鋁合金新電鍍工藝

1、鋁合金新電鍍工藝1前言隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，鋁合金應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，目前已被廣泛地應(yīng)用在飛機(jī)、汽車、摩托車、儀器儀表及電影機(jī)械工業(yè)上。鋁合金不僅具有優(yōu)良的強(qiáng)度及剛性，而且復(fù)雜幾何形狀零件的壓鑄可一次成型，實(shí)現(xiàn)了無切削加工，工藝簡單，生產(chǎn)效率高。我們采用鋁合金壓鑄件先鍍光亮鎳，再鍍一層槍黑色的電鍍工藝，既節(jié)約成本,又能獲得一種高裝飾性表面鍍層更有特色，提高產(chǎn)品在國際市場上競爭能力。鋁合金電鍍與普通電鍍工藝有一定區(qū)別，由于鋁合金是一種比較活潑的金屬，還原、置換能力強(qiáng)，給電鍍工藝帶來不少困難，一般都采用浸鋅方法來作預(yù)處理。最近幾年，國內(nèi)外電鍍科技工作者開發(fā)了許多鋁合金電鍍新工藝，在此基礎(chǔ)上，我們研

2、制了新型鋁合金表面前處理液HS-F液，鋁合金電鍍工藝更為簡單，鍍層結(jié)合力大大提高，從而保證鋁合金壓鑄件鍍槍黑色電鍍質(zhì)量。2鋁合金壓鑄件前處理鋁合金壓鑄件含硅較高，表面常有小氣孔和縫隙存在，為了獲得高裝飾性外觀，需機(jī)械拋光。由于鋁合金的硬度較低，機(jī)械拋光輪要柔軟而有一定彈性，以免機(jī)械拋光時(shí)零件邊角變形。前處理主要有有機(jī)溶劑脫脂、堿蝕、酸蝕，浸HS-F液等處理。2.1有機(jī)溶劑脫脂一般采用汽油、三氯乙烯等有機(jī)溶劑脫脂，以溶解礦物和拋光膏也可用洗滌劑溶液擦洗。2.2堿蝕為了除去零件表面輕微油脂和AI2O3薄膜,在弱堿液中進(jìn)行腐蝕以暴露鋁合金基體并產(chǎn)生微觀粗糙度。但溶液堿性不宜太強(qiáng)，同時(shí)要嚴(yán)格控制堿蝕液

3、的溫度和堿蝕時(shí)間，以免產(chǎn)生過腐蝕的現(xiàn)象，堿蝕工藝條件如下：Na2CO330g/LNa3PO430g/L添加劑24g/LOP-10乳化劑0.51mL/L溫度7585C時(shí)間3060s2.3酸蝕（除灰）鋁合金壓鑄件在熱堿蝕溶液中腐蝕時(shí)，由于鋁的化學(xué)溶解和合金元素Si的不溶解，在零件表面上會(huì)殘留一層附著的黑色膜，為了徹底除去這層膜，必須在以下混合酸中處理：HNO33份HF1份水少量溫度室溫時(shí)間2040s2.4浸HS-F液H-SF液是浸鋅溶液的改進(jìn)，是我們自行研制的專用于鋁件表面預(yù)處理的溶液，所獲得的多元合金層結(jié)構(gòu)緊密，結(jié)晶細(xì)致，孔隙較小，結(jié)合力良好,而且浸HSF溶液后可以直接光亮鍍鎳，簡化了電鍍工序,

4、其工藝規(guī)范如下：HS-F濃縮液500mL/L水余量溫度1530C時(shí)間3040s3電鍍中間層中間層一般米用普通光亮鍍鎳溶液配方及工藝條件:硫酸鎳(NiSO4-7H2O)250g/L氯化鎳(NiCI2-6H2O)60g/L硼酸(H3BO3)40g/L十一烷基硫酸鈉0.0501g/L光亮劑適當(dāng)pH445溫度5255C陰極電流密度254A/dm2時(shí)間1215分陰極移動(dòng)需電鍍光亮鎳時(shí)最好帶電入槽，用大一倍的電流沖擊鍍12分鐘,然后按常規(guī)鍍鎳。4鋁合金壓鑄件電鍍槍黑色工藝鋁合金壓鑄件毛坯T毛坯檢驗(yàn)T機(jī)械拋光T汽油或三氯乙烯除油T涼干T上夾具T化學(xué)除油及堿腐蝕T溫水清洗T冷水洗T流水中清洗-酸蝕-水洗-流水

5、中清洗-浸HSF溶液-水洗-流水清洗-鍍光亮鎳（最好帶電入槽）-水洗-流水中清洗-5%H2SO4溶液中活化水洗流水中清洗鍍槍黑色水洗流水中清洗化學(xué)鈍化水洗流水中清洗烘干（510分鐘）下夾具檢驗(yàn)浸漆或噴漆。國內(nèi)槍黑色電鍍工藝大都是錫鎳合金鍍層，也有錫鉆合金鍍層。其鍍液有3種類型:氟化物型、氰化物型、焦磷酸鹽型，從環(huán)保安全考慮，我們選擇焦磷酸鹽型槍黑色電鍍工藝。4.1鍍液配方及工藝條件SnCl2-2H2O1315g/LNiCl2-6H2O55-60g/LK4P2O7-3H2O230-250g/LHS-F-2添加劑515g/L氨水或乙二胺510mL/LpH89T4555Ct13Dk0.51.5A/d

6、m2陽極鎳板陰極移動(dòng)需要4.2鍍液配制把計(jì)算量的氯化亞錫、氯化鎳及焦磷酸鉀等分別用5060C熱水溶解。把溶解好的錫鹽和鎳鹽溶液在不斷攪拌下慢慢加至焦磷酸鉀溶液中，再攪拌15min左右，若有混濁，還要繼續(xù)加溫?cái)嚢柚敝寥砍吻?。加入?jì)算量的添加劑，用水溶解時(shí)加少量NaOHo將計(jì)算量氨水加入，加水至所需容積，攪拌均勻。測量并調(diào)整pH至89,加溫至4555C，邊電解邊試鍍。4.3鍍液各成份的作用氯化亞錫它是提供錫離子的主鹽。氯化亞錫的含量增加，錫鎳合金鍍層中錫的含量增加。氯化亞錫含量在較大范圍內(nèi)變化對(duì)鍍層顏色沒有明顯的影響。當(dāng)氯化亞錫含量過高時(shí)，鍍層色澤變淺；含量過低時(shí)，鍍層呈茶色。該鍍液不允許加入雙

7、氧水等氧化劑，也不允許用空氣攪拌，只能采用陰極移動(dòng)。432氯化鎳它是提供鎳離子的主鹽。氯化鎳含量增加，錫鎳合金鍍層中鎳的含量略有增加。當(dāng)氯化鎳含量過低時(shí)，鍍層色澤較淺。氯離子有利于鎳板陽極活化和溶解。433焦磷酸鉀它是鎳離子、錫離子的絡(luò)合劑。焦磷酸鉀除了絡(luò)合鎳、錫外，必須存在一定量的游離焦磷酸鉀。焦磷酸鉀含量偏低時(shí)，鍍層粗糙,色澤不均勻。含量偏高時(shí)，陰極電流密度降低，沉積速度減慢。434氨水或乙二胺加入氨水可降低鍍層的內(nèi)應(yīng)力，并使鍍層色澤均勻，由于氨水氣味重,鍍液經(jīng)加溫后，揮發(fā)更嚴(yán)重，故采用乙二胺替代。435添加劑HSF-2添加劑也稱發(fā)黑劑，是錫、鎳離子的絡(luò)合劑，是槍黑色電鍍不可缺少的組份。由于發(fā)黑劑種類和含量的不同，可獲得淺、中、深鐵灰色和茶色外觀。5鍍后處理鋁合金壓鑄件槍黑色電鍍后，必須立即水洗，并鈍化、烘干。鈍化能提高鍍層抗蝕能力，在烘箱中烘干的過程就是鍍層堅(jiān)膜的過程，此工序是不可缺少的。5.1化學(xué)鈍化鉻酐4060g/L醋酸12mL/L溫度:室溫時(shí)間3060s5.2堅(jiān)膜老化鍍層，改善提高鍍層