电镀Ni-W合金镀层在旋铆头中的应用电镀Ni-W合金镀层在旋铆头中的应用
广东工业大学
摘要：采用电镀法在旋铆头(铆接不锈钢铆钉用)上沉积Ni-W合金镀层,并对旋铆头的失效形式、镀层的组织形貌、组织结构、显微硬度、耐磨性能等进行了分析和讨论。结果表明,已镀旋铆头的使用寿命比未镀旋铆头的寿命提高两倍以上。
中图分类号：TG174.441文献标志码：A
1前言
以镍磷、镍钨为主的镍基合金电镀由于操作容易,镀层具有较高的硬度、致密性、耐蚀性、耐磨性、耐高温性及良好的外观,在工具、成形模具上的应用研究国内已有了不少报道。但由于模具的使用条件和影响因素复杂多样,使得镍基合金镀层在工模具上的应用受到了很大制约,其中不锈钢成形模具更是一个难点。这主要是目前国内普遍使用的不锈钢成形模具材料为Cr12(或Cr12MoV)、高速钢、合金铸铁等铁基合金模具材料,而这些材料与不锈钢 (如:SUS304、SUS430等)互溶性大,容易在制品和模具之间发生粘着,轻则降低模具寿命,在工件表面产生划痕划伤,重则由于模具与工件之间发生冷焊现象,使模具报废。Ni-W合金镀层,特别是当其镀层为纳米晶、非晶时,镀层中因晶界、间隙、位错和组分偏析较少,性能更加优异,与不锈钢的互溶性不大,对改变镀层的耐磨性和防粘着性有良好效果。为了研究Ni-W合金镀层在不锈钢成形工模具上的实际应用状况和可行性,本文选用广东汕头某公司的旋铆头 (不锈钢铆钉在铆接过程中所使用的成形工模具)进行电镀
Ni-W合金纳米晶、非晶镀层试验,并对其使用寿命、失效形式、表面涂层组织和硬度等方面进行了分析。
2试验材料及方法
2.1旋铆头材料及制造工艺
旋铆头材料为Cr12,主要成份为(%):2200-223C,1125-13Cr,≤0235Mn,≤0240Si;旋铆钉材料为SUS304不锈钢。旋铆头形状及尺寸如图1所示,表面粗糙度为Ra1225μm。
工艺流程为:下料→退火→车削→热处理→精磨。退火在箱式炉中进行,工艺为850℃-870℃保温1h,然后在740℃-760℃等温3h-4h,随炉冷至500℃后出炉空冷;硬度要求小于或等于255HB。高温1100℃淬火后,500℃回火(2h)二次,冲头硬度为59-61HRC。
2.2电镀Ni-W合金纳米晶、非晶镀层工艺
镀液组成:硫酸镍60g/L,钨酸钠150g/L,柠檬酸130g/L,用分析纯试剂和蒸馏水配制溶液,氨水做调节镀液PH值用的添加剂。
电镀装置:阳极为纯镍板,阴极为旋铆头(头部正对镍板)及测试样;镀槽为2000ml烧杯,用DF1782SL2A型线性直流稳压稳流电源控制电流密度,JB-3型定时恒温磁力搅拌器控制槽液温度并在电镀过程中起搅拌作用。
电镀试验步骤:(1)配制镀液:分别称量所需药品,加一定量蒸馏水搅拌至完全溶解;将钨酸钠溶液加入硫酸镍溶液中,充分搅拌;再加入柠檬酸溶液,充分搅拌;然后加入氨水调节PH值,用精密试纸测定;最后加蒸馏水至规定体积。(2)恒温磁力搅拌器加热并不断搅拌镀液至规定的温度。(3)将打磨好的旋铆头经碱性除油→热水清洗→冷水清洗→酸洗活化→冷水清洗→蒸馏水清洗后装挂入槽,通电电镀。
镀液温度65℃,PH值为5,电流密度20A/dm2,电镀时间45min。为了性能检测需要,对测试样Cr12片(尺寸为15mm320mm31.5mm)也采用相同的处理工艺。
2.3测试方法
S-3400N-Ⅱ型扫描电镜观测镀层断面形貌,并用其附带OXFORDINCAEDS能谱仪分析镀层成分;用日产MVK-H3型超微负荷显微硬度计测量镀层的显微硬度,加载时间15s,载荷
25g, 并用所带数码摄影系统观察镀层的表面形貌;用日本Rigaku生产的D/MAX2200VPC型X射线衍射仪(XRD)对镀层的晶态结构进行分析(条件是石墨单色器,Cu靶,管电压40kV,管电流30mA,扫描速度6°/min);用WS-92型声发射划痕仪测膜基结合力;用日本产HEIDON22型表面性能测试仪测试膜层的耐磨性能(金刚石压头直径为022mm,载荷为1kg),采用往复式刻划磨损试验法,并观测磨痕宽度。旋铆头在MYXM5000液压旋铆机上使用,用SUS304不锈钢铆钉对不锈钢门(窗)进行铆接。
3试验结果及分析
3.1镀层的形貌
用超微负荷显微硬度机的金相系统及扫描电镜观察与旋铆头同工艺条件下制备出的
测试样的Ni-W合金镀层表面与断面形貌。如图2、图3所示,镀层表面均匀光整,镀层断面均匀致密,镀层与基体的结合呈咬合状(以咬合状结合的层基比平直结合的层基结合力
要大)。经能谱检测,证实镀层中钨的重量百分比为 45256%,镍的重量百分比为54244%;钨的原子百分比为21248%,镍的原子百分比为78252%。膜层的总厚度约为15μm。
3.2镀层的组织结构
采用X射线衍射仪对与旋铆头同工艺条件下制备出的测试样镀层进行分析,结果如图4所示。试样在2θ1=43230°、2θ2=50240°、 2θ3=74206°等处出现三条衍射峰,且在2θ1=43230°处衍射曲线表现出明显宽化,出现一个形状接近于“馒头型”的衍射峰。而纯金属Ni的三条强衍射峰对应的2θ角分别为2θ1=44262°、2θ2=51294°、2θ
3=76214°,对应Ni的(111)、(200)、(220)晶面; 纯金属W的三条强衍射峰对应的2θ角
分别为2θ1=40226°、2θ2=58236°、2θ3=73238°。可见Ni-W镀层合金与纯金属Ni的峰位极为相近,说明Ni-W合金在结构上是一个以Ni为溶剂、W为溶质的置换型固溶体。XRD的宽化表明,W的溶入引起不均匀的晶格畸变,而当W含量较大(从上述能谱分析可知W的重量百分比为45.56%)时,晶格畸变大增,合金的长程有序可能会遭到破坏,晶粒取向趋向于短程有序化转变,即同一(hkl)晶向样品,在不同的小区域内具有不同的d值,d 值在dhkl±Δd之间变化,Δd很小,但不是一个常数。因此在晶体各处产生的同一晶面指数的衍射角位置将出现偏离,最终合成一个在2θ±Δθ范围内具有一定强度的宽化峰,从而使镀层的组织结构介于晶态与非晶态之间,称之为微晶或纳米晶。根据Scherrer公式计算可得该Ni-W合金镀层的晶粒尺寸约为40nm,这与文献的研究结果基本一致。
3.3镀层的显微硬度与膜基结合力
对与旋铆头同工艺条件下制备出的测试样表面进行显微硬度和镀层与基体结合力进
行了测试。结果是:Ni-W合金镀层的显微硬度为 668225HV0.25,镀层与基体结合力为临界载荷Lc>100N。由此可见Ni-W合金镀层有较高的硬度,镀层与基体结合良好。临界载荷Lc 大于100N即表示当刻划仪划针加载到最大载荷时镀层既没有破裂,也没有从基体上剥离。这除了说明镀层与基体结合良好之外,还说明镀层强韧性高。另外据文献可知,Ni-W合金非晶、微晶镀层在一定的温度下(550℃)会晶化并有Ni4W化合物的析出,硬度显著升高。而旋铆头在使用过程中也会因摩擦产生一定温度,对其上的合金镀层起到回火作用,从而
使得旋铆头表面“越用越硬”。
3.4镀层的耐磨性
用检测试样在1Kg载荷下进行加载耐磨试验,往复行程周次达100次后,测量磨痕宽度,结果是:Ni-W合金镀层的磨痕宽度是02345mm。而由文献可知,即使是高硬度高耐磨性材料ZrN薄膜的磨痕宽度也在02234mm-02366mm之间,由此可见Ni-W合金镀层的耐磨性与ZrN的耐磨性相当。这可能主要是因为近乎非晶态的Ni-W合金镀层组织致密,镀层中晶界、孔隙、位错等极少,加上Ni-W合金镀层的摩擦系数较低,从而使其耐磨性能相对较高。
3.5旋铆头的使用寿命
用20根已电镀Ni-W合金镀层旋铆头和20根未电镀的旋铆头进行实际使用寿命试验,结果未电镀旋铆头平均寿命为15000次/支(即平均铆接 15000个不锈钢铆钉),因不锈钢铆钉铆接端表面及旋铆头表面产生严重的划痕划伤,使得产品质量下降而失效。而经电镀Ni-W合金镀层处理的旋铆头平均寿命近32000次/支,不锈钢铆钉铆接端表面及旋铆头表面也只是有少许轻度的划痕划伤,按照厂家对产品(门窗铆接)的质量要求,旋铆头还能继
续使用。可见经电镀Ni-W合金镀层处理的旋铆头比未经镀层处理的旋铆头的使用寿命提高了两倍多。
4结语
Cr12旋铆头经电镀Ni-W合金镀层处理后,使用寿命可比未镀层旋铆头提高两倍多,除可降低旋铆头的使用成本外,还可大大提高被铆产品的铆接质量,有利于产品出口。
控制好电镀工艺可以在Cr12旋铆头上制备出微晶结构(介于晶态与非晶态结构)的
Ni-W合金镀层,这种镀层具有较高的显微硬度、良好的结合力以及优良的耐磨性能。
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[9]刘丽红,胡社军,曾鹏,等.高速钢表面真空电弧沉积ZrN薄膜的组织与性能研究[J].工具技术,2004,38(10):22-24.第一作者:舒畅,硕士,广东工业大学材料与能源学
院,510006广州
锌合金由于成型方便，可塑性强，成本低，加工效率高，广泛应用在卫浴，箱包，鞋服辅料中，但锌合金的起泡问题（电镀；喷涂）却一直困恼着五金厂与电镀厂的朋友. 今天我们乐将公司把汇总服务过的多家五金厂电镀厂针就锌合金起泡的经验编集，具体有以下几个方面： 1.锌合金产品设计之始，就要考虑到模具的进料口与排渣口与排气设置。因为进料与排渣的工件流道顺畅不裹气，不产生水渍纹，无暗泡，直接影响后道电镀是否起泡，合格进料与排渣模具压铸出工件，表面光洁，白亮，无水渍纹。 2.模具开发中也要考虑装模机台的吨位，压力，我们就亲身经历一个锌合金电镀后起泡百份20-30事件。一五金厂朋友接一几百万大单，模具开一出8件，不论电镀前处理如何解决总有20-30%起泡，最后将模具堵了4件，改成一模出4 件，再镀就无一起泡。 3.前处理表面的滚光液，抛光膏，氧化层没处理干净，长有出现滚光，滚抛后的工件，表面光亮许多电镀厂酸洗工序的员工就随便酸洗下，导至表面附着的滚光剂没洗净，长长出现起泡。另滚光滚抛厂所选用的滚光剂关系也很大，有些滚光剂中的表面活性剂极难洗去。 4.产品进碱铜（很多做五金朋友俗称的铜底）镀槽前工件表面仍有氧化膜（酸洗的膜）除蜡、除油的膜未处理净.的、所以脱膜很关健，早些年还能使用防染盐脱去，现环保不让排放含防染盐的废水，建议使用LJ-D009脱膜粉，效果优过防染盐，又能退镍层并且COD排放符合国际标准 5.碱铜镀槽有机物,杂质多，游离氰不在范围，化验碱铜缸成份,看是否氰化钠 偏低或氢氧化钠偏高!如添加光剂的小心光亮剂偏高，碱铜缸的清洁很关健，建议3-5天碳处理一次 6.碱铜缸的导电也很重要，阳极是否溶解正常，阳极铜板是否充足都会导至起泡 7.锌合金产品烘箱里出来后起泡；可能是烘箱温度不均匀导致即温度过高.由于压铸的时候不紧密,导致锌合金水渍纹沙眼里容易进酸,酸与锌在即使有表面镀层的情况下依然会发生化学反应,产生大量的氢气H当里面的气压高过大气压一定的程度时加上高温即会产生气泡.
电镀工艺流程简介 2016-04-12 12:30来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 电镀过程图电镀的种类很多，分类方法也不同，有单金属电镀（普通电镀、贵金属电镀）和合金电镀（二元合金、三元合金、四元合金电镀等）以及功能性电镀（赋予镀层某些特殊的性能的电镀）等，还有一些特殊的电镀工艺如非晶态电镀、复合电镀、电刷镀、化学镀等。但电镀工艺流程大致相同，一般包括镀前预处理，电镀及镀后处理三个主要阶段。 1）.镀前预处理 目的是为了得到干净新鲜的金属表面，为最后获得高质量镀层作准备。主要进行脱脂，去锈蚀，去灰尘等工作。步骤如下﹕ 第一步：使表面粗糙度达到一定要求，可通过表面磨光，抛光等工艺方法来实现。 第二步：去油脂﹐可采用溶剂溶解以及化学﹐电化学等方法来实现。 第三步：除锈，可用机械，酸洗以及电化学方法除锈。 第四步：活化处理，一般在弱酸中侵蚀一定时间进行镀前活化处理。 2）、电镀 1、把镀层金属接在阳极。 2、把镀件接在阴极。 3、阴阳极与金属正离子组成的电解质溶液相连。 4、通电后，阳极的金属会进行氧化反应(失去电子)，溶液中的正离子则在阴极被还原(得到电子)成原子并积聚在阴极表层。 3）、镀后处理 (1)钝化处理。 所谓钝化处理是指在一定的溶液中进行化学处理，在镀层上形成一层坚实致密的，稳定性高的薄膜的表面处理方法。钝化使镀层耐蚀性大大提高并能增加表面光泽和抗污染能力。这种方法用途很广，镀Zn、Cu等后，都可进行钝化处理。 (2)除氢处理。 有些金属如锌，在电沉积过程中，除自身沉积出来外，还会析出一部分氢，这部分氢渗入镀层中，使镀件产生脆性，甚至断裂，称为氢脆。为了消除氢脆，往往在电镀后，使镀件在一定的温度下热处理数小时，称为除氢处理。
电镀锌镍合金工艺规范 1主题内容与适用范围 本规范规定了钢铁零件电镀锌镍合金的工艺方法。 本规范适用于有三防要求的零件电镀锌镍合金。 2引用标准 HB5034零（组）件镀覆前质量要求 3主要工艺材料 4.1 中《金属零（部）件镀覆前质量控制要求》中相应的规定。应达到图样规定要求， 以避免电镀后再次返工返修。 零（部）件表面状态适于进行电镀时方可进入下道工序。 4.2清理：除去零件内外表面污物、金属屑标识等附着物。 4.3有机溶剂除油； 4.4喷砂或抛光处理（有需要时进行）； 4.5装挂；
4.6化学除油：进行表面处理前工件表面常沾有大量油污，需要进行化学除油。 化学除油工艺：采用汽油或401除油剂擦拭/浸泡零件，至无明显油污为止。 4.7水洗； 4.8电解除油：电解除油可完全除去工件表面油污，得到洁净金属表面。零（部）件除油后在流动水中清洗干净，观察呈全浸润状态即为除尽油污，可以转入下道工序。 电解除油工艺： 氢氧化钠：30～50g/l； 碳酸钠：20～30g/l； 4.10 光亮剂ZN-2B4-6 镍溶液ZN-2C20-25 温度：20-30℃ DK：0.5 A/dm2～4A/dm2 时间：20～60分钟 阳极：锌板 阴阳极面积比：1∶1.5～2
4.13水洗； 4.14除氢处理（有需要时进行） 锌镍合金镀层几乎没有氢脆，一般不需要进行除氢处理。但若用于有特殊要求的军品、高强钢或弹簧部件，按航空航天标准应进行除氢处理。具体见表2. 干燥60～70℃30～60分钟 4.20干燥； 4.21下挂具； 4.22检验。 镀层检验时应用目视或放大镜，在照度不低于３００lx的条件下观察（相当于零件放在４０Ｗ日光灯下距离５００㎜处的光照度）。 4.22.1锌镍合金镀层应细致、均匀、连续完整（深孔、盲孔深处除外），无针孔、麻
铝合金的表面处理实用 工艺 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 表面处理的流程包括前处理，成膜，膜后处理。包装，入库。出货等工序，其中前处理包括机械处理，化学处理。 机械处理包括喷吵，抛丸，打磨，抛光，打蜡等工序。机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面其它外观不良现象。化学处理使产品表面的油污锈迹去除，并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体，确保镀层有一个稳定状态，增加保护层的结合力，从而达到保护机体的作用。 铝材表面处理 铝材常见的化学处理有铬化，喷漆，电镀，阳极氧化，电泳等工艺。其中机械处理有拉丝，抛光，喷吵，打磨等工艺。 —————— 第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观
有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程： 脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2 ）膜层厚度。 —————— 第二节，阳极氧化 阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀，致密的氧化层，(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV)，如果特种产品可以做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达 400-1200HV，因而硬质阳极氧化是油缸，传动，不可缺的表面处理工艺。 另外这种产品耐磨性非常好，可做航空，航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格，不同的材质表面有不同的装饰效果，常用的材质有6061，6063，7075，2024 等，其中，2024 相对效果要差一些，由
电镀工艺流程及作用： 酸浸：主要作用是去除板面的氧化层，避免水份带入铜缸而影响硫酸的含量。清洁剂：这种清洁剂是酸性的，主要作用是去除板面的指纹、油污等其它残余物，保持板面清洁，实际上目前供PCB使用之酸性清洁剂，没有任何一种真正能去除较严重的指纹。故对油脂、手指印应以防止为重：而且须注意对镀阻层的相容性与同线中其他药液间的匹配性，及降低表面为张力，排除孔内气泡的能力。微蚀：由于各种干膜阻剂均有添加剂深入铜层的附著力促进剂，故在此一步骤应去除20~50u〞的铜，才能确保为新鲜铜层，以获得良好的附著力。 水洗：主要作用是将板面及孔内残留的药水洗干净。 镀铜：镀铜的药水中主要有硫酸铜、硫酸、氯离子、污染物、其它添加剂等成份，它们的作用分别如下： 硫酸铜：提供发生电镀所须基本导电性铜离子，浓度过高时，虽可使操作电流密度上限稍高，但由于浓度梯度差异较大，而易造成Throwingpower不良，而铜离子过低时，则因沉积速度易大于扩散运动速度，造成氢离子还原而形成烧焦。硫酸：为提供使槽液发生导电性酸离子。通常针对硫酸与铜比例考量，“铜金属18g/l+硫酸180g/l”酸铜比例维持在10/1以上，12︰1更佳，绝对不能低于6︰1，高酸低铜量易发生烧焦，而低酸高铜则不利于ThrowingPower。 氯离子：其功能有二，分别为适当帮助阳极溶解，及帮助其它添加剂形成光泽效果，但过量之氯离子易造成阳极的极化。而氯离子不足则会导致其它添加剂的异常消耗，及槽液的不平衡（极高时甚至雾状沉积或阶梯镀；过低时易出现整平不良等现象）。 其它添加剂：其它的所有有机添加剂合并之功能，可达成规则结晶排列之光泽效果，改善镀层之物性强度，相对过量之添加剂，则易因有机物之分解氧化，对槽液的污染，造成活性碳处理频率的增加，或因有机物的共析镀比率提高，造成镀层内应力增加，延展性降低等问题。 污染物：可区分有机污染物和无机污染，因破坏等轴结晶结构；造成之物性劣化及因共析镀造成之外观劣化。其中有机污染之来源约为：光泽剂之氧化分解、油墨、干膜、槽体、滤蕊、阳极袋、挂架包覆膜等被过滤出的物质和环境污染物等。无机污染之来源则约为：环境带入污染、水质污染及基本物料污染等项。
锌镍合金电镀 一..性能特点： 1、镀层镍含量可稳定地控制。 2、沉积速度快。 3、低电流密度光亮区范围宽，可用于形状较复杂的零部件的挂镀，也可用于滚镀。 4、镀液具有良好的整平性能，镀层呈银白色高光亮。 6、耐蚀性较电镀锌高5倍以上。 二.工艺参数： 三.配制方法 1、先往电镀槽加入1/2体积的水，加热至50–60℃，而后加入氯化铵，边加入边搅拌以加速溶解。待氯化铵全部溶解后再依次加入氯化镍、氯化锌、三乙醇胺、开缸剂（添加剂A）及辅助光亮剂（添加剂B）。 2、待所有组分全部溶解后，用过滤机过滤镀液，去除颗粒杂质。 3、补充水至规定体积。测定pH值并用氨水调整至5.35–5.40。 4、新配制的镀液在投入生产之前须经预电解去除化工原料中所含的铜、铅、锑等重金属杂质元素。预电解在0.3–0.4 A/dm2阴极电流密度下进行，预电解时间一般为几小时至几十个小时，直至镀层达到银白色为止。 四.槽液维护： 1、pH值的控制 该镀液的适宜pH值在5.35–5.65范围内。PH≤5.2，镀层呈麻点状；PH≤5.3，镀层光亮性差。随着电镀的进行，镀液的pH值缓慢的上升，用盐酸调整之。2、Zn/Ni比的控制
镀液的锌含量与镍含量之比（Zn/Ni比）不仅是决定镀层镍含量的主要参数，也对镀层外观有显著的影响，必须严格加以控制。该镀液的适宜Zn/Ni比最好控制在0.7–0.9范围内。Zn/Ni比过高（≥1.0），当槽液温度较低（≤35℃）与阴极电流密度较小（≤1.5 A/dm2）的情况下，镀层呈灰色。反之，Zn/Ni比过低（≤0.5），镀层的镍含量有可能超过15%，对提高镀层的耐蚀性不再有益，而脆性增加。镀液Zn/Ni比可通过化学分析或其它简单方法予以测定。根据测定结果及变化趋势及时调整锌阳极与镍阳极的面积比。 3、温度控制 本工艺的操作温度较宽（30–40℃），除滚镀及镀件形状过于复杂的场合外，电镀操作温度一般选择35–38℃。 4、阴极电流密度的控制 阴极电流密度的选择取决于镀件形状。总的原则是，在保证镀层质量的情况下采用较大的电流密度，加大镀层沉积速度，缩短电镀时间。挂镀一般选择2– 4 A/dm2，滚镀为1.0 A/dm2左右。 5、补缸剂（添加剂C）的添加 添加剂C的消耗量为100–120 ml/K.A.hr。添加剂C过量将导致镀件的高电流密度区出现凹凸不平及气流状条纹。反之，添加剂C不足则镀层光亮性不足。 6、该镀液的适宜氯化铵含量为220–230克/升，含量过低镀层呈灰色。定期分析并适当补充。
锌合金电镀起泡原因与解决方法 锌合金由于成型方便，可塑性强，成本低，加工效率高，广泛应用在卫浴，箱包，鞋服辅料中，但锌合金的起泡问题（电镀；喷涂）却一直困恼着五金厂与电镀厂的朋友. 今天我们把汇总服务过的多家五金厂电镀厂针就锌合金起泡的经验编集，具体有以下几个方面： 1.锌合金产品设计之始，就要考虑到模具的进料口与排渣口与排气设置。因为进料与排渣的工件流道顺畅不裹气，不产生水渍纹，无暗泡，直接影响后道电镀是否起泡，合格进料与排渣模具压铸出工件，表面光洁，白亮，无水渍纹。 2.模具开发中也要考虑装模机台的吨位，压力，我们就亲身经历一个锌合金电镀后起泡百份20-30事件。一五金厂朋友接一几百万大单，模具开一出8件，不论电镀前处理如何解决总有20-30%起泡，最后将模具堵了4件，改成一模出4 件，再镀就无一起泡。 3.前处理表面的滚光液，抛光膏，氧化层没处理干净，长有出现滚光，滚抛后的工件，表面光亮许多电镀厂酸洗工序的员工就随便酸洗下，导至表面附着的滚光剂没洗净，长长出现起泡。另滚光滚抛厂所选用的滚光剂关系也很大，有些滚光剂中的表面活性剂极难洗去。 4.产品进碱铜（很多做五金朋友俗称的铜底）镀槽前工件表面仍有氧化膜（酸洗的膜）除蜡、除油的膜未处理净.的、所以脱膜很关健，早些年还能使用防染盐脱去，现环保不让排放含防染盐的废水，建议使用LJ-D009脱膜粉，效果优过
防染盐，又能退镍层并且COD排放符合国际标准 5.碱铜镀槽有机物,杂质多，游离氰不在范围，化验碱铜缸成份,看是否氰化钠偏低或氢氧化钠偏高!如添加光剂的小心光亮剂偏高，碱铜缸的清洁很关健，建议3-5天碳处理一次 6.碱铜缸的导电也很重要，阳极是否溶解正常，阳极铜板是否充足都会导至起泡 7.锌合金产品烘箱里出来后起泡；可能是烘箱温度不均匀导致即温度过高. 由于压铸的时候不紧密,导致锌合金水渍纹沙眼里容易进酸,酸与锌在即使有表面镀层的情况下依然会发生化学反应,产生大量的氢气H当里面的气压高过大气压一定的程度时加上高温即会产生气泡.
在各种金属产量中，我国铝产量仅次于钢铁，我国又是世界上电解铝的生产大国。铝及其合金具有比强度高、导热、导电性好，以及可塑性和易成型等优点，已广泛应用于各行业。随着市场铜、锌金属的涨价，五金行业原以锌、铜为基材的产品利润已减少很多，而铝的价格上涨较缓慢，更由于铝及其合金的密度小（铝的密度为2.7g/cm3），与其它常用金属相比，同样重量的材料可多制造约三倍的零部件。很多厂家都在准备用铝合金基材代替铜、锌基材，但是铝合金本身易形成天然氧化膜，造成电镀的头号难题！笔者从事铝合金电镀几年来，略有心得，愿抛砖引玉，共同研究，不正之处敬请指正。 2、铝合金前处理 2.1 铝合金基材 铝合金成型方法很多，目前大多是压铸和挤压成型；压铸的铝合金，多数为铝硅合金，由于铝跟硅的熔点、比重以及凝固点的不一致（铝的原子量26.98，硅的原子量28.09），在铝硅合金压铸过程当中容易造成偏折现象，产生富铝富硅态，这在大的平面压铸件表现更为突出，造成电镀处理的更加困难；金属铝的化学性质比较活泼，与氧的亲合力较强，在大气中极易在其表面生成一层氧化膜，甚至此氧化膜刚除去又会迅速重新生成新的氧化膜，严重影响镀层与基体铝的结合力；铝的电极电位较负，约（-1.67v），很易失去电子，在电解液中能与多种金属离子立即发生置换反应，形成接触层，此种镀层疏松粗糙，严重影响镀层结合力；铝的膨胀系统比许多金属镀层大，当温度差别变化大时，由于基体与镀层的膨胀系数不一致，易产生内应力而破坏镀层；铸铝件有砂眼、铸孔、气泡等，电镀中易残留槽液和氢气，引起化学和电化学腐蚀，产生镀层起泡和脱落。
目前各厂家用于压铸的铝合金牌号杂乱，其它金属杂质和硅含量都不一样，造成后道电镀处理的难上加难。 电镀专业术语 内容： 1 电镀常识 表面处理的基本过程大致分为三个阶段：前处理，中间处理和后处理。 1.1前处理 零件在处理之前，程度不同地存在着毛刺和油污，有的严重腐蚀，给中间处理带来很大困难，给化学或电化学过程增加额外阻力，有时甚至使零件局部或整个表面不能获得镀层或膜层，还会污染电解液，影响表面处理层的质量。包括除油、浸蚀，磨光、抛光、滚光、吹砂、局部保护、装挂、加辅助电极等。 1.2 中间处理 是赋予零件各种预期性能的主要阶段，是表面处理的核心，表面处理质量的好坏主要取决于这一阶段的处理。 1.3 后处理
镀锌镍合金与镀锌比较 一:锌镍合金镀层特点 在锌基合金中，锌镍合金镀层是一种新型的优良防护性镀层，适用于在恶劣的工业大气和严酷的海洋环境中使用。镍含量7~9%的锌镍合金耐蚀性是锌镀层的3倍以上;含镍量13%左右的锌镍合金镀层耐蚀性是锌镀层的5倍以上，它具有最好的耐蚀性。 由于锌镍合金具有高耐蚀性、低氢脆性、可焊性和可机械加工性等优良特性，早已引起人们的高度重视，其应用范围也越来越广泛。锌镍合金镀层的熔点高，适用于汽车发动机零部件电镀；氢脆小，适用于高强度钢上电镀；可作为代镉镀层，多用于军品。 锌镍合金镀液主要分为两种类型：一种是弱酸性体系，该类型镀液成分简单、阴极电流效率高（一般在95%以上）镀液稳定，容易操作。另一种是碱性锌酸盐镀液，其主要优点是：镀液分散能力好，在宽电流密度范围内镀层合金成分比例较均匀，镀层厚度也均匀，对设备和工件腐蚀小，工艺操作容易，工艺稳定，成本较低等。 二：与镀锌层比较 1.耐蚀性。镀锌和锌镍合金作为功能性镀层，锌镍合金在耐蚀性上远优于镀锌，这也是研究者花大量时间精力开发锌镍合金的主要原因。锌镍合金镀层经过彩色钝化处理后在中性盐雾下很容易通过1000小时无白锈，而镀锌层经彩色钝化后能通过120小时的都不多。锌镍合
金镀层经过白色钝化处理后在中性盐雾下很能通过400小时无白锈，而镀锌层经蓝白钝化后能通过96小时的都不多。 2.外观。一般情况下锌镍合金彩色钝化层不如镀锌层鲜艳，特别时合金镀层中镍含量偏高时更是如此；锌镍合金白色钝化颜色不如镀锌层白钝白净。需要说明的时，人们对事物的认识往往是先入为主的，对产品的颜色也是如此。随着市场上锌镍合金产品的增多，人们已经能够接受锌镍合金钝化层与镀锌钝化层颜色上的差别。 3.生产成本。由于锌镍合金镀层中含有13%左右的金属镍，镍的价格远高于锌（镍：191000元/吨，锌18000元/吨），因而电镀锌镍合金要比电镀锌生产成本高得多。 4.工艺维护。碱性锌酸盐镀锌现在已被市场广泛接受，而锌镍合金工艺作为“新”的电镀工艺目前尚未广泛普及，知者有限。其实，锌镍合金在市场应用已有二十余年的时间，且发展迅猛。现在该工艺已经相当成熟，稳定性甚至超过镀锌。
压铸锌合金电镀问题分析 压铸锌合金电镀问题分析锌合金压铸件镀前处理合理与否，是电镀成败的关键。但在其镀前处理过程中，往往会将其前处理等同于其它金属材料的前处理，或者忽视了其中某个工序，而造成大量镀件返工或报废。由于锌合金压铸件的特殊性，故返工很难，这就是锌合金压铸件在电镀过程中废品率高的原因。 2锌合金压铸件镀前处理的注意事项 2(1了解锌合金压铸件的结构特性 锌合金压铸件表面很像蒸馍表面，有一层0(02,0(10mln厚、光滑致密的金属层，在其下方则是疏松、多孔的结构。因此在机械抛光时，严防抛穿其光滑致密层，避免疏松、多孔的内材暴露，致使镀层产生起泡、脱皮等不良现象。 为什么说前处理工艺左右了锌合金压铸件电镀的合格率? 锌合金压铸件与、一般钢铁件相比较有以下差别: 1)锌合金压铸件材料为锌(铝合金，较钢铁要活泼得多，在酸、碱中 2)锌合金压铸件表面适于电镀的表面只有0(05,0(厚，下面均为不适于电镀的多孔层。此表面也存在着压铸加工中易 3)锌合金件多为腔体件，零件形状复杂，在前处理和预镀后，必须经 针对以上锌合金压铸件的特点，必须制定出一套适合于此类零件的 (1)磨抛光钢件的磨抛光比较简单，只要求表面状态合格，零件不应有 (2)脱脂磨抛后的零件需使用三氯乙烯溶剂，除去零件表面的抛光膏， (3)电解脱脂钢铁件可在强碱溶液中作阳板脱脂，而锌合金件的性质，,2min。为了使阴极脱脂后的黑膜除去，还要在阴极脱脂后，作0(5,1min的阳极脱脂去除黑膜。
(4)活化钢铁件表面的氧化膜可以在盐酸，硫酸溶液中除去。锌合金件,30s)，并且清洗要净。 (5)预镀钢铁件的预镀可采用氰化铜或暗镍，主要目的是防止在酸性光亮铜 而锌合金件预镀时，需将零件所有部分镀上，防止加厚镀时，与溶 锌合金件预镀铜前，最好设预浸工序，预浸采用0(5,,l,的氰化钠溶液，不经水洗，直接入槽。 如果采用作镍预镀层，钢铁件可采用普通暗镍工艺。锌合金件必须,5,的柠檬酸溶液_禾经水洗入槽。“预镀层必须保证厚度，防止因镀层过薄，而铜向锌渗产生锕(锌脆 如果能按以上的前处理和预镀后，零件即可按一般电镀工艺进行加厚。 锌合金基体材料电镀故障及处理:锌合金镀前处理的故障分析 (2009/09/15 15:47) 1(锌合金压铸件本身质量控制 压铸锌合金中铝含量一般在3(5,,4(5,左右，铝可以减少熔融锌对黑色金属(模具)的侵蚀，同时铝又能细化晶粒，强化合金，随着锌合金中铝含量的提高，锌合金的强度及耐冲击性能均有所提高，但当铝含量超过4(5,时，其力学性能则不再明显增加，而冲击韧性却反而降低。锌合金中铜元素的含量不得超过 1.5,，在此值下，能显著抑止锌合金的晶间腐蚀，提高锌合金的强度和硬度，合金中微量的镁元素约在0(04,左右，不宜太高。合金中铅、锡、铁、硅等作为杂质元素，含量越低越好，而且合金中铅、硅元素对电镀质量的影响较大。还有就是易被忽视也难以消除的是合金中铁杂质的影响，铁与铝能产生硬质的铁铝化合物，对电镀前的抛光和机械加工都有不利的形响。 压铸锌合金过程中，封孔比压用于克服压射缸内活塞移动和压射冲头与压室之间的摩擦力，使液态锌合金被推到内浇口附近，此值不能太大，太大则易卷入气体
常规铝及铝合金电镀的工艺流程 一.前言 铝及铝合金表面电镀各种金属后，可明显提高其表面的物理或化学性能，以铝及铝合金做导体时，在其表面电镀银可提高表面或电接触部位的电导率;为使铝容易焊，在其表面电镀铜，镍或锡;为提高其耐磨性，在其表面电镀厚硌。在装饰性方面，实际上大多是电镀硌。 铝及铝合金表面电镀，很早以前就有尝试并已用于实际生产。但铝及铝合金与镀层之间存在氧化物，铝及铝合金与金属镀层的热膨胀系数不同，镀层有针孔和残存电镀液等因素，造成镀层结合力不良，长时间使用会剥落甚至在镀后立即剥落，在表面处理领域，铝及铝合金的电镀工艺还处于探索阶段，长久以来无实质性突破，至今没有形成完善，成熟的工艺。镀层结合力不牢是铝及铝合金的电镀质量和产品合格率仍是行业瓶颈。 二.传统铝及铝合金电镀 铝及铝合金在电解液中电解可形成镀层，但镀层结合力不牢，易剥离。因此，可先将铝在含有锌氧化合物的水溶液中沉积镀层再进行电镀，这一方法既为锌置换法或沉积法。也可先在铝及铝合金表面处理通过阳极氧化电源得到一层很薄的多孔氧化膜.在进行电镀。 2.1常规铝及铝合金电镀的工艺流程 铝及铝合金电镀工艺流程有镀前处理，电镀，镀后处理3部分组成。镀前处理是关系到电镀产品质量优劣的最关键工序，其主要的是除去铝及铝合金表面的油脂，自然形成氧化膜及其他污物。 常规的一般工艺流程为：脱脂-水洗-减蚀-水洗-酸洗-水洗-活化-水洗-一次浸锌-水洗-退锌-水洗-二次浸锌-水洗-中性镀镍-水洗-后续电镀。 也有采用波的阳极氧化膜取代浸锌工艺后在进行后续电镀。 2.2传统前处理工艺中存在的不足 1.工艺流程长，工序多。 2.工艺复杂，操作范围窄，各工艺参数必须严格控制。 3.工艺适用范围不广，不同牌号的铝合金前处理工艺不能雷同，必须根据铝合金的牌号调整前处理工艺。 4.在严格控制前处理工艺的前提下，电镀产品的合格率很低，普通装饰性电镀的合格率为85%~90%，功能性电镀的合格率为60%~70%。 5.各工序溶液的适用寿命短，处理周期短。 由于铝及铝合金传统前处理同意普遍存在以上不足，因此，必须对其进行改良。 三.改良通用型铝及铝合金电镀前处理工艺 脱脂碱蚀二合一-水洗-酸洗-水洗-去灰-水洗-碱性活化-浸锌-水洗-中性镀镍-水洗-后续电镀。
一、锌镍合金电镀简介 锌镍合金电镀，是一项电镀新技术。镀层不再是单单的锌层，而是锌镍合金层，通过电镀技术镀在钢材表面。 锌镍合金是用于电镀钢件时做可溶性合金阳极的锌合金。电镀用锌镍合金一般熔炼成Zn-2%Ni合金，用Zn-2%Ni合金配制成含镍量0.04%～0.09%的镀锌液，与传统镀锌层相比，镀锌镍合金能有效解决活性钢镀层超厚问题而降低成本，提高镀层耐腐蚀性能。 锌镍合金电镀内在质量控制主要是控制镀液中锌、镍浓度的比例，从而使镀层中镍达到一定含量，要做到这一点，关键是控制锌、镍阳极面积的比例和分控电流大小(要有分析手段，以掌握锌、镍浓度)。外观质量的好坏主要是选好镀锌光亮剂。 二、锌镍合金电镀的发展前景 锌合金有锌钴、锌铁、锌镍等。其中锌镍镀层抗蚀性最高，主要是指含锌90%～95%、镍50%～10%的合金。这类合金已在世界范围许多领域实用许多年。例如镀锌镍合金薄板已在汽车工业和计算机工业提供优良的生产毛坯，大大改善了抗蚀性。锌镍合金电镀的汽车元件如燃料管、掣动器、传动元件等在某些欧美国家设计图中已标准化，在日本应用范围更广泛。 三、锌镍合金电镀在国内的发展情况 ⑴1992年3月广州市二轻研究所袁国伟提出在酸性氯化物镀液中镀得光亮、整平的锌镍合金镀层，经过蓝色钝化处理后，外观和抗蚀性都很好。 ⑵1992年9月湖南教育学院韩定国提出氯化物酸性镀锌镍合金，彩虹钝化后盐雾试验4周期后彩色未变。 ⑶1992年6月北京航空航天大学朱立群、罗党育研究了锌镍合金镀层涂覆有机漆膜后在5%氯化钠溶液中和盐酸酸雾条件下的耐蚀性，含镍l0%～l5%的锌镍合金镀层耐蚀性最好。 ⑷l993年广东花东工艺电镀厂吕安敏介绍两种不同类型的锌镍合金电解液，可获得含镍≤8%的镍锌合金镀层，经后处理可得蓝白、彩色、黑色转化膜，耐蚀性优异。 ⑸1997年9月杜捍义、李异(华南理工大学)研究碱性电镀光亮锌镍合金，合
电镀工艺流程及作用 发布时间：10-06-10 来源：点击量：29568 字段选择：大中小 电镀工艺流程及作用： 酸浸：主要作用是去除板面的氧化层，避免水份带入铜缸而影响硫酸的含量。 清洁剂：这种清洁剂是酸性的，主要作用是去除板面的指纹、油污等其它残余物，保持板面清洁，实际上目前供PCB使用之酸性清洁剂，没有任何一种真正能去除较严重的指纹。故对油脂、手指印应以防止为重：而且须注意对镀阻层的相容性与同线中其他药液间的匹配性，及降低表面为张力，排除孔内气泡的能力。 微蚀：由于各种干膜阻剂均有添加剂深入铜层的附著力促进剂，故在此一步骤应去除20~50u〞的铜，才能确保为新鲜铜层，以获得良好的附著力。 水洗：主要作用是将板面及孔内残留的药水洗干净。 镀铜：镀铜的药水中主要有硫酸铜、硫酸、氯离子、污染物、其它添加剂等成份，它们的作用分别如下： 硫酸铜：提供发生电镀所须基本导电性铜离子，浓度过高时，虽可使操作电流密度上限稍高，但由于浓度梯度差异较大，而易造成Throwingpower不良，而铜离子过低时，则因沉积速度易大于扩散运动速度，造成氢离子还原而形成烧焦。 硫酸：为提供使槽液发生导电性酸离子。通常针对硫酸与铜比例考量，“铜金属18g/l+硫酸180g/l”酸铜比例维持在10/1以上，12︰1更佳，绝对不能低于6︰1，高酸低铜量易发生烧焦，而低酸高铜则不利于ThrowingPower。 氯离子：其功能有二，分别为适当帮助阳极溶解，及帮助其它添加剂形成光泽效果，但过量之氯离子易造成阳极的极化。而氯离子不足则会导致其它添加剂的异常消耗，及槽液的不平衡（极高时甚至雾状沉积或阶梯镀；过低时易出现整平不良等现象）。 其它添加剂：其它的所有有机添加剂合并之功能，可达成规则结晶排列之光泽效果，改善镀层之物性强度，相对过量之添加剂，则易因有机物之分解氧化，对槽液的污染，造成活性碳处理频率的增加，或因有机物的共析镀比率提高，造成镀层内应力增加，延展性降低等问题。
锌合金电镀起泡解决方法 锌合金压铸件目前广泛应用于各种装饰方面，如领带夹、皮带扣、各种金属饰扣等，因而对铸件表面质量要求高，并要求有良好的表面处理性能。而锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡。铸件表面在以下情况下有鼓起的包称之为起泡，是铸件内缺陷的外部表现。 (1)压铸出来就发现。 (2)抛光或加工后显露出来。 (3)喷漆或电镀后出现。 (4)放置一段时间后发现。 产生原因 1.孔洞引起：主要是气孔和收缩机制，气孔往往是圆形，而收缩多数是不规则形。 气孔产生原因：a金属液在充型、凝固过程中，由于气体侵入，导致铸件表面或内部产生孔洞。b涂料挥发出来的气体侵入。c 合金液含气量过高，凝固时析出。当型腔中的气体、涂料挥发出的气体、合金凝固析出的气体，在模具排气不良时，最终留在铸件中形成的气孔。 缩孔产生原因：a金属液凝固过程中，由于体积缩小或最后凝固部位得不到金属液补缩，而产生缩孔。b 厚薄不均的铸件或铸件局部过热，造成某一部位凝固慢，体积收缩时表面形成凹位。由于气孔和缩孔的存在，使压铸件在进行表面处理时，孔洞可能会进入水，当喷漆和电镀后进行烘烤时，孔洞内气体受热膨胀;或孔洞内水会变蒸气，
体积膨胀，因而导致铸件表面起泡。 2.晶间腐蚀引起：锌合金成分中有害杂质：铅、镉、锡会聚集在晶粒交界处导致晶间腐蚀，金属基体因晶间腐蚀而破碎，而电镀加速了这一祸害，受晶间腐蚀的部位会膨胀而将镀层顶起，造成铸件表面起泡。特别是在潮湿环境下晶间腐蚀会使铸件变形、开裂、甚至破碎。 3.裂纹引起：水纹、冷隔纹、热裂纹。 水纹、冷隔纹：金属液在充型过程中，先进入的金属液接触型壁过早凝固，后进入金属液不能和已凝固金属层熔合为一体，在铸件表面对接处形成叠纹，出现条状缺陷，见图2。水纹一般是在铸件表面浅层;而冷隔纹有可能渗入到铸件内部。热裂纹：a 当铸件厚薄不均，凝固过程产生应力;b过早顶出，金属强度不够;c顶出时受力不均;d过高的模温使晶粒粗大;e有害杂质存在。 当压铸件存在水纹、冷隔纹、热裂纹，电镀时溶液会渗入到裂纹中，在烘烤时转化为蒸气，气压顶起电镀层形成起泡。 解决缺陷方案 控制气孔产生，关键是减少混入铸件内的气体量，理想的金属流应不断加速地由喷嘴经过分流锥和浇道进入型腔，形成一条顺滑及方向一致的金属流，采用锥形流道设计，即浇流应不断加速地由喷嘴向内浇口逐渐减少，可达到这个目的。在充填系统中，混入的气体是由于湍流与金属液相混合而形成气孔，从金属液由浇铸系统进入型腔的模拟压铸过程的研究中，明显看出浇道中尖锐的转变位和递增的浇道截面积，都会使金属液流出现湍流而卷气，平稳的金属液才有利于气
酸性和碱性锌镍合金电镀工艺比较 现代电镀网讯： 一、两种工艺优缺点比较 酸性锌镍合金电镀与碱性锌镍合金电镀的工艺特点与酸性镀锌与碱性镀锌 的特点类似。以下分别对比这两种工艺的主要优缺点。 碱性锌镍合金电镀的优点酸性锌镍合金电镀的缺点 1、均镀能力(分散能力)好，镀层 1、均镀能力(分散能力)相对较低 厚度分布相对均匀。镀层厚度分布均匀性相对要差。 2、工件高、低电流密度区镀层中 2、工件高、低电流密度区镀层中 的镍含量差别较小。的镍含量差别较大。 碱性锌镍合金电镀的缺点酸性锌镍合金电镀的优点 1、电流效率低，一般为50%左右， 1、电流效率高，一般为90%左右， 镀层沉积速度慢，0.25微米/分左右。镀层沉积速度快，最高可达1.0微米/分以上。 2、生产运行成本高。 2、生产运行成本低，较碱性工艺低50%左右。 3、保持镀槽正常运转相对较难。 3、保持镀槽正常运转相对较易。 4、不能镀覆铸铁、渗碳钢、高碳钢。 4、可以镀覆铸铁、渗碳钢、高碳钢。 二、两种工艺的选择 从上述两种工艺的特点及优缺点的对比中我们可以得出，对这两种工艺的选择取决于被镀覆工件的材料和工件的几何形状。除铸铁、渗碳钢这类材料外，由其它金属材料(主要是碳钢)制成的工件选用何种工艺将取决于工件的几何形状，其选择的原则是：在电镀时工件的高电流密度与工件的低电流密度区的电流密度二者差别较大的则采用碱性工艺，反之，则采用酸性工艺。例如，带有盲孔的工件或工件的中心部位与其边缘部位距离较远的工件(如叶轮)，这类工件在电镀时其工件的高电流密度区的电流密度与工件的低电流密度区的电流密度二者相差甚大。在此情况下，若采用酸性工艺，工件的低电流密度区与高电流密度区的镀层厚度以及镀层中的镍含量的差别较采用碱性工艺要大得多。当被镀的是形状简单的工件，诸如圆柱体的各类滚筒、活塞、紧固件等等，由于工件表面的电流密度相对一致，在此情况下，就应选择酸性工艺，因为碱性工艺的二大优点已无多大意义，而其本身的缺点却相当突出。 三、对当前我国锌镍合金电镀现状的一点看法 我国对锌镍合金的研究始于上世纪八十年代，其所研究的皆为酸性氯化物电镀工艺。笔者在此项研究中成功地解决了酸性氯化物电镀锌镍合金的技术关键-找到并确定有效抑制低阴极电流密度区镍沉积的最佳组合添加剂。由于这一突破，该项工艺可用于形状较为复杂钢铁件的挂镀，也可用于滚镀。自一九九三年起先后多家单位用此工艺投入工业批量生产，其中一项主要加工产品是电缆桥
锌合金压铸件起泡缺陷分析 锌合金压铸件目前广泛应用于各种装饰方面，如领带夹、皮带扣、各种金属饰扣等，因而对铸件表面质量要求高，并要求有良好的表面处理性能。而锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡。 铸件表面在以下情况下有鼓起的包称之为起泡，是铸件内缺陷的外部表现。 （1）压铸出来就发现。 （2）抛光或加工后显露出来。 （3）喷漆或电镀后出现。 （4）放置一段时间后发现。 产生原因 1．孔洞引起：主要是气孔和收缩机制，气孔往往是圆形，而收缩多数是不规则形。 气孔产生原因：a 金属液在充型、凝固过程中，由于气体侵入，导致铸件表面或内 部产生孔洞。b 涂料挥发出来的气体侵入。c 合金液含气量过高，凝固时析出。当型腔 中的气体、涂料挥发出的气体、合金凝固析出的气体，在模具排气不良时，最终留在铸 件中形成的气孔。 缩孔产生原因：a 金属液凝固过程中，由于体积缩小或最后凝固部位得不到金属液 补缩，而产生缩孔。b 厚薄不均的铸件或铸件局部过热，造成某一部位凝固慢，体积收 缩时表面形成凹位。由于气孔和缩孔的存在，使压铸件在进行表面处理时，孔洞可能会 进入水，当喷漆和电镀后进行烘烤时，孔洞内气体受热膨胀；或孔洞内水会变蒸气，体 积膨胀，因而导致铸件表面起泡。模具行业门户网站 2．晶间腐蚀引起：锌合金成分中有害杂质：铅、镉、锡会聚集在晶粒交界处导致 晶间腐蚀，金属基体因晶间腐蚀而破碎，而电镀加速了这一祸害，受晶间腐蚀的部位会 膨胀而将镀层顶起，造成铸件表面起泡。特别是在潮湿环境下晶间腐蚀会使铸件变形、 开裂、甚至破碎。 3．裂纹引起：水纹、冷隔纹、热裂纹。 水纹、冷隔纹：金属液在充型过程中，先进入的金属液接触型壁过早凝固，后进入 金属液不能和已凝固金属层熔合为一体，在铸件表面对接处形成叠纹，出现条状缺陷， 见图2。水纹一般是在铸件表面浅层；而冷隔纹有可能渗入到铸件内部。 热裂纹：a 当铸件厚薄不均，凝固过程产生应力；b 过早顶出，金属强度不够；c 顶出时受力不均；d 过高的模温使晶粒粗大；e 有害杂质存在。 当压铸件存在水纹、冷隔纹、热裂纹，电镀时溶液会渗入到裂纹中，在烘烤时转化 为蒸气，气压顶起电镀层形成起泡。 解决缺陷方案 控制气孔产生，关键是减少混入铸件内的气体量，理想的金属流应不断加速地由喷 嘴经过分流锥和浇道进入型腔，形成一条顺滑及方向一致的金属流，采用锥形流道设计 ，即浇流应不断加速地由喷嘴向内浇口逐渐减少，可达到这个目的。在充填系统中，混 入的气体是由于湍流与金属液相混合而形成气孔，从金属液由浇铸系统进入型腔的模拟 压铸过程的研究中，明显看出浇道中尖锐的转变位和递增的浇道截面积，都会使金属液 流出现湍流而卷气，平稳的金属液才有利于气体从浇道和型腔进入溢流槽和排气槽，排
碱性锌镍合金污水处理方法建议 实际生产表明碱性锌镍合金在电镀过程中必定会产生少量的氰根。所有使用碱性锌镍合金工艺的电镀厂家都必须采取措施来防范氰化物。 清洗水和镀液可以直接进入氰化物污水处理系统。含有络合剂的污水必须首先与清洗水和镀液隔离开，不能混在一起进入氰化物污水处理系统。 清洗水及镀液处理程序 1．用氢氧化钠将待处理溶液PH值调节至12.5； 2．加入新配制的次氯酸钠溶液（含有14%的活性氯）直至过量（每立方米污水大约加入140~190升）；此步可用碘化钾淀粉试纸是否显蓝色来判断； 3．在持续搅拌的状态下确保反应4个小时；（确保PH值以及氧化反应在次氯酸钠过量的情况下进行反应）； 4．加入连二亚硫酸钠还原过量的氧化剂，最大加入量为每10吨污水加入10~15公斤；5．用盐酸将PH值调节至6； 6．核查氧化剂是否过量，是否有必要再次加入连二亚硫酸钠； 7．每吨污水加入大约15~30升的Sediganth C;具体数量见如下说明： 注：沉淀金属锌和镍是通过加入Sediganth C，在PH值4~10的条件下进行沉淀反应的；是否完全沉淀需要通过电势滴定的方法来确定； Sediganth C的加入量需要通过PSM实验提前确定（大概每8~9毫升Sediganth C可以沉淀1克金属镍）；加入Sediganth C进行30分钟反应之后，将废液通过板框式过滤机进行过滤，过滤后的不含重金属的溶液可以输送到最终的中和工序进行处理后排放。 PSM实验步骤： PSM实验是为了确定实际污水中需要加入的Sediganth C的量，具体操作步骤为： 1.)将0.1毫升Sediganth C加入100毫升锌镍合金污水样品中； 2.)在维持PH值4~10的情况下持续搅拌5分钟后，进行观察，如果没有变得无色透明，则继续加入0.1 毫升，维持PH值4~10的情况下持续搅拌5分钟，再进行观察，如此继续，直至溶液变为无色透明状态； 3.)向以上透明无色的溶液中再加入0.1毫升Sediganth C，溶液应不应当再变混浊； 4.)记录所加入的Sediganth C数量，换算出每100升污水需要加入Sediganth C的数量。 8．用氢氧化钙将PH值调节至8.5; 9．加入少量氯化铁溶液(浓度为40%，分析纯级)以还原过量的硫化物； 10. 过滤上述溶液，然后取清液进行DIN热裂化试验（每100毫升溶液加入1%硝酸和1%双氧水）来分析清液中的金属锌和镍含量； 11．在加入絮凝剂之前，必须确保污水中重金属的含量已经处理至排放标准限制之内；12．用锥形瓶取样目视检测固体废弃物是否过滤彻底，悬浮物是否正常，如果有必要，继续加入氢氧化钙； 13．过滤液体，分离固废。
铝合金表面处理研究 学号：20091829 姓名：刘哲 专业班级：材科09-4班 2012年07月04日
铝合金表面处理研究 摘要：主要介绍了铝合金表面处理的一种方法-电镀，并对一些预处理进行分析与研究，知道了电镀过程中的一些参数的最佳数值。 关键字：表面处理、电镀、预处理 前言 金属表面复合涂层技术是指利用表面涂层工艺方法，如电镀、化学镀、真空熔覆、热喷涂、气相沉积、阳极氧化、热化学反应法、溶胶-凝胶法、离子注入以及涂装等技术，在金属表面形成一层或数层具有复合材料结构和性质，并与金属表面结合良好的薄膜[1]。近年来，进行涂覆的基体金属及合金主要有：碳钢、合金钢、铸铁、铝合金、铜合金、镁合金及钛合金等。金属表面复合涂层可广泛应用于石油、化工、能源、机械、冶金、电子信息、航空航天及军事装备等领域，正向着多功能性和应用性的方向发展。因此，金属表面复合层作为新材料研究的一个重要方向，具有广阔的应用前景。 铝在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。铝的产量在金属中仅次于钢铁的。至19 世纪末，铝才崭露头角，成为在工程应用中具有竞争力的金属。铝合金的加工性能好，表面经抛光后具有良好的光反应能力。因此，在飞机、汽车、电器、仪表、日用品等领域，铝合金获得广泛的应用［2］。然而铝合金也存在缺点，主要是耐腐蚀性差，并且还有产生晶间腐蚀的倾向，这是一种最危险的腐蚀破坏。通过表面处理的途径，即氧化或电镀可以提高铝合金的耐蚀性，从而提高其使用性能[3 ],对铝和铝合金表面制备复合涂层意义深远[4]。国外在铝合金表面复合涂层研究方面投入了大量人力、物力，近年来相继出现了多种复合涂层。如美国为航空、航天应用的铝合金件开发了“TUFRAM”涂层，它是由一般阳极氧化膜层再渗入有机聚合物而成，表面性能优异，在民用产品方面也得到了推广[5]。我国在铝合金表面复合涂层研究方面也非常活跃。Li 等[6]应用化学复合镀在铝合金表面制备出了含70vol%SiC 颗粒的Ni-P-SiC 复合涂层。蒋驰等[7]在铝材基体上，综合应用等离子喷涂和电弧喷涂等热喷涂方法，喷涂钽、镝、铅等材料，制备具有辐射屏蔽效应的多层复合涂层，涂层与基体之间结合紧密，组织均匀致密，孔隙率低，满足了辐射屏蔽要求。黄开金等[8]采用激光熔覆在AA7075 铝合金表面熔覆了Zr-Cu-Ni-Al-TiC 复合粉末，制备出Zr 基复合涂层，熔覆层表现出优异的耐磨性，尤其是随着熔覆层中TiC 含量的增加，耐磨性得到显著的提高。 一.铝合金电镀预处理 复合电镀是在电解质溶液中加入一种或数种不溶性固体颗粒，在金属离子被还原、形成镀层的同时，不溶性固体颗粒均匀弥散地分布于金属镀层中，形成复合镀层。采用电镀法可以制备多种复合镀层，主要有耐磨、自润滑、弥散强化、耐蚀性等复合镀层以及提高有机涂层结合强度的中间复合镀层。复合电镀具有以下特点：工艺简单、镀层多样化和分散相颗粒品种多[1]。 1.1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
一、两种工艺优缺点比较 酸性锌镍合金电镀与碱性锌镍合金电镀的工艺特点与酸性镀锌与碱性镀锌的特点类似。以下分别对比这两种工艺的主要优缺点。 碱性锌镍合金电镀的优点酸性锌镍合金电镀的缺点 1、均镀能力（分散能力）好，镀层1、均镀能力（分散能力）相对较低 厚度分布相对均匀。镀层厚度分布均匀性相对要差。 2、工件高、低电流密度区镀层中2、工件高、低电流密度区镀层中 的镍含量差别较小。的镍含量差别较大。 碱性锌镍合金电镀的缺点酸性锌镍合金电镀的优点 1、电流效率低，一般为50%左右，1、电流效率高，一般为90%左右， 镀层沉积速度慢，0.25微米/分镀层沉积速度快，最高可达1.0 左右。微米/分以上。 2、生产运行成本高。2、生产运行成本低， 较碱性工艺低50%左右。 3、保持镀槽正常运转相对较难。3、保持镀槽正常运转相对较易。 4、不能镀覆铸铁、渗碳钢、高4、可以镀覆铸铁、渗碳钢、高 碳钢。碳钢。 二、两种工艺的选择 从上述两种工艺的特点及优缺点的对比中我们可以得出，对这两种工艺的选择取决于被镀覆工件的材料和工件的几何形状。除铸铁、渗碳钢这类材料外，由其它金属材料（主要是碳钢）制成的工件选用何种工艺将取决于工件的几何形状，其选择的原则是：在电镀时工件的高电流密度与工件的低电流密度区的电流密度二者差别较大的则采用碱性工艺，反之，则采用酸性工艺。例如，带有盲孔的工件或工件的中心部位与其边缘部位距离较远的工件（如叶轮），这类工件在电镀时其工件的高电流密度区的电流密度与工件的低电流密度区的电流密度二者相差甚大。在此情况下，若采用酸性工艺，工件的低电流密度区与高电流密度区的镀层厚度以及镀层中的镍含量的差别较采用碱性工艺要大得多。当被镀的是形状简单的工件，诸如圆柱体的各类滚筒、活塞、紧固件等等，由于工件表面的电流密度相对一致，在此情况下，就应选择酸性工艺，因为碱性工艺的二大优点已无多大