鋁合金電鍍新工藝技術(shù)介紹及操作

　　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(jiǎn)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(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)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(jiǎn)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:

　　Na2CO3　　　　30g/L
　　Na3PO4　　　　30g/L
　　添加劑　　　　2～4g/L
　　OP-10乳化劑　　0.5～1mL/L
　　溫度　　　　　　75～85℃
　　時(shí)間　　　　　　30～60ｓ
　　2.3　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:

　　HNO　　　33份
　　HF　　　　1份
　　水　　　　少量
　　溫度　　　　室溫
　　時(shí)間　　　　20～40ｓ
　　2.4　浸H·S·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(jiǎn)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　　　　30～40ｓ
 

　　3　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　　　　　　0.05～0 1g/L
　　光亮劑　　　　　　　　適當(dāng)
　　pH　　　　　　　　4～4 5
　　溫度　　　　　　　　52～55℃
　　陰極電流密度　　　　2 5～4A/dm2
　　時(shí)間　　　　　　　　12～15分
　　陰極移動(dòng)　　　　　　需要
　　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
　　SnCl2·2H2O　　　13～15g/L
　　NiCl2·6H2O　　　55～60g/L
　　K4P2O7·3H2O　　　230～250g/L
　　H·S·F-2添加劑　　　5～15g/L
　　氨水或乙二胺　　　　5～10mL/L
　　pH　　　　　　8～9
　　T　　　　　　　45～55℃
　　ｔ　　　　　　　1～3′
　　Dk　　　　　　0.5～1.5A/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15min左右，若有混濁，還要繼續(xù)加溫?cái)嚢柚敝寥�部澄清�?BR>
　　③加入計(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(cè)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，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。

　　4.3.4　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。

　　4.3.5　添加劑
　　H·S·F-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　40～60g/L
　　醋酸　1～2mL/L
　　溫度　室溫
　　時(shí)間　30～60ｓ
　　5.2　堅(jiān)膜
　　老化鍍層，改善提高鍍層的耐蝕性。鍍層鈍化后，經(jīng)水洗，放入烘箱內(nèi)在100℃中烘干15～20分鐘即可。

　　5.3　涂漆
　　涂漆的目的，是延長槍黑色鍍層的使用壽命。根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量檔次高低而定。一些低檔次的產(chǎn)品浸油提高防蝕性能，產(chǎn)品質(zhì)量要求高的，必須進(jìn)行噴漆處理。