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
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
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。
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
【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 0.5-4um，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0.3-4um 。 —————— 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，由于材质中CU 的含量不同，因此7075 硬质氧化呈黄色，6061，6063 呈褐色，但普通阳极氧化6061，6063，7075 没多大的差别，但2024 就容易出现很多金斑。
铝合金及铝型材常见表面处理工艺 铝合金及铝型材通常都需要进行表面处理满足不同需求，常见的铝合金表面处理有电镀、喷涂、拉丝、阳极、喷沙、钝化、抛光、氧化膜处理等 1、喷砂，主要作用是表面清理，在涂装（喷漆或喷塑）前喷砂可以增加表面粗糙度，对附着力提高有一定贡献，但贡献有限，不如化学涂装前处理。 2、着色：对铝进行上色主要有两种工艺：一种是铝氧化上色工艺，另外一种是铝电泳上色工艺。在氧化膜上形成各种颜色,以满足一定使用要求,如光学仪器零件常用着黑色,纪念章着上金黄色等。 3、导电氧化(铬酸盐转化膜)——用于既要防护又要导电的场合。 4、化学氧化：氧化膜较薄，厚度约为0.5～4微米,且多孔，质软，具有良好的吸附性，可作为有机涂层的底层，但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜； 铝及铝合金化学氧化的工艺按其溶液性质可分为碱性氧化法和酸性氧化法两大类。 按膜层性质可分为:氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、铬酸－磷酸盐膜。 5、电化学氧化，铝及铝合金的化学氧化处理设备简单，操作方便，生产效率高，不消耗电能，适用范围广，不受零件大小和形状的限制。氧化膜厚度约为5～20微米（硬质阳极氧化膜厚度可达60～200微米），有较高硬度，良好的耐热和绝缘性，抗蚀能力高于化学氧化膜，多孔，有很好的吸附能力。 6、喷涂：用于设备的外部防护、装饰,通常都在氧化的基础上进行。铝件在涂装前应进行前处理才能使涂层和工件结合牢固，一般的有三种方法1、磷化（磷酸盐法）2、铬化（无铬铬化）3、化学氧化。 7：阳极氧化：就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。刷镀合用于局部镀或修复。滚镀合用于小件，如紧固件、垫圈、销子等。通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。电镀液有酸性的、碱性的和加有铬合剂的酸性及中性溶液，不管采用何种镀覆方式，与待镀制品和镀液接触的镀槽、悬挂具等应具有一定程度的通用性。 8、化学抛光化学抛光是利用铝和铝合金制作在酸性或碱性电解质溶液中的选择性自溶解作用，来整平抛光制年表面，以降低其表面粗糙度、PH的化学加工方法。这种抛光方法具有设备简单、不用电源，不受制件外型尺寸限制，抛兴速度高和加工成本低等优点。铝及铝合金的纯度对化学抛光的质量具有很大的影响，它的纯度愈高，抛光质量愈好，反之就愈差。 9、钝化是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法。 一种活性金属或合金，其中化学活性大大降低，而成为贵金属状态的现象，叫钝化。 金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜（往往是看不见的），紧密覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。如Fe→Fe＋＋时标准电位为－0.44V，钝化后跃变到＋0.5～1V，而显示出耐腐蚀的贵金属性能，这层薄膜就叫钝化膜。
新型铝及铝合金电镀前处理工艺(转载) 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。 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，其主要目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。 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。 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。 新工艺针对目前铝合金电镀的实际缺陷，结合铝合金自身教特殊的物理化学性能，在原工艺的基础上进行改良，具体如下优点： 1.工艺流程短，通过选择性的溶解铝合金表面层的其他金属来提高铝合金表面的纯度，是镀层结合力提高。 2.最先用碱性活化取代酸性活化工艺来彻底清除率合金在镀前处理过程中表面残留的硅及硅胶，有效提高镀层结合力。 3.碱性活化后无需水洗而直接浸锌，可避免酸性活化后经水洗再二次浸锌时在空气中暴露而形成氧化层。 4.只需一次简单浸锌即可，镀层结合力明显优于二次浸锌及复杂的多元有氰浸锌工艺。 5.工艺的通用性广，几乎使用于所有牌号的铝合金电镀前处理。 6.产品电镀一次性合格率明显高于传统工艺。若单纯镀层的结合力好坏评估，则产品的合格率接近100%。 7.实际生产中的工艺操作简单，方便。 8.长时间大规模龙门自动生产线实际生产证明，改良后的新型铝合金电镀前处理很稳定。
铝及铝合金到底能不能电镀，如何电镀 铝及铝合金的特点 在铝及铝合金上电镀比在钢铁、铜等金属材料上电镀要困难和复杂得多，其主要原因有以下几个方面： ①铝及铝合金对氧具有高度的亲和力，极易生成氧化膜，并且这层氧化膜一经除去又会在极短的时间里产生一层新的氧化膜，严重影响镀层的结合力。 ②铝的电极电位为负，浸入电镀液时容易与具有正电位的金属离子发生置换，影响镀层结合力。 ③铝及铝合金的膨胀系数比其他金属大，因此不宜在温度变化较大的范围内进行电镀。铝及铝合金与其他金属镀层膨胀系数不同将引起较大的应力，从而使镀层与铝及铝合金之间的结合力不牢。 ④铝是两性金属，能溶于酸和碱，在酸性和碱性电镀液中都不稳定。 ⑤铝合金压铸件有砂眼、气孔，会残留镀液和氢气，容易鼓泡，也会降低镀层和基体金属间的结合力。 为在铝及铝合金表面上得到结合力良好的电镀层，应针对以上原因，在镀前采取一定的前处理措施。除了常规的除油、浸蚀、出光外，还需要进行特殊的预处理，制取一层过渡金属层或能导电的多孔性化学膜层，以保证随后的电镀层有良好的结合力。
目前常用的方法有两种：先化学浸锌，然后电镀其他金属；先进行阳极氧化处理，再电镀其他金属。 化学浸锌 化学浸锌是使用最早、最为成熟、应用最为广泛的处理方法。该法是将铝和铝合金制件浸入强碱性的锌酸盐溶液中，在清除铝表面氧化膜的同时，置换出一层致密而附着力良好的沉积锌层。这层沉积锌层一方面可防止铝的再氧化，另一方面改变了铝的电极电位，在锌的表面电镀要比铝表面电镀容易得多，同时也改善了其他条件的影响，使铝和铝合金的电镀获得满意的结合力。 1)化学浸锌原理 当铝和铝合金浸入强碱性的锌酸盐溶液时，界面上发生氧化还原反应，即铝氧化膜和铝的溶解以及锌的沉积。 Al203+2NaOH====2NaAl02+H20 2Al+2Na0H+2H20====2NaAl02+3H2 ↑ 2Al+3Zn022- +2H20====3Zn+2A102-+40H一 在浸锌溶液中锌以配合物形式存在，析出电位变负，放置换反应进行地缓慢而均匀。而由于氢在锌上有较高的过电位，所以析氢反应受到强烈的抑制，使铝基体不会受到严重的腐蚀，这样有利于置换反应，从而获得均匀致密的锌沉积层。 2)化学浸锌工艺规范
精心整理【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。 第一节 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在0.5-4um，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0.3-4um。 之处:不 相对效 色系)。抛光亮面本色，抛光雾面本色，抛光亮面染色，抛光雾面染色。喷吵亮面本色，喷吵雾面本色，喷沙染色。以上镀种均可用在灯饰器材上。 二，阳极氧化工艺流程 除油—>碱蚀—>化抛—>中和—>黎地—>中和 阳极氧化—>染色—>封孔—>热水洗—>烘干
三，常见品质异常判断 A?表面出现花斑。这种异常一般是由于金属调质不好或材质本身太差所至，处理办法，重新热处理。或更换材质。 B表面出现彩虹色。这种异常一般阳极作业失误所致。，上挂时松动，造成产品导电不良。，处理办法，退电重新阳极处理。 C，表面碰伤，刮伤严重。这种异常一般是由于运输或加工过程中，作业大意所致，处理办法，退 D 1）?? 2）? 3）?? 具有导电性好，传热快，比重轻，易于成型等优点，但铝及铝合金有硬度低，不耐磨，易发生晶间腐蚀，不易焊接，等缺点，影响到使用范围。故为了扬长避短，现代工业中，利用电镀解决了这一问题。 二，铝材电镀的优点
铝合金新电镀工艺 1 前言 随着科学技术的迅速发展,铝合金应用围日益扩大,目前已被广泛地应用在飞机、汽车、摩托车、仪器仪表及电影机械工业上。铝合金不仅具有优良的强度及刚性,而且复杂几何形状零件的压铸可一次成型,实现了无切削加工,工艺简单,生产效率高。我们采用铝合金压铸件先镀光亮镍,再镀一层枪黑色的电镀工艺,既节约成本,又能获得一种高装饰性表面镀层更有特色,提高产品在国际市场上竞争能力。铝合金电镀与普通电镀工艺有一定区别,由于铝合金是一种比较活泼的金属,还原、置换能力强,给电镀工艺带来不少困难,一般都采用浸锌方法来作预处理。最近几年,国外电镀科技工作者开发了许多铝合金电镀新工艺,在此基础上,我们研制了新型铝合金表面前处理液———H·S·F液,铝合金电镀工艺更为简单,镀层结合力大大提高,从而保证铝合金压铸件镀枪黑色电镀质量。 2 铝合金压铸件前处理 铝合金压铸件含硅较高,表面常有小气孔和缝隙存在,为了获得高装饰性外观,需机械抛光。由于铝合金的硬度较低,机械抛光轮要柔软而有一定弹性,以免机械抛光时零件边角变形。前处理主要有有机溶剂脱脂、碱蚀、酸蚀,浸H·S·F液等处理。 2.1 有机溶剂脱脂 一般采用汽油、三氯乙烯等有机溶剂脱脂,以溶解矿物和抛光膏,也可用洗涤剂溶液擦洗。
2.2 碱蚀 为了除去零件表面轻微油脂和Al2O3薄膜,在弱碱液中进行腐蚀,以暴露铝合金基体并产生微观粗糙度。但溶液碱性不宜太强,同时要严格控制碱蚀液的温度和碱蚀时间,以免产生过腐蚀的现象,碱蚀工艺条件如下: Na2CO330g/L Na3PO430g/L 添加剂2～4g/L OP-10乳化剂0.5～1mL/L 温度75～85℃ 时间30～60s 2.3 酸蚀(除灰) 铝合金压铸件在热碱蚀溶液中腐蚀时,由于铝的化学溶解和合金元素Si的不溶解,在零件表面上会残留一层附着的黑色膜,为了彻底除去这层膜,必须在以下混合酸中处理: HNO33份 HF1份 水少量 温度室温 时间20～40s 2.4 浸H·S·F液 H·S·F液是浸锌溶液的改进,是我们自行研制的专用于铝件表
1 引言 铝及铝合金种类繁多，其显微结构和电化学行为有很大差异，同一种合金又可能经不同的热处理，因此，很难找到一种适合各种成分、不同金相结构和表面状态的通用表面预处理方法。目前国内外普遍采用的铝及铝合金镀前处理方法主要有：(1)化学浸锌—一电镀铜一电镀其它镀层；(2)电镀薄锌层一电镀铜一电镀其它镀层；(3)阳极氧化一电镀其它镀层；(4)直接电镀法；(5)化学镀镍一电镀其它镀层；(6)电镀镍一电镀其它镀层；(7)铝合金一步法镀铜一电镀其它镀层。传统的铝合金表面处理方法是阳极氧化、铬酸盐处理，在电镀行业中浸锌法最为普遍。浸锌工艺是铝件电镀前处理方法中最为简便、经济，也是工业上使用最广的工艺。2浸锌工艺概述 2．1浸锌工艺的发展 铝的电极电势太负，以致除镀铬液外任何镀液都会生成浸镀层。研究表明，锌层是电镀、化学镀层的良好过渡层。碱性浸锌液的配方是Hewitson在1927年取得的专利，以后相继也有一些专利发表。然而，直到由Bengston，Meyer-，Ehrhardt和Guhrie等开展了更有针对性的研究工作后，这种浸锌方法才真正得到了广泛的应用。Saubestre和Morico以及Such和Wyszynski对浸锌溶液的配方和浸锌工艺进行了改进和完善。基础锌酸盐溶液主要成分为Na0H和Zn02。为了使铝制件上的镀层获得较高结合力，在足以保证电沉积层良好的条件下，浸锌层的厚度应尽可能的薄。决定置换出锌量的两个最主要因素是：合金的性能和所使用的浸锌工艺。 S．G．Robertson，I．M．Ritchie研究了FeCll、KNaC4H4O6的功能，发现单独加。KNaC4 H4O6不能显著影响浸锌速率、镀层质量、锌的极化曲线。这说明。KNaC4H406仅络合溶液中Fe3+FeCl3和KNaC4H406一起加人，对反应有显著影响。指出Fe3+主要功能是减小锌晶粒的尺寸，并与铝基体发生微量置换反应，与锌生成锌铁合金；微量的锌铁合金的存在，使浸锌层更薄、致密，同时提高了耐蚀性，有利于提高置换锌层与基体的结合力。 传统浸锌液浓度较高，在自动线上使用时，水洗和溶液的带出损失是较大的问题，于是发展了另外一种改良型的稀浸锌溶液。它采用降低主要成分的浓度来降低溶液的粘度，同时通过严格控制操作条件和加入添加剂，以维持较轻的沉积层质量。经改进的稀浸锌溶液能保证电镀层与铝基体的牢固结合，但含锌量低，溶液需经常调整。Saubestre和Dorney曾提出过采用螯合剂的锌酸盐稀溶液。 专利的邦得尔法(Bondal)，在锌酸盐浸锌溶液中加人NiSO4、CuSO4，使浸锌溶液多元合金化，这一进步在欧洲引起了相当大的关注。邦得尔法中的络合剂为酒石酸钾钠和KCN，氰化物的存在能得到比锌酸盐单独存在时更光滑的镀层，但氰化物遇酸生成HCN，对环境及健康带来了极大的危害。浸锌溶 液多元合金化已经成为浸锌溶液发展的趋势。人们不断在邦得尔法的基础上对浸锌溶液进行改进，采用各种络合剂来取代有毒的KCN和NaCN。 Monteiro F．J．对浸锌溶液进行了调整，加入各种金属离子添加剂。利用这种浸锌溶液，研究了如何通过预处理来提高铝和铝合金上镀层结合力的工艺，对腐蚀过程和二次浸锌工艺也进行了探讨。利用扫描电子显微镜(SEM)、俄歇电子能谱(AEs)、静态二次离子质谱(SIMS)、离子散射谱(ISS)、x射线光电子能谱(xPs)、电子探针(EPMA)等研究了提高镀层结合力的方法；测定了镍、铁、铜和硝酸盐对锌酸盐浸锌溶液的影响。指出了镍主要影响成核步骤；铁控制晶体体积；铜影响镀层与基体的结合力；硝酸盐是作为铝的缓蚀剂而添加的。Willams Barry提出了是否必须采用含氰化物的锌酸盐的问题。锌酸盐浸锌溶液中加入其它金属 的盐类可以形成薄而致密、细晶粒的锌合金层。为保证溶液及其工作状态稳定，一些锌酸盐用氰化物来络合，但氰化物有剧毒，无氰化物的锌酸盐浸锌溶液有利于环保。
铝合金表面处理工艺设计 High quality manuscripts are welcome to download
【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，由于材质中CU 的含量不同，因此7075 硬质氧化呈黄色，6061，6063 呈褐色，但普通阳极氧化6061，6063，7075 没多大的差别，但2024 就容易出现很多金斑。 一，常见工艺 常见的阳极氧化工艺有拉丝雾面本色，拉丝亮面本色，拉丝亮面染色，雾面拉丝染色(可染成任何色系)。抛光亮面本色，抛光雾面本色，抛光亮面染色，抛光雾面染色。喷吵亮面本色，喷吵雾面本色，喷沙染色。以上镀种均可用在灯饰器材上。
第21卷第2期2010年6月 中国计量学院学报 Jo urnal of China U niver sity o f M etro lo gy V ol .21No .2Jun .2010 【文章编号】 1004-1540(2010)02-0174-05 【收稿日期】 2010-03-19 【基金项目】 浙江省科技厅资助项目(No .2007C 21139),国家青年基金资助项目(No .10802083)【作者简介】 主要研究方向为钛合金、铝合金、镁合金的表面改性. 铝及铝合金表面处理研究进展 张高会,黄国青,徐 鹏,于明洲 (中国计量学院理学院,浙江杭州310018) 【摘 要】 铝合金耐磨性差、特殊条件下耐蚀性差的缺点限制了它的进一步利用,对铝合金进行表面处理长期以来一直是扩大铝合金使用范围地行之有效的方法.文章综述了铝合金的各种表面处理方法,比较了它们的优缺点,指出表面氧化是铝合金表面处理的主流,复合处理、纳米化处理将是今后铝合金表面处理的主要研究方向. 【关键词】 铝合金;耐磨性;耐蚀性 【中图分类号】 T G146.2+3 【文献标识码】 A Research progress in surface treatment of aluminum alloys ZH ANG Gao -hui ,H UANG Guo -qing ,XV Peng ,YU Ming -zhou (College of S cien ces ,China Jiliang University ,Hangzh ou 310018,China ) A bstract :T he applicatio ns of aluminum alloy have been limited by its po or wea r resistance a nd co rro sion resistance under special conditio ns .Sur face treatment technolog y has bee n a me thod fo r a long time as an effective solution to ex tend the applicatio n area .Va rio us surface t reatment methods o f aluminum alloy hav e been reviewed ,and their advantag es and disadvantages have been discussed in detail .T he surface oxidation has been indicated as the current mainstream of the surface treatment of aluminum alloy s ,and co mplex treatment as well as nanotechnolog y will be the main research directions of the future surface treatment of aluminum alloy s .Key words :a luminum allo y ;wear resistance ;co r rosio n resistance 铝及铝合金密度较小,强度高,导电、导热性优良,塑性和成型性好,无低温脆性,易加工.目前,铝 及铝合金材料已广泛地应用于建筑、航空、军事、汽车、航海、医疗等领域中.然而,铝的耐磨性差,腐蚀电位较负,腐蚀比较严重.采用表面处理可以提高防护性、装饰性和功能性,克服铝合金表面性能方 面的缺点,扩大应用范围,延长使用寿命 [1-6] . 1 电化学方法 1.1 电镀 作为传统的表面处理方法电镀也用在了铝合 金的表面处理上.铝合金的电镀一般是为了改善
新型铝及铝合金电镀前处理工艺 现代电镀网4月7日讯：（每日电镀行业最新资讯推送请关注微信公众号：现代电镀网） 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。 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，其主要目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。 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。 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。 新工艺针对目前铝合金电镀的实际缺陷，结合铝合金自身教特殊的物理化学性能，在原工艺的基础上进行改良，具体如下优点： 1.工艺流程短，通过选择性的溶解铝合金表面层的其他金属来提高铝合金表面的纯度，是镀层结合力提高。 2.最先用碱性活化取代酸性活化工艺来彻底清除率合金在镀前处理过程中表面残留 的硅及硅胶，有效提高镀层结合力。 3.碱性活化后无需水洗而直接浸锌，可避免酸性活化后经水洗再二次浸锌时在空气中暴露而形成氧化层。 4.只需一次简单浸锌即可，镀层结合力明显优于二次浸锌及复杂的多元有氰浸锌工艺。 5.工艺的通用性广，几乎使用于所有牌号的铝合金电镀前处理。 6.产品电镀一次性合格率明显高于传统工艺。若单纯镀层的结合力好坏评估，则产品的合格率接近100%。 7.实际生产中的工艺操作简单，方便。 8.长时间大规模龙门自动生产线实际生产证明，改良后的新型铝合金电镀前处理很稳定。 9.方便在传统铝合金电镀工艺基础上进行工艺改良。
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【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0.5-4um，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0.3-4um。 —————— 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，由于材质中CU的含量不同，因此7075硬质氧化呈黄色，6061，6063呈褐色，但普通阳极氧化6061，6063，7075没多大的差别，但2024就容易出现很多金斑。 一，常见工艺 常见的阳极氧化工艺有拉丝雾面本色，拉丝亮面本色，拉丝亮面染色，雾面拉丝染色(可染成任何色系)。抛光亮面本色，抛光雾面本色，抛光亮面染色，抛光雾面染色。喷吵亮面本色，喷吵雾面本色，喷沙染色。以上镀种均可用在灯饰器材上。 二，阳极氧化工艺流程 除油—>碱蚀—>化抛—>中和—>黎地—>中和 阳极氧化—>染色—>封孔—>热水洗—>烘干 三，常见品质异常判断
广西轻工业 GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY 化工与材料 2009年8月 第8期（总第129期） 铝的密度小，比强度大，具有耐蚀性好，导电和导热性能高，可焊，塑性好，易于加工成型以及优良的表面装饰性能等诸多优点。铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能。由于铝性质比较活泼，在空气中能自发地形成一层非晶态的氧化膜，使其在大气中具有较好的耐蚀性，但这层膜厚度仅约4nm，并且结构疏松、薄而多孔、硬度低、耐磨性差、机械强度低，因此需要通过人工的方法在铝表面覆盖一层膜，以达到防护的目的。通常可以通过氧化处理、电镀、外加涂层等方式得到实现。 1氧化处理 氧化处理主要是阳极氧化、化学氧化、微弧氧化。徐凌云等[1]在对A356铝合金的力学性能以及耐蚀性能的研究中，对其分别进行了化学氧化、阳极氧化以及微弧氧化三种不同的表面处理。通过SEM技术，磨损实验以及耐腐蚀试验，对经过三种表面处理后铝合金的表面形貌、氧化层厚度、耐磨性及耐蚀性等进行了详细的分析比较。结果表明，经过不同表面处理铝合金表面能形成不同厚度的氧化膜，表面硬度及耐磨性明显提高，合金耐蚀性也得到不同程度的改善。总体性能上，微弧氧化优于阳极氧化,阳极氧化又优于化学氧化。 1.1阳极氧化 阳极氧化又称为电解氧化，实质上是一种电化学的氧化处理。它是在电解池中以铝和铝合金为阳极，通电后在铝表面生成氧化膜（主要是Al 2 O3层）。阳极氧化得到的氧化膜耐蚀性较好，工艺稳定容易推广，是我国现代最基本和最通用的铝及铝合金表面处理方法。阳极氧化膜有很多特点：氧化膜的阻挡层硬度大、工耐磨性好、抗蚀性好、绝缘材料好、化学稳定性高，可作涂装的底膜；氧化膜针孔多，可用于各种染色和着色，增加铝表面的装饰性能；氧化膜的热导率非常的低，是很好的绝热和抗热的保护层。但是现在的铝及铝合金的阳极氧化通常采用的是铬酸盐系作为氧化剂，对环境的污染大。 现在对铝及铝合金的阳极氧化研究中，还注重利用某些金属离子的特性来优化铝及铝合金的性能。如，田连朋[2]利用离子注入技术在铝合金表面注入钛，再进一步进行阳极氧化，获得了铝钛复合阳极氧化膜层，使阳极氧化膜表面形貌更加平整均匀，提高了铝合金阳极氧化膜的致密度；钛离子注入可以使铝合金阳极氧化膜在酸性和碱性NaCl溶液中的耐蚀性明显提高，但是并不影响铝合金阳极氧化膜的非晶态结构。镍离子注入使得铝阳极氧化膜表面结构和形态更加致密均匀，注入的镍在铝合金阳极氧化膜层中以金属镍和氧化镍的形式存在。 1.2化学氧化 化学氧化是指在一定温度条件下，通过化学作用使清洁的铝表面与氧化液中的氧相互作用，形成一层致密的氧化膜的一种涂覆方法。铝及铝合金的化学氧化方法较多，按其溶液性质可分为碱性和酸性两种，按膜层的性质可分为氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜以及铬酸－磷酸盐膜等。铝及铝合金零件经化学氧化所得到的氧化膜，厚度约在0.5~4μm，耐磨性差，耐腐蚀性比阳极氧化膜低，不宜单独使用，但具有一定的耐蚀性和较好的物理吸附能力，是涂漆的良好底层。铝及铝合金化学氧化后涂漆，可大大提高基体与涂层的结合力，并增强铝材的抗蚀能力[3]。 1.3微弧氧化法 微弧氧化技术又称为微等离子体氧化技术或阳极火花沉积技术，这是一种在金属及其合金表面通过微等离子体放电，进行复杂的电化学、等离子化学和热化学过程，原位生长氧化物陶瓷膜的新技术。利用此项技术形成的表面膜层与基体的结合力强、硬度高、耐磨性、耐蚀性、抗热震性高、膜层电绝缘性好、击穿电压高。不仅如此，该技术采用能量密度极高的微等离子弧加热的先进加热方法，基体组织结构不受影响，且工艺不复杂，不造成环境污染，是一项很有前途的材料表面处理新技术，正成为国际材料表面工程技术领域的研究热点。张聚国等[5]以铝合金LY12为试验材料,采用MAO240/750微弧氧化设备、TT260测厚仪和AMARY-1000B扫描电子显微镜，研究了起弧电压、电流密度和氧化时间等参数对陶瓷层性能的影响。徐俊[6]采用Na 2 SiO3系电解液通过一系列的铝合金微弧氧化工艺实验，研究微弧氧化过程中陶瓷氧化膜层的生长规律，不同电解质组成和浓度对陶瓷氧化膜质量的影响。铝合金表面的微弧氧化是一个十分复杂的过程,包含初期氧化膜的电化学形成，以及后续的陶瓷膜击穿，其中包含热化学、电化学以及光、电、热等物理作用，并且这一过程受基体本身的材质、电源参数以及电解液的参数影响，很难在线监测，这就为理论研究带来困难。因此，到目前为止，仍没有一种理论模型能圆满地解释各种实验现象，对其机理研究仍需进一步的探索和完善[4]。 浅论铝及铝合金的表面处理技术 王丽 （重庆医药高等专科学校，重庆400030） 【摘要】对铝及铝合金表面处理技术的研究状况进行总结。 【关键词】铝；铝合金；表面处理 【中图分类号】TG178【文献标识码】A【文章编号】1003-2673(2009)08－29－02