铝及铝合金镀镐工艺的探讨

铝及铝合金镀镐工艺的探讨

铝及铝合金电镀比较困难，因铝对氧有很强的亲和力，表面极易氧化；铝是两性金属，在酸、碱中均不稳定；铝的电位很负，在电镀液中易被浸蚀并置换出被镀金属；铝的膨胀系数较大多数金属的大，因而镀层易气泡、脱落，影响结合力.　　铝及铝合金电镀的关键是特殊的镀前处理，除去天然氧化膜，并防止其重新形成，以及铝制件浸入电解液时，阻止置换反应的发生.作为海军大修飞机的工厂，我们在修理过程中经常遇到铝及铝合金电镀.通过试验，摸索出最佳的工艺条件.铝合金镀福零件表面不仅光泽度好，而且结合力、耐蚀性也非常好，达到航标要求.本文介绍铝合金零件旧品修复的镀福工艺.　　1 工艺流程　　除油 （脱 脂）→退除旧镀层→两道清洗→碱蚀→两道清洗→去灰除垢（出光）→两道清洗→一次沉锌→两道清洗→退除锌层→两道清洗→二次沉锌→硫酸中和、活化→清洗→化学镀镍→两道清洗→活化→镀镐→两道清洗→钝化→两道清洗→吹干→老化→检验人库.　　2 主要工序说明　　2.1 脱脂液组成及工艺条件　　氢氧化钠 40一609/L，70一90“c，1一Zmin.　　油污严重的先采用有机溶剂清洗.　　2.2 退除旧镀层　　退除旧镀层是铝合金镀锡的关键工序之一.　　2.2.1 退除旧福层溶液组成及操作条件　　硝酸钱 1 0一150留L，室温乳汁分泌增多。，退尽为止.　　2.2.2 退除旧锌层溶液组成及操作条件　　硫酸 10 一150留L，室温，退尽为止.　　2.2.3 退除旧的氧化膜溶液组成及操作条件氢氧 化 钠 40一609/L，50一90“C，退尽为止.　　2.24 退除Ni一P合金溶液组成及工艺条件　　浓硝酸 7 00mL/L，氯化钠30一409/L，六次甲基四胺6一109/L，尿素15一ZoglL，室温.　　（1） 退镀前制件应烘干或用冷风吹干，防止带人水分而降低硝酸浓度，导致基体被腐蚀.　　（2） 退镀好的零件应迅速清洗，以免在退镀后表面产生一层黑色氧化膜.　　铝合金化学镀镍层一般常用浓硝酸退除.虽然浓硝酸氧化性很强，但是浓硝酸对Ni一P合金层的腐蚀速率较慢，退除时产生大量的No二气体，对环境污染很大.精密零件化学镀Ni一P合金层退镀后，浓硝酸对基体金属的腐蚀量往往超标，尤其是对螺栓类零件过腐蚀尤为明显.为了克服退除化学镀镍层对螺栓类零件过腐蚀的缺点，我们经过上百次试验，最终筛选出了上述退镍工艺.在退除Ni一P合金层时，对基体的腐蚀很小，不易过腐蚀，退镀时的气体也较少，能保证退镀质量，改善了工作环境.　　2.3 碱蚀　　氢氧化钠 40一6og/L，70一90“c，1一2而n.　　2.4 去灰除垢（出光）　　铝及铝合金表面经过碱蚀后零件表面附着一层灰色或黑色的挂灰，在流动的冷水或热水中也清洗不净，可在下述溶液中去除.　　铬醉10 9几，硫酸10mIJL，室温，除净为止.　　含硅或锰的铝合金制品表面的挂灰（尤其是含硅量较高的铸铝）应在下述溶液中去除：V（硝酸）：V（氢氟酸）二3：1的混合酸中（由于反应比较激烈，要加人一定量的缓蚀剂），浸55左右，即可去除.　　2.5 浸锌　　浸锌液配方及工艺条件：　　氢氧化钠 40一509/L，氧化锌10一150留L，酒石酸钾钠11一20岁L，三氯化铁1一29几，氢氟酸lg/L，室温，（30士5）5.　　浸锌是非常关键的工艺，良好的浸锌层能与基体以及后续的镍层结合良好，且能掩盖基体表面的缺陷，有助于获得良好的镀层.　　我们采用碱性浸锌液.只需在工件表面浸上一层锌层，允许存在色泽差别，但是必须保证基体表面全部浸上锌层，否则，不可进行下道工序.浸锌后，不能用急水冲洗.　　2.6 退锌　　一次浸锌时，首先是铝氧化膜被溶解，铝工件表面沉积上锌，同时难免还有少量氧化膜残留，沉积层不均匀，结合力不良.经硝酸退除后，铝工件表面进一步得到净化.然后在浸锌液中第二次沉锌，以获得致密、均匀、结合力强的锌层.　　退锌液组成及操作条件：　　质量分数为65%的硝酸somuL，常温，（5土5）5，锌层必须全部退除.　　2.7 中和及活化　　溶液组成及工艺条件：　　硫酸 0 .7 一1.09/L，室温，5一10，.　　2.8 化学镀镍　　与一般电镀不同的是化学镀镍是靠表面自催化反应来进行；而这些正是以适当的前处理为条件的，前处理不好会使镀层的结合力差、粗糙、耐蚀性下降等.另外，化学镀镍液较敏感，前处理带入的残液、残渣都会影响到镀液的寿命，致使镀液恶化.　　镀液配方及工艺条件：　　NiSO4·7H20.21g/L，NaH2PO2·H202.49/L，乳酸（88%）30mL/L，C2H5C00H.2g/L，铅离子1mg/L，pH值为4.5士0.5，温度为（95土2）.C，（24士8）而n，沉积速率为17μm/h，镀层中磷的质量分数为8%一9%.　　在化学镀镍过程中，化学镀镍层表面允许镍层发黑，但不允许存在色泽差别，要求色泽一致　　2.9 镀锡　　镀液成分及工艺条件：　　CdO.40一45g/L，NaCN.11O一140g/L，Na2SO4·10H2O.40一60g/L，NiS04·7H2O.0.5一1.5g/L，光亮剂5一8mL/L，15一30℃，1.0一2.5A/dm2，3一6v，15-　　60min，阳极材料为Cd一1、Cd一2.　　2.9.1 换向电镀　　（1）电镀5min以后，允许进行换向镀福，tK：tA=10：1.　　（2） 开始时给予小电流，在1一5min内逐渐升至正常电流；出槽前1一3min时，有时为了避免针孔和气泡现象的出现，允许增大电流密度0.5一1.0倍进行冲击镀.　　3 检测　　按航空航天工业部航空工业标准HB5036：92检侧.　　3.1 外观　　以天然散射光或白色透射光下进行目视检测，特殊情况下采用3一5倍放大镜进行检查.钝化后的镐镀层带有彩虹的金黄色，且钝化膜完整，色彩均匀.　　3.2 厚度　　镀福层厚度15一25μm.　　3.3 结合力　　将尺寸为 7Ommx25mm火（1一2）mm、表面粗糙度为幻的试样，用钳子夹紧，反复弯曲180“（向两侧各弯曲90）直至断裂；或将零件（试样）反复弯曲180.直至零件（试样）断裂，此时镀层不应与基体金属分离.用5倍放大镜检查时，基体金属或镀层虽发生龟裂，但不起皮或脱落，则镀层结合力为合格.测试铝合金电镀零件结合力很好.　　3.4 耐蚀性　　镀镐层按GB6458进行盐雾腐蚀试验，耐蚀性达到了HB5362 的规定.锡镀层黄色钝化膜盐雾试验出现白色腐蚀产物的时间大于% h；盐雾试验出现红色腐蚀产物的时间大于360h.　　3.5 硬度　　镀层维氏硬度为475，比铝合金的硬度120高.　　4 结束语　　随着我国军用设备的小型化、高机动化的发展，机载设备产品上越来越多地采用铝合金材料.通过试验以及调研，摸索出一套完整的铝及铝合金镀镐修复工艺流程，产品质量完全满足了军需要求电脑、等电子产品“入侵”卧室，并获得了用户单位的一致好评.特别是在退镍工艺上有新的突破，该工艺的特点是污染小、气体少、防过腐蚀好等，对于飞机上铝及铝合金零件的修复有着非常重要的作用.