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在铝合金压铸件上镀好的五个注意事项
王宗雄
0前言
铝合金压铸件电镀己经是非常成熟的工艺,但要达到100%的成品率几乎很难找到几家厂,当然包括压铸、抛光等毛坯的缺陷。要把铝合金上镀好,必须重视五个注意事项。
1 挂具
对于铝合金电镀来讲,挂具是先决条件,特别是大件,必须要保证足够大的接触面积,以保证导电良好,不要用镀过铜的挂具,因为铜触点与铝件发生铜置换而产生触点起泡。
2 碱蚀
在保证去油、去蜡清洗干净的前提下,碱蚀的浓度、温度、时间控制制至关重要,由于铝在氢氧化钠溶液中优先溶解,易发生过度腐蚀和碱蚀不匀现象。
3 酸蚀(除垢)
由于铝合金是由铜、铁、镁、硅等成分组成,通常不与碱液发生反应,所以必须通过酸蚀(除垢)工艺除掉这些氧化物,使表面裸露出洁净金属基体。酸蚀(除垢)液一定要控制温度、浓度和时间这三个要素,特别温度,这是夏季铝合金的镀层易起泡的罪魁祸首,在夏天一定要有冷冻降温设备,对于含镁较高的铝合金在除垢之前必须采用以下工艺,才能获得结合力良好的镀层。浸蚀工艺为:硫酸15%,时间2~5min,温度80℃。除垢工艺为:硝酸50%+水50%,温度15~25℃,时间1~2min,再浸锌。
4铝合金件必须浸镀过渡金属层
例如浸锌、锡、镍金属,才能获得结合力良好的镀层。目前大多数应用于大生产的以沉锌(浸锌)为多,以二次沉锌工艺占主导。沉锌一般由市售、自配各占半壁江山,自配的以传统锌酸配位化合盐为基础,再加入铁、镍、铜与有机配位化合剂,即成了四元合金沉锌液,自配成本相应较低些。沉锌液的维护与管层要注意以下四点:
(1)沉锌液温度:沉锌最好维持在15~25℃之间,过高由于锌等金属置换过快,得到灰黑疏松、粗糙、甚至海棉状的置换层,这种锌置换层结合力很差。而温度较低时,沉锌液反应比较温和,锌等合金析出量少,锌等合金置换层均匀致密,夏天冷冻机是不可缺少的设备。
(2)沉锌时间:沉锌时间与沉锌温度、浓度成反比(特别是金属离子的浓度),在沉锌液温度15~25℃,浓度20oBe时,沉锌时间第一次1min左右,笫二次30s之间,过长会变得粗糙多孔,致密度、均匀性降低,影响后续工序。
(3)严格控制好沉锌液的浓度,特别是碱与锌的综合比一般NaOH与ZnO最佳比值为10~12:1。当碱与锌比值过高时,置换出的锌合金结晶细致,但在铝合金表面沉积速度缓慢,对铝表面溶解速度加快,电镀后易产生麻点。当碱对锌比值过低时,在沉锌液中浸3~5s,就会置换灰黑色的锌合金层,这种置换层粗糙多孔,致密性差,电镀中途就会发现起泡,一般小型电镀厂沉锌液是市售的,没有分析条件,浓度完全靠婆美表测定。我们认为低于15oBe,有的会出现起泡现象,高于25oBe,应缩减沉锌时间。当然应考虑沉锌液老化程度,比如,铝在沉锌液中会有溶解,随其铝溶解量的增加,溶液婆美度也随之上升,所以会产生误区,如果带出量很少的话,应及时更换部分老液,适当补充新液。
5 预镀层
(1)铝合金电镀必须要求有一层结晶细致、厚度均匀、无孔隙的过渡镀层,避免在电镀酸铜时被腐蚀而起泡。
(2)预镀镍:由于目前铝合金普遍采用瓦特镀镍液为基础的预镀镍工艺,作为过渡层,所以一向被人们所接受,但其最大的缺点就是,镀液易被铝、锌、铁等金属杂质所污染,经常需要电解或化学方法予以净化,才能保证预镀层的质量。
中性镍:由于中性镍pH值近中性,对工件腐蚀很少,即使少量锌溶解,因柠檬酸钠会隐蔽锌离子,不影响镀层。
中性镍配方:硫酸镍140g/L,氯化镍30g/L,柠檬酸钠140g/L,硫酸铵35g/L,葡萄糖酸钠30g/L,湿润剂2ml/L,pH值6.8~7.2,温度50~60℃,电流密度2~3A/dm2。工艺选定先镀中性镍作为预镀层,再用瓦特镍镀镍加厚,这样不但可以缩短预镀时间,减少金属杂质污染,并且可使预镀层更细致、紧密无孔隙,以保证铝合金表面结合力、耐蚀性进一步提高,特别适用于汽车等高档防腐耐用消费品。
附注1:关于酸铜、亮镍、镀铬均按常规工艺。
附注2:要保证铝合金电镀的关键在于把握好前处理的每一个环节(结合力是关键),精心操作,仔细观察,克服和解决遇到的各种问题,在实践中积累经验,改进提高。