鋁合金新電鍍工藝

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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

2、技工作者開發(fā)了許多鋁合金電鍍新工藝,在此基礎(chǔ)上,我們研制了新型鋁合金表面前處理液———H·S·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H·S·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

3、面輕微油脂和Al2O3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2～4g/LOP-10乳化劑0.5～1mL/L溫度75～85℃時(shí)間30～60s2.3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20～40s2.4浸H·S·

4、F液H·S·F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H·S·F溶液后可以直接光亮鍍鎳,簡化了電鍍工序,其工藝規(guī)范如下:H·S·F濃縮液500mL/L水余量溫度15～30℃時(shí)間30～40s3電鍍中間層中間層一般采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(NiCl2·6H2O)60g/L硼酸(H3BO3)40g/L十二烷基硫酸鈉0.05～01g/L光亮劑適當(dāng)pH4～45溫度52～55℃陰極電流密度25～4A/dm

5、2時(shí)間12～15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1～2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→毛坯檢驗(yàn)→機(jī)械拋光→汽油或三氯乙烯除油→涼干→上夾具→化學(xué)除油及堿腐蝕→溫水清洗→冷水洗→流水中清洗→酸蝕→水洗→流水中清洗→浸H·S·F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(5～10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,也有錫鈷

6、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SnCl2·2H2O13～15g/LNiCl2·6H2O55～60g/LK4P2O7·3H2O230～250g/LH·S·F-2添加劑5～15g/L氨水或乙二胺5～10mL/LpH8～9T45～55℃t1～3′Dk0.5～1.5A/dm2陽極鎳板陰極移動(dòng)需要4.2鍍液配制①把計(jì)算量的氯化亞錫、氯化鎳及焦磷酸鉀等分別用50～60℃熱水溶解。②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15

7、min左右,若有混濁,還要繼續(xù)加溫?cái)嚢柚敝寥砍吻?。③加入?jì)算量的添加劑,用水溶解時(shí)加少量NaOH。④將計(jì)算量氨水加入,加水至所需容積,攪拌均勻。⑤測量并調(diào)整pH至8～9,加溫至45～55℃,邊電解邊試鍍。4.3鍍液各成份的作用4.3.1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氧水等氧化劑,也不允許用空氣攪拌,只能采用陰極移動(dòng)。4.3.2氯化鎳它是提供鎳離子的主鹽。氯化鎳含

8、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。4.3.3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,