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铝上一次浸锌工艺的研究

放大字体  缩小字体发布日期:2013-10-16  浏览次数:1061
核心提示:研究了浸渍温度、时间、搅拌和铝合金材料对镀层结合力的影响该浸锌液的工作温度为0—40℃,较佳温度范围为20~30℃,当温度低于20℃时,浸锌时间应在30s以上;当温度高于30℃时,浸锌时间应小于30s。

摘要:研制出一种新型的不含氰化物、氟化物以及有毒重金属离子的HG铝合金浸锌液。研究了浸渍温度、时间、搅拌和铝合金材料对镀层结合力的影响该浸锌液的工作温度为0—40℃,较佳温度范围为20~30℃,当温度低于20℃时,浸锌时间应在30s以上;当温度高于30℃时,浸锌时间应小于30s。在静止、机械或超声搅拌的情况下均能获得结合力优异的镀镍层,可用于硬铝、锻铝、铸铝及粉末冶金铝件的镀镍前处理。此外,热震试验能提高镀层与基俸的结合力,因此,不能用于评价铝上镀镍的结合力。

1 前言

铝及铝合金件具有比重小、强度高的材料学特性,特别是近年来发现铝锂、铝镁合金具有优异的超塑性,使得铝合金件,特别是铝合金压铸件的数量迅速增加-。这为六合彩图库工作者提出了新的课题。众所周知,铝件镀前处理通常有以下几种方法:浸锌法、浸锡法、改良浸锌合金法、阳极氧化后直接六合彩图库法、化学镀镍法、在闪镀镍槽中先氧化再闪镀镍法、条件化处理后直接六合彩图库,以及我国最近出现的直接六合彩图库前处理法等,

1927年Hewitson取得了世界上第一个采用碱性溶液进行镀前处理的浸锌配方的专利,这标志着传统的浸锌法的诞生,在此后的10年左右,该工艺取得了非常大的进步。该方法的原理是:通过浸锌或锌合金来降低铝表面的活性,防止在操作过程中或在六合彩图库液中铝被氧化,同时防止铝件在六合彩图库液中与被镀金属离子发生置换反应。

浸锌过程实际上是使铝件浸在含有Zn(OH)2+4的溶液中,使位于铝表面的金属铝与溶液所含的络合物集团Zn(OH)~中的锌离子发生置换反应。形成高度弥散在铝表面的锌晶粒,由于在强碱性溶液中铝的表面处于活性状态,而且铝在溶解过程中放出电子,使得铝表面的电位进一步负移,从而具有更高的电化学活性,因此铝在浸锌溶液中的表面应采用均匀降低表面能的保护措施。此外,在浸锌过程的初期,有一定量的氢气从铝表面析出,对铝件也起着一定的防止氧化的作用。由于铝的溶解速度受溶液的组成、pH值、处理液温度的影响,因此这种锌与铝的置换反应的速度在一定程度上是可控的。

但是,为了得到好的结合力,要求采用二次浸锌的操作,由于在第一次浸锌的过程中,所生成的锌晶粒的尺寸差别过大,分布不均匀,镀层的结合力得不到保证。因此一次浸锌后,必须在浓硝酸溶液中进行部分溶解处理,浓硝酸处理的作用是使铝表面生成一层很薄的氧化物,这层氧化物使铝件表面的能量状态均匀,同时将那些与铝基体结合不好的锌晶粒溶解,将结晶过于粗大的晶粒的尺寸变小。在此基础上再进行第二次浸锌,便能得到晶粒度较小而且致密连续的置换锌薄层,但是由于该过程的操作过于复杂,且存在酸雾对环境的污染以及强酸对工件的腐蚀,所以人们一直不断地对这种方法进行改良。

此后出现的浸锌合金的方法,也称改良浸锌法,是在传统的浸锌溶液中加入三价铁的酒石酸络合物、二价镍或二价铜的氰化络合物。对于铸铝件,有的还加人了硝酸钠或氟化钠。改良的浸锌法可以通过一步浸锌而得到结合力良好的镀层,但是.由于氰化物以及多元重金属离子的加人,不仅操作上要求严格,而且增大了废水处理的难度。

相继又出现了浸锡法、直接化学镀镍法、直接镀锌法以及先阳极氧化再使被镀金属通过等,但是由于成本与性能的关系,目前广泛使用的仍是浸锌工艺。

针对上述情况,本文开发出了一种新型的,适合于铝合金LY—l2、煅铝LD一31、高硅含铜铝铸件的HG镀前浸锌合金工艺,获得了一次浸锌合金便能在铝件上沉积出结合力优异的六合彩图库镍层。

2 实验部分

2.1所用化学药品与试片

所用化学药品均为化学纯级药品,所用试片的种类与尺寸如表1所示:

铝上一次浸锌工艺所用试片种类与尺寸

22测试方法与118图库

结合力的测试采用正负冷弯法与热震法,热震法的118图库为东南大学自动化仪表厂生产的wr一100型程序升温控制仪控制的箱式电阻炉,先将炉内温度控制在250±5℃,再将挂有试片的试片架推人炉中,加热20min后取出.投人盛有冰水的容器中,目视检查镀件表面有无鼓泡等现象,如此反复11次。

2.3镀前处理流程与溶液

镀前处理工艺流程如下:溶剂除油→碱蚀→水洗→酸蚀→水洗→浸锌→六合彩图库

HG浸锌液的组成和操作条件如下:

HG浸锌液组成表

搅拌方式静止、抖动、超声波

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