锌合金电镀工艺
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锌合金电镀中性镍工艺的实践慧聪表面处理网:由于锌合金的电极电位较负,在碱和酸溶液中能发生化学反应,尤其在滚镀作业时,形状复杂而密集,滚镀镍极易受锌污染,柠檬酸盐镀镍克服了锌合金铸件滚镀的难题。
我们东威公司专注锌合金电镀,为此对中性镍工艺进行了一些有益的探索。
目前工厂现用的一般中性镍工艺比较:配方一:成分简单,成本低。
控制简单,镀层颜色稍暗。
控制不好容易糊缸即沉淀,处理周期短。
配方二:双络合剂型。
是配方一的改进型。
特点;双络合剂大大降低了镍离子的有效浓度,减少了锌镍的置换反应,减少了锌在镀液中化学反应。
缺点:镀液柠檬酸钠︰硫酸镍=1.2︰1,阳极溶解性差。
镀液浓度高,成本高,比重大,滚镀带出量大。
另外镀液的分散能力和深度能力都有所下降。
镀层颜色同样稍暗。
为此我们通过大量的实验和摸索,找到一种新型的复合型络合剂。
新型中性镍电镀工艺经生产使用后发现如下特点:镀液PH值为6.2-6.8左右,室温使用,镀液除使用柠檬酸钠做络合剂外,还添加使用我们自己研制的复合型络合剂,镍的阴极极化显著提高,镀液分散能力改善,镀层细致平滑比一般中性镍镀层白皙。
浑浊镀液加入开缸剂立即洁净、清澈!我们做过如下实验:取一烧杯镀液,将锌板放于烧杯镀液中过夜,第二天再取药水打片,电流0.5安培,依然没有发黑问题。
因此对锌及锌合金腐蚀极小,甚至不腐蚀。
所以,使用该镀液,对碱铜打底镀层厚度和致密性要求相比原先一般中性镍镀液,没有那么严格,比一般中性镍镀液更不易腐蚀锌合金层。
生产中工厂工人只要碱铜光亮就可以进行镍缸电镀,不会像原先的中性镍一样碱铜厚度不够、不致密、镀后镀层就会出现长黑点和烧头的问题,缩短了电镀碱铜时间。
镀层的光亮性比原先的中性镍细亮、更白。
当然光亮度主要还是有赖于碱铜的亮光。
而东威公司的碱铜DW-5和DW-2配合,可以在短时间让碱铜光亮,适应这方面的要求。
笔者曾经写过这方面的文章进行过论述。
笔者在工厂现场实验碱铜电镀15分钟然后下镀中性镍,电镀产品也没有发黑点现象。
常用镀种简介:合金电镀内容:高耐蚀锌合金电镀工艺锌合金是指以锌为主要成分并含有少量其它金属的合金。
目前已用于生产的二元锌合金有:Zn-Ni,Zn-Co,Zn-Fe,Sn-Zn。
Zn-Ti,Zn-Cr,Zn-P,Zn-Mn等还在开发研制试应用中,锌合金具有良好的防护性能,故常称之为高耐蚀合金镀层,其中研究的比较多,且应用比较广泛的主要是锌和铁族金属形成的合金,即锌-镍、锌-钴和锌-铁。
铁族金属的原子结构和性质相近,它们与锌形成合金的共沉积特性也很相似。
从电极电位来看,铁族金属的电位比锌正的多,但在共沉积时,锌比铁族金属容易沉积而优先沉积,这种沉积称为异常共沉积。
其原因是当锌与铁族金属在阴极表面共沉积时,随着阴极表面H2的析出,使表面pH升高,在阴极表面生成了氢氧化锌胶体薄膜,致使铁族金属离子在阴极表面受到抑制而难以沉积,于是锌在阴极表面优先析出。
3.1.1 电镀锌-铁合金工艺及钝化处理已获得工业应用的锌-铁合金有两种:一种是含铁量高的(10%~25%或更高)合金,该镀层不易钝化,易磷化处理,对油漆有良好的结合力,多用于钢板和钢带的表面处理,作为电泳漆的底层;另一种是含微量铁的锌-铁合金,镀层易钝化,耐蚀性能优良,特别经过黑色钝化,其耐蚀性有很大提高。
锌-铁合金工艺也可分为酸性和碱性两种类型,合金镀层含铁量一般在0.2%~0.7%之间,镀液中三价铁离子不能含量过高,否则会降低阴极电流效率,结晶粗大。
以下仅介绍低铁含量电镀工艺。
合金电镀1高耐蚀锌合金电镀工艺2 电镀锌-镍合金工艺及钝化处理碱性锌镍合金的工艺特点:1) 镍含量稳定,镀层中镍含量一般为8-10%。
2) 合金镀层光亮,可直接钝化。
3) 耐蚀性优异,8μm的锌镍合金镀层,经彩色钝化后能耐NSS试验1000小时,不生白锈,2000小时未见红锈。
4) 经100°C烘烤一小时后,在NSS试验中出现白锈时间在300小时以上。
**碱性锌镍合金工艺组成含量工艺条件氧化锌(g/L)氢氧化钠(g/L)硫酸镍(g/L)络合剂(NZ-918C)g/L添加剂(NZ-918A)ml/L光亮剂(NZ-918B)ml/L 8—1250—1206—1050—1004—64—6 温度 15~35°C阴极电流密度:DK=0.5~5.0A/dm2阳极:锌、镀厚镍钢板、镍板阴、阳极面积比:=1:1.5~2** 碱性锌镍合金钝化工艺白色钝化彩色钝化白色钝化剂(NZ-918F)75g/L 彩色钝化剂(NZ-918E)25~35ml/L钝化时间性 30~60秒 30~60秒pH值 1.1~1.5 1.9~2.3温度 25~35°C 55~65°C搅拌工件移动或无油压缩空气搅拌**系武汉材保电镀技术生产力促进中心工艺碱性锌镍合金及钝化工艺多年来一直在汽车工业,煤矿井下支架,军用野战输油管线、电子产品(磁性材料)、电力输变电支撑架等产品上获得应用.3.2 代铬工艺採用锡钴锌合金电镀作代铬镀层,近几年来在广东地区获得广泛应用。
锌合金电镀工艺流程
锌合金电镀工艺流程是一种常见的表面处理工艺,可以使锌合金的表面具有优良的抗腐蚀性和装饰性。
下面介绍一下锌合金电镀工艺流程。
首先,锌合金电镀需要准备合适的设备和材料。
设备包括电镀槽、电源、电解液供应系统等;材料包括锌合金件、电解液等。
接下来,需要对锌合金件进行预处理。
这一步主要是为了去除锌合金表面的油污、氧化物和其他杂质,以保证镀层的附着力和质量。
预处理方法包括碱洗、酸洗和清洗等。
碱洗是将锌合金件浸入碱性溶液中,在一定的温度和时间下进行清洗,去除油污和氧化物。
酸洗是将锌合金件浸入酸性溶液中,去除锌合金表面的氧化层和其他杂质。
清洗是用清水或去离子水将锌合金件进行冲洗,去除残留的碱性溶液或酸性溶液。
然后,进行电镀处理。
将预处理好的锌合金件悬挂在电镀槽中,与电源连接。
通过控制电流、电压和电解液的配方和温度等参数,使锌离子在锌合金件表面还原成金属锌,形成均匀、致密的镀层。
电镀的时间一般根据要求和锌合金件的尺寸和形状而定,通常为几分钟到几十分钟。
最后,进行后处理。
电镀完毕后,将锌合金件取出,用清水或去离子水进行清洗,去除电镀槽中的电解液和其他残留物。
然后对锌合金件进行烘干,使其表面完全干燥,在保护性包装之前,还可以进行抛光、喷漆等装饰处理。
总结起来,锌合金电镀工艺流程包括预处理、电镀和后处理三个步骤。
通过这些步骤的进行,锌合金件的表面可以得到均匀、致密且有一定厚度的锌镀层,从而提高锌合金件的抗腐蚀性和装饰性。
锌合金压铸件上的电镀锌合金压铸件由于是一步成型,生产效率较高,同时锌在自然界分布较广,因此,在工业上,特别是在汽车工业上,对受力不大和形状较复杂的结构件和装饰件都广泛地采用锌合金压铸件。
由于锌合金的化学稳定性较差而且容易龟裂,重要的级表一般不用,所以需镀以铜/镍/铬多层防腐装饰性镀层。
锌合金压铸件,一般应选用含铝量为4%左右的锌合金材料,以提高电镀产品的合格率。
在电镀锌合金压铸件时,应注意锌合金压铸件的下列特点,并采取适当的措施。
(1)压铸件表面是一层致密的表层,约0.05mm~0.1mm。
在表层的下面则是疏松多孔的结构。
为此,在磨光和抛光时,不要把表层全部抛去而露出疏松的底层。
否则电镀非常困难,而且会降低产品抗蚀性能。
(2)压铸件在压铸过程中是由熔融态成为固态的。
因为冷却时的凝固点不同,在压铸件表面上往往会产生偏析现象,使表面的某些部分产生富铝相或富锌相。
为此在预处理时,不要采用强碱和强酸去油和浸蚀。
因为强碱能使富铝相先溶解,而强酸又能使富锌相先溶解,从而在压铸件表面上形成针孔和微气孔,并且会残留下强碱液和强酸液,以致当镀上镀层后,容易引起脱皮和产生气泡。
(3)锌合金压铸件的形状一般比较复杂,电镀时应该采用分散能力和覆盖能力较好的溶液。
为防止在凹入或掩蔽处发生锌对电位正的金属的置换,从而使结合力不好,预镀层更应选择分散能力和覆盖能力好的镀液。
(4)所采用的镀层最好为光亮镀层,尽量避免抛光工序或者减轻抛光工作量。
一方面因形状复杂,不易抛光,另一方面也可保证镀层厚度,确保质量。
(5)第一层镀层如果采用铜层,其厚度应稍厚一些,因为当铜镀到锌合金表面上时,铜即扩散到锌中,并形成一层较脆的铜锌合金中间层,铜层愈薄扩散作用发生的愈快,因此铜的厚度至少要达到7μm或者再厚一些。
(6)多层镀铬层是锌合金的阴极保护镀层,所以镀层必须有一定的厚度,保证镀层无孔隙。
否则由于锌合金的电极电位较负,在潮湿的空气中容易产生碱式碳酸锌的白色粉状腐蚀产物,故必须根据产品的使用条件,选择合适的镀层厚度。
锌合金的主要成份是锌, 还有铝. 它们都是两性金属, 化学稳定性差, 在空气中容易氧化、变色.腐蚀.所以我们首先必须了解电镀或者涂装锌合金压铸件表面状态的质量控制1.1 工件的几何形状设计锌合金铸件在设计其几何形状时, 尽量避免盲孔深的凹部等结构, 因此, 要求在零件设计时,在不影响外观和使用的部位, 留出便于溶液、气体流动的排泄工艺孔.这样不仅能很好地实施镀覆, 而且减轻了镀液被污染的程度.1.2 压铸件的模具设计和压铸工艺锌合金压铸件表面是致密层, 厚度约 0.1 mm, 内部则是疏松多孔结构.在模具设计和采用压铸工艺时, 尽量使工件表面光滑, 减少裂纹、气孔、冷隔缝隙、飞边与毛刺等铸造缺陷.为此, 必须进行机械清理, 这时应避免损伤表面致密层, 以免露出多孔的基体造成电镀艰难, 并影响电镀质量.锌合金压铸时往往使用脱模剂, 对脱模剂的使用和去除应赋予一定的重视, 它是影响镀层结合力的因素之一.1.3 工件的材质选择常用的锌合金材料中用于电镀的有 2ZnAl 4-3、 2ZnA1 4-1、2ZnAl 4-0.5、 2ZnA14 使用最多的牌号为 ZnAl-925, ZnAl-903, 但 ZnAl-903 比 ZnAl-925 更好.此外, 在压铸时常用一部份回料, 其比例应控制在 15%, 最好不要超过 20%.因回料中容易掺杂其他<如硅>成份, 影响镀层的结合力.若使用回料多的铸件, 电镀时最好用氢氟酸活化.2、镀前处理2.1 毛坯检验<1> 外观: 查看毛坯表面是否存在裂纹、凸泡、划伤、松孔等严重弊病.判断这些弊病的程度, 若可以使用机械手段<磨光、抛光等>除去, 可以增加打磨工序.<2> 材质检验: 查阅锌合金的牌号, 了解使用回料的比例, 测试压铸件的质量, 把工件放置在 100-110℃ 烘箱中保温 30min, 查看外表有否凸泡.2.2 表面的机械清理锌合金压铸件表面存在着铸造缺陷, 必须进行机械清理、磨光和抛光.<1> 较大工件须采用磨光与抛光除去表面缺陷.例如, 除去毛刺、飞边、模痕等.磨光的砂轮使用的砂粒普通应大于 220 目, 采用红色抛光膏; 新砂头应适当倒角, 布轮的直径 50-400 mm, 圆周速度视工件大小而定, 通常为 1100-2200 m/min.锌合金磨光时不要过度用力, 尽可能不要损伤表面的致密层, 不要使工件变形.为了使工件表面光滑, 还应该进行抛光口可选用白色抛光膏, 抛光膏不要太少, 以防局部过热, 浮现密集细麻点.抛轮的大小和圆周速度可参照磨光, 抛光后最好用白粉拉一下, 清除滞留的抛光膏, 便于电镀.<2> 较小工件不便抛磨, 可选择滚磨或者滚光处理.若工件飞边、瑕疵较多, 应先滚磨.磨料可选择氧化铝、花岗石、陶瓷、塑料颗粒, 以与能除油与润滑的肥皂水、表面活性剂等.磨料与零件的装载量为 3/4-4/5 滚桶<易变形工件多装些, 溶液均浸满零件>, 磨料与零件比为<1. 5~2>:1, 滚桶的转速 6-12 r/min .容易变形的零件转速慢些.若工件瑕疵很小, 可以直接选用滚光.可以用塑料颗粒、 <软性>谷壳、玉米棒之类, 加之润滑剂打滚擦光.滚桶转速为 600 m/min 摆布, 时间视工件、磨料而定.有不少小件使用振动磨光, 抛光效果也十分理想.表面机械清理非但要除去表层瑕疵, 而且又不能破坏表面的致密层.3.1 除抛光膏与油污<1> 除抛光膏抛光后应及早除去抛光膏, 时间久了, 抛光膏易硬化, 不易除去.除抛光膏可将工件浸泡在 6 0-70℃ 的浓硫酸中<尽可能不掺水>, 使抛光膏被浓硫酸氧化去除.抛光膏的主要成份除了金属氧化物<MgO、 CaO 、 Al203、 Fe203 等>之外, 主要是硬脂酸、石蜡等, 这些有机物会被浓硫酸氧化.这种方法在规模不大的厂家应用颇广.工序关键是浓硫酸中不可掺进水. 掺进水的浓硫酸对锌合金产生严重腐蚀, 所以工件抛光后须干的入槽.比较正规的除抛光膏是使用由有机溶剂、表面活性剂组成的冷脱剂、除蜡剂若配以超声波, 效果更佳.<2> 除油即使用有机溶剂除油, 也应进行碱性除油.这是因为有机溶剂滞留在工件上会给电镀带来不利影响.由于锌合金的主要成份是锌和铝, 它们都是两性金属, 因此, 碱性除油液的碱度不能太强.如果是浸渍除油, 可选用下述配方.配方 1:CH-3 脱脂剂 30-40g/L, 室温或者 30-50℃, 1-5 min.﹡脱脂剂为本公司产品配方 2:磷酸三钠 20-40g/L, 碳酸钠 20-30g/L, 洗涤剂少量,50-60℃,3-6min.配方 1 比配方 2 的效果好.浸渍除油后大件<吊镀>还应进行电解除油.电解除油最佳选择为先用阴极电解除油, 再用阳极电解除油.不要在同一槽中进行阴/ 阳极电解除油.使用阴极电解除油, 时间 10-15s<工件上有均匀气泡即可>, 氢氧化钠可以增加溶液电导, 防止电压过高刻蚀工件, 首选配方<1>温度不宜过低, 否则电压会升高; 温度也不能过高, 否则碱同基体的反应会加剧, 从而腐蚀工件, 50–55℃为宜.使用阴极电解除油, 在工件上析出较多氢, 氢有很好的还原作用<活化其表面>, 原子氢结合成氢气, 冲击工件表面, 达到很好除油目的.但是仅用阴极电解除油, 由于镀液使用时间一长会被污染, 金属离子会沉积在工件表面, 造成镀层发花、结合力不良等弊病.这时若再用阳极电解除油, 工件表面有一剥离<溶解>过程, 工件就会暴露出活性好的基体表面.即使有轻微的氧化<阳极产生 O2 会氧化工件>, 在后道酸洗时会被除去的.如果只使用阴极电解去油, 则应该时常更新溶液, 尽可能维护好, 要防止极杆上的铜绿污染溶液.如仅使用阳极电解去油也是可以的.只要保证在阴极电解去油前油污已经除清, 进行阳极电解去油仅为了剥离污染层.3.4 活化除油后的工件经过清洗, 必须进行活化才干电镀.活化可采用以下配方: <1> HF<40%>5- 20g/L, <2> H2S04<98%>15-75g/L, <3> HCl<37%>10-20g/L,室温,3-6s, 以析出氢气后再延长 1-2s 为宜.活化配方的选择, 视锌合金的牌号或者回料使用的比例而定.回料较多的, 使用氢氟酸型活化, 因为回料中时常会带入硅杂质.氢氟酸属于弱酸, 对基体的腐蚀速率也比较小.预镀前进行预浸处理, 采用预浸更有利于保证镀层结合力.<1> 如果氰化物预镀铜<或者氰化物预镀黄铜>应在 5-10g/L 氰化钠溶液中预浸,不要清洗, 直接入槽预镀.<2> 如果用柠檬酸盐中性镍预镀, 应在 30-40g/L 的柠檬酸溶液中预浸, 不清洗, 直接人槽预镀.4、工艺流程4.1 抛光件毛坯检验→打磨→抛光→除抛光膏→超声波除蜡、除油→化学除油→阴极电解除油→阳极电解除油→活化→预浸→预镀.4.2 不抛光小件毛坯检验→化学除油→滚磨与滚光→化学除油→活化→预浸→预镀4.3 预镀工序说明预镀工序通常采用氰化物预镀铜, 后续工序若采用焦磷酸盐镀铜, 则可增加铜层厚度, 而且铜层致密, 深镀能力好, 镀液本身近中性, 工件电镀时间长些也不致于被溶液腐蚀.同时多一道焦磷酸盐镀铜工艺, 还可以防止氰化物镀铜液清洗不良而对后道酸铜、亮镍带来的污染.随着氰化物镀铜光亮剂的发展, 彻底可以省去焦磷酸盐镀铜工序, 可时常更换氰化物镀铜后的清洗槽、活化槽, 以防止其对后道工序的影响.因此, 可缩短工艺流程, 降低成本.此外, 也有使用预镀中性镍的.因电流密度较小, 要镀到一定厚度的时间较长, 所以目前较少使用.使用预镀黄铜的, 其镀层复盖力好, 有少量基体腐蚀不影响镀液, 但电流密度小, 镀到一定厚度的时间较长.5、工艺中注意事项5.1 氰化物预镀铜CuCN/<g · L-1> 35-50NaCN/<g · L-1> 50-70NaOH/<g · L-1> 1-3KNaC4H406 ·4H2O/<g · L-1> 30-40CH-L3 光亮剂/<mL· L-1> 5-7CH-L4/<mL · L-1> 5Jk/<A ·dm-2>阳极电解铜过滤建议使用<1> 氰化亚铜的浓度不宜很高.铜离子浓度过高不仅带出损耗大, 而且镀层容易粗糙, 虽然容易镀厚, 但不一定孔隙小.如果浓度过低,不利于铜层的迅速复盖, 不利于加厚铜层.<2> 游离 CN- 的提高, 虽然有利于光亮作用, 但不利于铜的迅速复盖.<3> 少量氢氧化钠有利于提高溶液电导, 并不会腐蚀工件, 建议添加.<4> 酒石酸钾钠有利于阳极溶解, 提高溶液电导; 使用阳极袋时, 则更需要添加.酒石酸钾钠的添加可以取代诺切盐<5> 镀铜层厚度若要达到5μm, 使用循环过滤,防止毛刺是必要的.<6> CH-L3、CH-L4 组合光亮剂系本公司产品, 能使铜层光亮, 致密、细微.其消耗量 CH- L 为 100 mL/kA · h; CH-L4 为 250 - 300 mL/kA · h 该产品使用温度较低, 铜离子浓度要求较低, 是目前比较满意的光亮剂.<7> 铜层致密, 孔隙少是最关键的, 因此, 铜层厚度通常为5μm, 其目的是尽可能彻底复盖基体; 同时复盖层基本上要没有孔隙, 使基体不置换后道工序中的铜或者镍离子.为此有的厂家根据多年的实践, 将镀铜的锌合金铸件浸泡在浓盐酸中,1min 没有气体冒出为标准, 这是很有参考价值的办法.5.2 电镀中性镍NiS04 ·6H2O/<g · L-1> 100-120NaCl/<g · L-1> 12-16H3B03/<g · L-1> 30-35Na3C6H507 ·2H20/<g · L-1> 120-150pH 值Jk/<A ·dm-2 >阴极挪移采用电镀中性镍优点是, pH 值近中性, 对工件腐蚀很少, 即使有少量 Zn2+溶解, 因柠檬酸钠会隐藏 Zn2+,不影响镀层; 不含铜镀层, 有利于产品做 CASS 测试, 符合汽车行业要求.缺点是镍比较贵、成本高, 该工艺的电流密度小, 镀到一定厚度的生产用时较长, 废水中含柠檬酸根, 废水处理达标比较艰难. 目前使用的厂家比较少.如果工件的形状比较简单, 使用这一工艺, 可以简化电镀工序..5.3 酸性光亮镀铜CuS04 · 5H20/<g · L-1> 170-210H2SO4/<g · L-1> 60-80Cl-/<mg · L-1> 40-120Jk/<A ·dm-2> 1-6阳极含磷铜阳极搅拌空气搅拌循环过滤/<次· h-1> >5阴极面积与阳极面积比 1:2酸性光亮镀铜需要少量 Cl-, 适量的 Cl-可以提高镀层的光亮度和整平性, 并能降低镀层应力. 锌合金铸件电镀的酸性光亮镀铜液,由于溶液的腐蚀与双性电极现象,工件的坠落, 都会有锌的溶解.锌离子会降低 Cl-的有效浓度, 锌离子的过多积累, 会造成光亮 X 围变窄,因此,要注意监测锌浓度, 定时按工艺补充.此外,使用锌粉除去过量 Cl-的方法是不恰当的,最好使用本公司的 CH-W 特效除氯剂,不致于造成 Zn2+ 积累的负面影响.本公司 GC-668 酸铜光亮剂适应 Cl-浓度的 X 围较宽,工艺要求在 20-120 mg/L.5.4 镀光亮镍.NiS04 ·6H20/<g · L-1> 250-270NiC12 ·6H20/<g · L-1> 50-60H3B03/<g · L-1> 40-45pH 值Jk/<A ·dm-2> 2-6阳极电解镍搅拌空气搅拌或者阴极挪移锌合金电镀的光亮镀镍溶液, 由于与酸性光亮镀铜相同的原因, 锌离子会逐渐积累.光亮镀镍中锌离子浓度的允许 X 围在 20-100mg/L, 过多的 Zn2+ 会使低电流密度区灰黑, 呈条纹状.除去过量的 Zn2+可采用下列办法:<1>电解法, 在 O.2-0.3 A/dm2 下电解, 这样会损失部份镍.<2> 使用除锌水, 虽然行之有效, 但是除锌水的过量与产物的积累会使镍层发雾, 特别在后道套铬时更容易呈现出来.去除过量除锌水与其产物的有效方法是使用活性炭吸附.这种方法还可以在不影响生产的情况下完成.5.5 镀铬.使用添加剂或者稀土的, 或者标准镀铬液都可以使用, 再也不详述.锌离子在普通镀铬溶液中的允许 X 围 20 mg/L,在含氟元素类的镀铬液中允许 X 围达 40mg /L, 在低浓度镀铬液中允许 Zn2+的浓度比正常标准镀铬液的要更低些.过高 Zn2+污染的镀铬液将会使电流密度大的部位的铬层更易疏松、烧焦.去除的办法十分繁杂, 再也不赘述.5.6 仿金与枪色无论锌合金电镀外观是镀仿金、枪色、古铜、青古铜、还是做拉丝等, 这种镀层表面都要上一层罩光漆, 罩光漆不适宜选用固化温度超过120℃的, 最好在80℃, 这样不容易产生凸泡. 漆的固化温度低, 普通硬度要差-点, 这点不可忽视.总而言之, 锌合金压铸件电镀的难点是镀前处理, 各道电镀的溶液维护均要防 XZn2+的积累, 而预镀层的复盖与镀层的致密是防 XZn2+在后道工序中积累的第一关,也是最重要的关键.11 / 11。
锌合金电镀工艺流程锌合金电镀是一种常见的表面处理工艺,通过在金属表面镀上一层锌合金,可以提高金属的耐腐蚀性能、美观性和机械性能。
下面将介绍锌合金电镀的工艺流程。
1. 表面处理首先,需要对待镀件进行表面处理。
通常情况下,表面处理包括去油、除锈和清洗。
去油是指将待镀件表面的油污去除,可以采用化学去油或者机械去油的方法。
除锈是指将待镀件表面的氧化铁皮去除,可以采用酸洗或者机械打磨的方法。
清洗是指将待镀件表面的杂质去除,可以采用碱洗或者水洗的方法。
表面处理的目的是为了提高镀层与基材的结合力,确保镀层的质量。
2. 阴极处理接下来,将经过表面处理的待镀件作为阴极,放置在电镀槽中。
在电镀槽中,还需要将一定比例的锌合金粉末悬浮在电镀液中,以供后续的电镀使用。
在阴极处理过程中,需要根据待镀件的形状和大小,调整电镀槽中的电流密度和电镀时间,以确保镀层的均匀性和厚度。
3. 电镀在阴极处理完成后,即可进行电镀操作。
在电镀过程中,通过施加一定电压,使得锌合金离子在电场的作用下沉积到待镀件表面。
在电镀过程中,需要控制电镀液的温度、PH值和搅拌速度,以确保镀层的质量。
此外,还需要定期检测电镀液中锌合金离子的浓度,以及镀层的厚度和均匀性。
4. 后处理电镀完成后,还需要对镀层进行后处理。
通常情况下,后处理包括水洗、烘干和包装。
水洗是指将待镀件表面的电镀液残留物去除,可以采用清水冲洗的方法。
烘干是指将水洗后的待镀件进行烘干,以去除表面的水分。
包装是指将经过烘干的待镀件进行包装,以防止镀层受到外界环境的影响。
通过以上的工艺流程,就可以完成锌合金电镀的整个过程。
锌合金电镀工艺流程简单、成本低廉、效果良好,因此在工业生产中得到了广泛的应用。
锌合金电镀及退镀工艺锌合金前处理的一般工序,包括研磨/抛光、除油、超声波除蜡等。
介绍了常见的锌合金电镀铜–镍–铬及镀金的工艺,以及某公司在锌合金件上电镀仿金、铬、古铜、黄古铜、红古铜、珍珠镍等工艺的流程及镀液配方。
给出了锌合金上铜、镍、铬镀层的退除方法。
1·前言锌铝压铸件是一种以锌为主要成分的压铸零件。
这种零件表面有一层很致密的表层,里面则是疏散多孔结构,又是活泼的两性金属。
所以,只有采用适当的前处理方法和电镀工艺,才能确保锌合金上的电镀层有良好的附着力,达到合格品的要求。
2·电镀用锌合金材料[1]电镀常用的锌合金材料为ZA4–1,其主要成分为:铝3.5%~4.5%,铜0.75%~1.25%,镁0.03%~0.08%,余量为锌,杂质总和≤0.2%。
而925牌号的锌合金含铜量高,也易于电镀。
通常,锌合金的密度为6.4~6.5g/cm3,若密度<6.4g/cm3,电镀后易发生起泡和麻点。
总之,选材时务必严格把关。
另外,压铸时模具必须设计合理,避免给电镀带来难以克服的缺陷(如麻点)。
3·镀前处理3.1研磨、抛光切勿破坏致密表层,若暴露出内层多孔疏松结构,则无法获得结合力良好的镀层。
3.2除油锌合金对酸、碱敏感,选择去油剂时应有所要求。
常用E88锌合金电解除油粉或SS浸洗除油粉(安美特公司产品)。
3.3超声波除蜡高档产品常选用“开宁”公司的锌合金除蜡水。
3.4阴极电解除油自配的除油剂必须加入适量的金属配位剂,防止金属沉积到零件表面,从而避免发花。
阴极电解除油时要采用循环过滤。
3.5工艺流程化学除油─超声波除油─电解除油─浸蚀活化(硫酸5~10mL/L+氢氟酸10~20mL/L,pH 控制在0.5~1.5,视工件外形复杂性而定;室温,10~30s至刚开始全面反应产生气泡后立即取出零件,然后彻底清洗干净)。
3.6热浓硫酸除蜡除油为减少工序和时间,在投资少、见效快,操作方便、稳定的条件下,锌铸件经磨抛光后(零件必须干燥!)采用浓硫酸加热脱水除油;而锌合金铸件在热的浓硫酸中除油快,又不会受腐蚀。
锌合金电镀工艺流程
《锌合金电镀工艺流程》
锌合金电镀是一种将锌合金沉积在金属基材上的表面处理工艺,可以增加金属的硬度、耐磨性和抗腐蚀性,同时也具有美观的外观。
以下是锌合金电镀工艺流程的主要步骤:
1. 预处理
首先需要对金属基材进行预处理,这包括清洗、脱脂和除锈等步骤。
清洗可去除表面的杂质和油脂,脱脂可以去除基材表面的油脂和污垢,而除锈则是为了去除金属表面的锈斑和氧化物。
2. 化学镀底
接下来是进行化学镀底,将金属基材浸泡在特定的化学溶液中,通过化学反应形成一层均匀的镀底层,以提高电镀层与基材的附着力。
3. 电镀
在经过化学镀底后,金属基材就可以进行电镀了。
在电镀槽中,将含有锌离子的电镀液通电,使锌离子在金属基材表面沉积,形成一层锌合金电镀层。
4. 清洗与烘干
完成电镀后,金属基材需要经过清洗和烘干的步骤,以去除残留的电镀液和水分,同时使电镀层表面变得光滑。
5. 表面处理
最后需要进行表面处理,这包括抛光、喷漆或其他表面装饰工艺,以增加电镀层的外观和耐用性。
通过以上流程,金属基材就完成了锌合金电镀,得到了一层均匀、耐磨的锌合金电镀层,提高了基材的使用寿命和美观度。
锌合金压铸件上的电镀锌合金压铸件由于是一步成型,生产效率较高,同时锌在自然界分布较广,因此,在工业上,特别是在汽车工业上,对受力不大和形状较复杂的结构件和装饰件都广泛地采用锌合金压铸件。
由于锌合金的化学稳定性较差而且容易龟裂,重要的级表一般不用,所以需镀以铜/镍/铬多层防腐装饰性镀层。
锌合金压铸件,一般应选用含铝量为4%左右的锌合金材料,以提高电镀产品的合格率。
在电镀锌合金压铸件时,应注意锌合金压铸件的下列特点,并采取适当的措施。
(1)压铸件表面是一层致密的表层,约0.05mm~0.1mm。
在表层的下面则是疏松多孔的结构。
为此,在磨光和抛光时,不要把表层全部抛去而露出疏松的底层。
否则电镀非常困难,而且会降低产品抗蚀性能。
(2)压铸件在压铸过程中是由熔融态成为固态的。
因为冷却时的凝固点不同,在压铸件表面上往往会产生偏析现象,使表面的某些部分产生富铝相或富锌相。
为此在预处理时,不要采用强碱和强酸去油和浸蚀。
因为强碱能使富铝相先溶解,而强酸又能使富锌相先溶解,从而在压铸件表面上形成针孔和微气孔,并且会残留下强碱液和强酸液,以致当镀上镀层后,容易引起脱皮和产生气泡。
(3)锌合金压铸件的形状一般比较复杂,电镀时应该采用分散能力和覆盖能力较好的溶液。
为防止在凹入或掩蔽处发生锌对电位正的金属的置换,从而使结合力不好,预镀层更应选择分散能力和覆盖能力好的镀液。
(4)所采用的镀层最好为光亮镀层,尽量避免抛光工序或者减轻抛光工作量。
一方面因形状复杂,不易抛光,另一方面也可保证镀层厚度,确保质量。
(5)第一层镀层如果采用铜层,其厚度应稍厚一些,因为当铜镀到锌合金表面上时,铜即扩散到锌中,并形成一层较脆的铜锌合金中间层,铜层愈薄扩散作用发生的愈快,因此铜的厚度至少要达到7μm 或者再厚一些。
(6)多层镀铬层是锌合金的阴极保护镀层,所以镀层必须有一定的厚度,保证镀层无孔隙。
否则由于锌合金的电极电位较负,在潮湿的空气中容易产生碱式碳酸锌的白色粉状腐蚀产物,故必须根据产品的使用条件,选择合适的镀层厚度。
锌镍合金电镀工艺流程1、锌镍合金电镀工艺的准备(1)清洗:将需要进行电镀的件去除表面污物后,应进行清洗,采用乙醇或其他有机溶剂清洗,表面污染物离子完全可溶,成膜量小。
(2)除油:除去表面有机污染物,用热酸性溶剂或具有表面活性剂的特殊溶剂加热清洗可以获得较好的清洗效果。
(3)去除氧化膜:用酸性或碱性溶液擦拭可以去除氧化膜,也可以选择电解清洗,将表面氧化物全部去除。
(4)磨光:磨光的目的是为了裸露金属表面均匀平滑,使表面凹凸贴合,并能保持表面平整度。
2、锌镍合金电镀工艺的实施(1)溶剂回收:电镀工艺中一般首先进行溶剂回收,以保证溶剂的质量。
清洗后的件应先经过酸碱洗涤和滤液,再置于无盐度溶液中,通过膜过滤的方法把污染物彻底去除,排出污染物并回收溶剂,保证溶剂不被污染。
(2)电镀:设备将锌镍合金电解液放入电缆槽中,然后沿着电缆槽进行两端搅拌,搅拌后将件安装到箱体中,然后给箱体供电,向箱体内引入阳极电后开始电镀,根据所需厚度和时间进行控制,以获得所需的厚度和均匀性。
(3)除油:电镀后用特殊除油剂将锌镍合金电镀液残留部分清除干净,洗涤性能良好,可以在洗涤过程中保护金属表面,使表面无氧化物。
3、锌镍合金电镀工艺的结束(1)干燥:干燥的目的是使电镀表面的残余水份及气体减少到一定程度,用热风吹或烘烤干燥,再清洗,以保持电镀表面洁净。
(2)检查:将锌镍合金电镀件放在室内,进行外观、尺寸抽检检查,保证电镀件的质量符合质量标准。
当检查结果合格就进行包装,不合格进行重镀。
(3)锁定:将锌镍合金电镀件锁定,使其表面层抗腐蚀性更强,表面滑爽,美观,耐用。
(4)包装:最后将锌镍合金电镀件进行包装,用以防止污染和保持质量。
锌合金电镀工艺
锌合金本身的基体特性及特殊的加工形式对电镀产生很大影响。
1.锌合金的材料为锌铝合金,均为活泼的两性金属。
而两种金属中以铝在前处理最为困难,所以必须控制铝的含量,一般需电镀的锌合金材料铝的含量不应超过4%,铝含量过高,将使电镀难以进行。
2.工业上常见的应用锌合金材料含Al 4%左右、Cu 0.75%~1.25%、Mg 0.03%~0.08%,其余为主要成分Zn,Zn是两性金属电极电位较负,对酸碱都比较敏感,且容易发生化学反应导致腐蚀。
而且,锌合金材料在压铸成型过程中,往往由于工件表面温度差异,会产生成分偏析现象,表面局部出现富锌或富铝相,在前处理除油腐蚀活化过程中稍微疏忽,就会造成富铝相或富锌相部分优先溶解,表面不均匀腐蚀导致产生气孔麻点甚至气泡等而影响表面质量。
3.锌合金压铸材料的组织结构有其特殊性,就是其压铸表面组织致密光滑,孔隙率较低,硬度也比较低且表面致密层厚度较薄,一般只有0.05~0.2mm。
内层则是多孔疏松结构。
假如在前处理加工工序中掌握不当,损伤表面致密层,将会给后续工序增加更多的困难,也会使锌合金抗蚀防护质量降低。
锌合金电镀工艺过程:抛光→冷脱除蜡→超声波除蜡→超声波除油→阴极电解除油→阳极电解除油→活化→预镀→碱铜→酸铜
1)抛光——锌合金压铸件成品不可避免的有飞边、毛刺、压痕等现象,在电镀前需经过磨抛光处理,才能获得良好的外观。
2)冷脱除蜡——锌合金抛光后残留的抛光蜡比较多,在除蜡水中清洗时间过长容易造成腐蚀,所以在超声波之前最好能有一道冷脱工艺,先将蜡、油污部分溶解和软化。
3)超声波除蜡——除蜡水的PH和温度不宜太高,否则易对锌合金表面形成孔状腐蚀。
温度高,除蜡效果肯定好。
如果能掌握好材料性能,可以采用高温——短时间的工艺来处理。
4)超声波除油——锌合金表面如果油污不是太重,可以直接电解除油。
如果油污比较多或形状复杂、有凹槽、盲孔的零件利用超声波除油效果好。
除油粉的PH 不能太高,因为强碱对铝的溶解快,零件表面会溶出缩孔,这些缩孔在电镀过程中清洗不干净将影响结合力。
5)阴极电解除油——锌合金阴极电解除油一定要在工艺的范围内使用,PH高、温度高、电流高、浓度高都会对锌合金表面产生腐蚀,影响后续工艺的结合力。
阴极电解时,阴极发生还原反应析氢,有利于对油膜的溶解,但电流不能太高一般在3~~5A/dm2,电流高析氢严重会造成零件渗氢现象,影响后续电镀工艺的结合力。
阳极发生氧化反应,如果阳极不耐腐蚀会造成阳极溶解,所以阳极应使用不锈钢板或不锈钢网(304#、316#)。
如果阳极选择不当,阳极腐蚀后部分金属溶解,这些金属离子在阴极上沉积析出,会形成疏松的浮灰现象,严重影响电镀结合力。
(用手指摸零件表面,如果手指上有灰黑色,说明零件有浮灰产生)6)阳极电解除油——为了使阴极脱脂后减少浮灰、黑膜现象和减少阴极电解的渗氢现象,在阴极电解除油后建议做短时间(30~~60秒)的阳极电解除油。
阳极电解除油的目的,在于增加镀层的附着力和减少起泡。
经除油后的工艺品必须迅速进行清洗,然后活化,如在水中或空气中搁置的时间较长,会引起镀后出现斑点或发花。
切记做阳极电解除油时,PH不能高、电流(一般在0.5~~1A/dm2)不能大,否则容易造成锌合金腐蚀。
除油是否干净最简单的检验方法是零件除油后,水洗→酸活化→水洗,如果除油干净零件表面在酸活化水洗后形成一层润湿的亲
水膜;除油不干净表面不能形成均匀的水膜,有挂水现象。
7)活化——锌合金一般在氢氟酸或氢氟酸——硫酸溶液中活化,也有市售的活化盐。
锌是两性金属,在强酸和强碱中极易溶解腐蚀,所以活化一般在弱酸中进行。
工艺如下:
HF(40%)12~15ml/L硼酸3~5g/Lθ15~35℃t20~30s
柠檬酸40~50 g/L硼酸适量θ室温t10~30 s
HF(40%)20~30g/Lθ室温t3~8 s
HF(40%)10~20ml/L硫酸(98%)10~15g/L柠檬酸10~15 g/Lθ室温t3~8 s
浸蚀溶液浓度和活化时间应严格控制,因其对镀层结合力及起泡有一定影响。
浸蚀时间以观察锌合金压铸零件表面出现均匀小气泡为止,千万注意防止产生腐蚀。
活化液在使用一段时间后,最好能根据活化面积来更换活化液,保证活化效果好。
不同锌合金应根据材料性能,选择适当的活化工艺。
8)预镀——锌合金在预镀前,最好能有预浸工艺。
预镀中性镍前,可用3~~5%的柠檬酸溶液预浸不经水洗直接入槽电镀;预镀铜前,可用
1~~2%的氰化钠溶液预浸不经水洗直接入槽电镀。
因氰化钠预镀铜溶液覆盖能力高,所以形状复杂的零件一般选择预镀铜工艺。
A:预镀中性镍
硫酸镍:90~~100g/L
氯化镍:40~~50g/L
柠檬酸钠:110~~130g/L
硼酸:20~~30g/L
PH=7.0~~7.2
温度:50~~60度
I=1~~1.5A/dm2
零件入槽时采用2~~3 A/dm2的大电流冲击2~~3min,然后再转为正常的电流电镀至厚度为5~~7um。
B:预镀铜
工艺要求配方1(g/L) 配方1(g/L) 配方1(g/L)
游离氰化钠7~~12 14 5~~9
氰化锌8~~14
氨水0.3~~0.8ml/L
氰化亚铜18~~25 35 20~~25
优良的氰化物镀铜是保证锌合金电镀的量的关键。
为了获得优良的镀层,应注意以下几点:1.定期分析确保镀液成分在工艺范围内;2.保证温度在工作范围内;3.电解铜最好能有阳极袋;4.镀液中不可加氢氧化钠,在强碱性条件下锌合金很容易造成腐蚀;5.阴极电流密度要适中,不能过大或过小.锌合金压铸件的预镀铜的厚度不应低于5um ,薄的镀层易多孔,在继续进行的酸铜和光镍时不能有效地保护铸件不受化学浸蚀。
此外,薄的铜层很容易向锌合金内扩散,形成较脆的铜锌合金中间层,铜层越薄扩散作用发生的越快。
由于闪镀的电流效率较低,可以在沉积1~~2um 后,再在其它铜溶液中加厚,如中浓度的氰化钠镀铜、焦磷酸镀铜等。
配方1温度低,对锌合金的腐蚀小;配方2添加酒石酸钾钠,有利于阳极溶解,特别是在氰化钠少的情况下有明显作用,添加酒石酸钾钠镀层结晶细致。
配方3使用氰化物预镀黄铜代替预镀铜层,PH 低和温度均低对锌合金的腐蚀弱,有利于提高镀层的结合力。
游离氰化钠是控制氰化物镀铜的关键,提高氰化钠的含量,可以促进阳极溶解,增加阴极极化,使镀层结晶细致,并能提高镀液的分散和覆盖能力。
但如果游离氰含量过高,将会使阴极电流效率下降,甚至得不到镀层。
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酒石酸钾钠
30 碳酸钠
10~~15 PH
10.8~~11.2 9.5~~10.5 温度℃
35~~45 50~~60 15~~35 电流密度
A/dm 2
0.5~~1.5 0.5~~1.5 0.5~~1.5 时间S
60~~120 60~~120 60~~120
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