可带电人槽电镀,在电镀开始的2min~4min内用两倍于正常电流密度进行冲击,然后降至正常规范。

2.浸锌和锌镍合金

这是使用最普及的铝上电镀打底方法。前处理除油、碱蚀及浸酸出光的铝零件在锌酸盐中化学浸锌,残留于表面上的氧化膜就溶解了,一旦铝基溶解就同时置换上等量的锌

2A1+3Zn2+→3Zn+2A13+

当极薄的锌层完全覆盖时反应停止。处理含Mg、Cu、Si较高的铝合金时,为改善浸锌层的结构常加入少量的三氯化铁,锌和铁共沉积可改善结合力和提高耐蚀性。实践证明两次浸锌效果比一次浸锌好,即第一次在浓度较高的锌酸盐中进行,与铝基结合的内层是锌铁合金,而外层是纯锌。因第一次浸锌难免还有氧化膜残留,所以在第一次浸锌后在1:1硝酸溶液中将表面层和残留氧化膜溶去,清洗后再在稀一些的锌酸盐中进行第二次浸锌。

现在锌镍合金置换法引人注目。因它具有光亮,能直接镀镍、镀硬铬等优点。制备锌镍合金液时要先配锌酸盐溶液,用另一容器将酒石酸溶液先与镍盐络合,再在搅拌下慢慢加入到锌酸盐溶液中去,最后加入少量的氰化钠。无氰化钠存在时镍则不能析出(机理不明)。该合金中含镍约6%。浸锌及锌镍合金工艺规范,如表5—1—4所列。

3.无氰化物浸锌

国内市场推出无氰多元合金浸锌剂,有二元的锌铁、锌镍合金,三元的锌、镍、铁合金,四元的锌、镍、铜、铁合金,配方中加入少量的金属盐,是为了与置换的锌产生合金化,改变锌层的晶体结构,获得细小的晶粒,改善锌层与铝合金的结合力。

第一次浸锌在室温下进行30s~50s,浸锌后表面是一层均匀的青灰色锌层。

第一次浸锌层一般比较粗糙,覆盖不完全,而且浸锌时对基体的腐蚀又可能使合金夹杂物暴露

表5—1—4浸锌和锌镍合金的工艺规范

 


 

出来,一般采用1:1的硝酸将第一次浸锌层退除,同时也将暴露的合金退除,露出更富铝的表面,第二次浸锌时间可以缩短,一般为l5s~30s,浸锌层的厚度约为40nm~50nm,硝酸退锌必须彻底清洗,否则影响浸锌层质量。目前市场又有无硝酸退锌剂供应,这种药剂是氧化性弱酸溶液,可以防止硝酸根带人浸锌槽液。第二次浸锌层如出现色泽不均或者花斑点,应重新退除后再浸,浸锌用的溶液是碱性很强的溶液,对铝有相当强的腐蚀作用,因此应严格控制铝的过腐蚀。

为了避免出现过腐蚀,对于像计算机磁盘那样的表面质量要求极高,镀层不允许有轻微的缺陷,可采用酸性浸锌来代替碱性浸锌,酸性浸锌法的配方和工艺如下:

硫酸锌(ZnS04·7H20) 720g/L 温度 20℃~25℃

氢氟酸(48%HF) 35mL/L 时间 ≈2min

浸锌后与碱性浸锌一样要退除第一次浸锌层,建议不用硝酸退除,然后再进行第二次浸锌。两次浸锌可以在同一槽液中进行,也可在浓槽进行后再在稀溶液中进行,酸性浸锌与酸性腐蚀,对铝基体腐蚀要小得多。

4.阳极氧化处理

铝及锻铝合金在磷酸中阳极氧化之后可获得孔径大的膜层,可作为电镀的底层而且结合力良好。阳极化后在含氰化钠6%~8%的溶液中进一步扩孔则更容易电镀,扩孔时间纯铝为l5min,铝合金为5min。阳极氧化工艺规范,列于表5—1—5。

表5—1—5 为电镀打底的铝阳极氧化工艺

 


 

磷酸阳极氧化时要不断搅拌,防止局部温度过高。在阳极氧化膜上电镀镍时要带电人槽,开始电流密度为1A/dm2,30s后升到正常规范要求。

5.电镀薄锌层

为降低成本、简化工序,经前处理后可直接镀一层薄锌打底再镀其他镀层。为减少碱对铝基的浸蚀作用,采用含碱较低的氰化电解液,电镀薄锌的工艺如下:

氧化锌(ZnO) 25g/L~35g/L 甘油[C3H5(OH)3] 3g/L~5g/L

氰化钠(NaCN)(总量) 75g/L~95g/L 温度 20℃一300C

氢氧化钠(NaOH) 50g/L~70g/L 电流密度 l A/dm2—3A/dm2

硫化钠(Na2S) 3g/L~5g/L 时间 2min~5min

也可在氰化槽内作为浸锌液。

铝零件在化学浸锌或镀薄锌之后应立即镀铜,可用氰化镀铜液,为防止置换应带电入槽。6.化学浸镍

含硅l3%以上的高硅铝合金不能用浸锌法打底,而用化学浸镍法结合力优良。其工艺规范如下:

氯化镍(NiCl2·6H20) 100g/L~400g/L 温度 室温

硼酸(H3B03) 30g/L~40g/L 时间 30s一60s

氢氟酸(HF)(40%) 20mL/L~30mL/L

7.化学镀

在洁净的铝零件上化学镀镍结合力优良,尤其适合于铸铝合金。经化学镀镍之后可直接镀其他金属,但入镀前要用1:1盐酸充分活化,否则会导致分层脱皮现象。铝零件化学镀镍工艺规范如下:

硫酸镍(NiS04·6H20) 30g/L 柠檬酸钠(Na3C6H507) 10g/L

硼酸(H3B03) 15g/L pH值 4.8-5.5(以5为最佳)

次亚磷酸钠(NaH2P02) 15g/L~20g/L 温度 70℃~90℃

醋酸钠(NaAc) 15g/L 时间 l5min~20min

为了更好的提高镀层的附着力,可以在浸锌之后进行浸碱性化学镍,因为碱性化学镍温度低,对锌的溶解小,槽液更稳定,附着力更好,碱性浸锌液工艺及配方见表5—1—6。

表5—1—6碱性浸蚀液

 


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