典型的铝及铝合金化学镀镍的工艺
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碱性化学镀镍碱性化学镀镍减少污染后续酸性化学镀或其他电镀液1.工艺特点:NICHEM 2003碱性化学镀镍工艺特别适合于铝及铝合金预镀化学镍减少污染后续酸性化学镀或其他电镀液结合力优良对复杂工件的处理更显其优越性也可用于其他基体的电镀打底层操作温度低使用方法本产品采用国际通用的A、B、C三种溶液,以A、B开缸,根据镍离子浓度进行分析补加工作液的消耗组分,以A、C 补加,极其方便:2.镀液组成及操作条件:原料及操作单位范围NICHEM 2003碱性化学镀镍A %(v/v)70NICHEM 2003碱性化学镀镍B %(v/v)170pH9.0-9.5温度℃室温-35℃装载量dm2/L0.32-0.96时间分钟5-10分钟3.配制溶液:开缸时,在槽中加入所配溶液1/2的水。
加入加入7%的A和17%的B,机械搅拌均匀,配备过滤机过滤。
加入纯水至所需近似体积。
用氨水调节pH值至9.2(大约用20毫升),补水至刻度线即可按工艺要求施镀。
4.设备需求项目要求槽体PP、PVC或高密度PE。
挂具PP、PVC或316型不锈钢。
确保工件在槽液中垂直,相邻两块板间隔最小是10mm。
空气搅拌主副槽要有适度、均匀的打气搅拌。
循环每小时3-4个循环。
添加系统需要,加料泵材质为PVC、PP 或PE,可耐强碱。
过滤系统连续循环过滤,用10μm过滤棉芯或过滤袋。
抽风需要。
加热系统需要。
5.镀液的分析及补加工作液的Ni2+标准浓度为6.0克/升,Ni2+浓度的分析方法:用移液管取5ml工作液置于250ml的锥形瓶中,加入50ml 去离子水,再加入10ml氨水(28%),摇匀,加入0.2克紫脲酸铵指示剂,摇匀,用0.05M的EDTA标准液进行滴定,终点为浅棕色变为浅紫色。
以EDTA用量为准进行计算计算方法为:补加A量=补加C量(ml)=(6-EDTA用量×0.59)×13×体积(L)6.操作要点确保镀槽在使用前用硝酸(1:1)浸泡,并用水冲洗干净镀液温度保持在29-35度,温度太低则速度慢,温度太高则镀液易分解用氨水和硫酸(20%)调pH值,保持pH值在9.0-9.5间,以确保镀速,pH值太低则镀速慢,太高则镀液易分解,最好用pH计控制。
铝合金高磷化学镀镍工艺流程英文回答:Aluminum alloy high-phosphorus electroless nickel plating is a process used to deposit a layer of nickel-phosphorus alloy onto the surface of aluminum alloy. This process is widely used in industries such as aerospace, automotive, and electronics, as it provides excellent corrosion resistance, wear resistance, and solderability to the aluminum alloy.The process flow of aluminum alloy high-phosphorus electroless nickel plating typically involves the following steps:1. Surface Preparation: The aluminum alloy substrate is thoroughly cleaned to remove any dirt, grease, or oxide layers. This is usually done by using a combination of alkaline cleaners, acid etchants, and deoxidizers. The cleaned substrate is then rinsed with water to remove anyresidual chemicals.2. Activation: The activated aluminum alloy substrate is then immersed in an activation bath, which typically contains a mixture of acid and a proprietary activation agent. This step is crucial to ensure good adhesion between the aluminum alloy and the nickel-phosphorus coating.3. Nickel-Phosphorus Deposition: After activation, the aluminum alloy substrate is immersed in an electroless nickel-phosphorus plating bath. This bath contains a solution of nickel salts, reducing agents, and phosphorus-containing compounds. The plating bath is typically maintained at a specific temperature and pH to control the deposition rate and phosphorus content in the coating. The nickel-phosphorus coating is deposited on the activated aluminum alloy substrate through a chemical reduction process.4. Post-Treatment: After the desired thickness of the nickel-phosphorus coating is achieved, the plated aluminum alloy substrate is rinsed with water to remove any residualplating bath chemicals. It is then subjected to a post-treatment process, which may include heat treatment or passivation, to enhance the properties of the coating and improve its adhesion to the aluminum alloy substrate.5. Quality Control: Throughout the plating process, various quality control measures are implemented to ensure the desired coating properties are achieved. These may include regular monitoring of the plating bath parameters, such as pH, temperature, and concentration of plating chemicals, as well as conducting adhesion tests, corrosion tests, and thickness measurements on the plated samples.中文回答:铝合金高磷化学镀镍是一种将镍磷合金层沉积在铝合金表面的工艺。
化学镀工艺化学镀,又称为无电解镀。
因为在工件施镀的过程中,虽说有电子转移,但无须外接电源,工件表面镀层完全是靠化学氧化还原反应实现的。
化学镀是指在无外加电流的状态下,利用一种合适的还原剂,使镀液中的金属离子还原并沉积在基体表面上的化学还原过程。
或者说,化学镀是将零件浸入到溶液中在催化剂的作用下在表面发生的金属的沉积,是一个在界面上发生的催化沉积的过程。
因此和电镀不同,化学镀过程不需要整流电源和阳极。
金属沉积仅在零件表面上进行,电子是通过溶解于溶液中的化学还原剂提供的。
完成化学镀的过程有三种方式:(1)置换沉积利用被镀金属的电位比沉积金属负,将沉积金属离子从溶液中置换在工件表面上。
其化学反应可表述为Me1+Me2n+→Me2+Me1m+溶液中金属离子被还原沉积的同时,伴随着基体金属的溶解,当基体金属表面被沉积金属完全覆盖时,反应即自动停止。
所以,采用这种方法得到的镀层非常薄。
(2)接触沉积利用电位比被镀金属高的第三金属与被镀金属接触,让被镀金属表面富积电子,从而将沉积金属还原在被镀金属表面。
其化学反应实际上与置换沉积相同,只是Me,不是基体金属,而是第三金属。
其缺点是第三金属离子会在溶液中积累。
(3)还原沉积利用还原剂被氧化时释放出的自由电子,把沉积金属还原在镀件表面;其反应过程可表述为:Me n++Re→Me+OX式中Me——沉积金属;Re——表示还原剂;0X——表示氧化剂。
一般意义上的化学镀是指这种还原沉积化学镀。
它只在具有催化作用的表面上发生。
如果沉积金属(如镍:铜等)本身就是反应的催化剂,该化学镀过程就称为自催化化学镀,它可以得到所需的镀层厚度。
如果在催化表面上沉积的金属本身不能作为反应的催化剂,一旦催化表面被沉积金属覆盖,沉积反应就会自动终止,所以只能获得有限厚度的镀层.化学镀可以在金属、半导体和非导体材料上直接进行,由于没有电流分布的问题,在复杂零件表面可以获得厚度均匀、孔隙率低、对深孔或形状复杂的零件具有很好覆盖能力的镀层。
铝合金化学镀一、概述铝及铝合金是应用最广泛的金属之一,其具有导电性好、传热快、比重轻、强度高、易于成型等优点。
但是,铝及铝合金也存在硬度低、不耐磨、易于发生晶间腐蚀、不易焊接等缺点,影响其应用范围和使用寿命。
铝及其合金经过表面处理后可扬长避短,延长其使用寿命和扩大应用范围,赋予其防护、装饰等用途。
铝合金的表面处理技术包括阳极氧化、电镀、化学镀等方法。
铝上电镀比其他金属上电镀要困难得多,容易出现气泡和脱皮,结合力不良等问题。
究其原因是铝合金在空气中极易氧化。
因此,在进行一般的除油、碱液腐蚀和浸蚀后,暴露出制件的活化表面,在电镀之前的瞬间又重新被氧化,形成的氧化膜严重地影响了镀层的结合力,造成镀层起泡和脱落。
为了解决这一问题,目前普遍采用化学镀的方法。
铝合金表面化学镀因具有诸多的优良性能及特性而在电子工业、石油化工、机械和航天等领域的应用而不断增加,如何优化工艺、提高质量日益成为人们关注的焦点。
所谓化学镀,是指不使用外电源,而是依靠金属的催化作用,通过可控制的氧化-还原反应,使镀液中的金属离子沉积到镀件上去的方法,因而化学镀也被称为自催化镀或无电镀。
铝及铝合金属于化学镀难镀基材,因此在其基体上进行化学镀有其自身的特点:①铝是一种化学性质比较活泼的金属,在大气中易生成一层薄而致密的氧化膜,即使在刚刚除去氧化膜的新鲜表面上,也会重新生成氧化膜,严重影响镀层与基体的结合力。
②铝的电极电位很低(-1.56V),极易失去电子,当浸入镀液时,能与多种金属离子发生置换反应,析出的金属与铝表面形成接触镀层。
这种接触性镀层疏松粗糙,与基体的结合力强度差,严重影响了镀层与基体的结合力。
③铝属于两性金属,在酸、碱溶液中都不稳定,往往使化学镀过程复杂化。
由此可知,要在铝及铝合金制品上得到良好的化学镀层,最关键的就是结合力问题,而结合力取决于化学镀的前处理。
因此,对于铝及其合金来说,镀前处理是十分重要的。
【1】化学镀目前使用最广泛的是化学镀镍,本文以铝合金化学镀镍为例,讲述其机理、体系、工艺及其应用等内容。
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7075铝合金表面处理1.化学镀镍、渗氮、热扩渗都是传统的铝合金表面强化技术,能够改善材料的表面性能。
研究化学镀镍加气体渗氮的复合方法处理7075铝合金表面的工艺和性能以及 7075铝合金与Mg-Zn合金相互扩散过程。
对带有镍层表面的7075铝合金进行气体渗氮,增大了铝合金的表面硬度,其硬度最高达700HV,是基体硬度的7-8倍。
2.7075铝合金表面镀硬铬工艺。
3.化学镀技术:在铝合金基体上制备 Ni-Cu-P合金镀层、Ni-P/纳米金刚石或者Ni-Co-P/Si3N4化学复合镀层。
4•铝合金复合涂层技术,研究硬质阳极氧化处理,发展具有减摩耐磨性能的自润滑铝合金复合涂层。
将铝先进行硬质阳极氧化,然后采用热浸法引入聚四氟乙烯微粒至氧化膜膜孔及表面,通过真空精密热处理后形成复合涂层。
5.复合电镀:利用复合电镀技术,在铝合金基体上电镀Ni/微米AI2O3 /纳米AI2O3复合镀层。
6.喷涂方法:在铝合金表面喷涂烧结型 WC-17CO粉末,制备 WC 涂层,以提高铝合金基体的耐磨性。
7.激光熔覆技术用激光熔覆技术对铝合金表面进行改性,在铝合金表面激光熔覆制备各种性能的硅涂层。
利用横流C02高激光器,以铝合金为基材,在其表面预置硅粉后进行激光处理,研究熔覆工艺参数优化、组织形貌、热处理研究。
8•低温常压化学气相沉积(APCVD )技术,在铝及其合金基底上制备硅氧化物陶瓷薄膜。
沉积温度为 400 C,有效提高铝及铝合金表面的耐磨性。
9.强流脉冲电子束表面改性:高能电子束在很短的脉冲时间内将能量注入材料表面极薄的一层。
利用 Nadezhda-2型强流脉冲电子束装置研究了对6063铝合金化学镀的影响和 YG8硬质合金的改性研究。
10.铝合金表面镀渗复合改性处理工艺:利用闭合场非平衡磁控溅射预先在铝合金表面制备一层 Ti膜,再进行脉冲等离子体渗氮处理,探索了铝合金表面镀渗复合改性处理工艺。
复合改性后与未处理铝合金的磨损率相比,下降了 64.7%。
一、典型的铝及铝合金化学镀镍的工艺铝零件除油浸蚀第一次浸锌硝酸退除第二次浸锌化学镀镍二制程说明1)除油铝是一种活泼金属,与酸碱都能剧烈反应,因此相比钢铁基体铝的除油溶液碱性不能太强,以免对铝基体产生过度的腐蚀。
因此除油的配方中氢氧化钠的含量一般较低,以磷酸钠、硅酸钠和碳酸钠为主。
除油液中的硅酸钠对铝很好的作用,即使除油液温度较高,除油时间较长,铝的腐蚀也很小,因此可以用于零件精度较高的除油,但是含硅酸盐的碱液必须彻底清洗干净,否则,残留的硅酸盐在浸蚀时遇酸会生成不溶于水的、难以去除的硅酸膜,造成镀层结合力不强,除油最好先用热水清洗、再用冷水,而且应尽快清洗。
在除油的过程中,切忘高温碱液因增发而干结在零件上,从而导致零件腐蚀。
2)浸蚀浸蚀是前处理中重要的工序。
其目的是为了进一步去除铝表面的缺陷,并从铝合金表面去除各种合金元素和杂质,形成均匀的铝表面,为后一道工序提供良好的底材。
铝合金中含有铜、镁、硅、锰和锌等合金元素。
如果不能去除干净,在这些合金成份上不能直接化学镀镍,容易产生结合力不强或针孔。
浸蚀可以用碱浸蚀或酸浸湿。
用酸浸蚀对铝的腐蚀小,不仅不可保证表面的光洁度,而且由于合金元素去除较彻底,所达的结合里较高。
酸性浸蚀的腐蚀远低于碱性浸蚀,由于合金的腐蚀一般驶电化学腐蚀,合金元素与铝元素基体形成原电池,浸蚀发生在合金元素的周围,当浸蚀严重时容易产生毛细孔洞,这种空洞进入的溶液很难清洗,当溶液进入化学镍溶液时,空洞中的脏污会慢慢溢出,轻则造成镀层粗糙,重则引发针孔起泡。
对于有些合金采取碱性浸蚀的效果更好。
另外对于表面光洁较差或者经加工车削后有螺纹的零件,碱性浸蚀有助于去除化学镍难以完整覆盖的毛刺和锐边。
此外,碱性浸蚀有助于在氧化严重的铸件上获得更薄、更均匀的去除氧化膜的新鲜表面。
3)第一次浸锌化学镀镍时,铝的表面有一层致密的氧化膜,这层膜大约有5~20um,不去除它就很难形成很的镀层。
就氧化层本身来说,去除并不困难,问题是在去除氧化膜后的表面与空气接触的表面会迅速形成氧化膜,浸锌的目的一方面是去除这层氧化膜,另一方面是去除氧化膜的同时再铝的表面形成锌的置换层,起阻挡作用,使去除了氧化膜的表面与大气隔绝,免受氧化。
英文回复:Aluminium alloy vacuum, high phosphorus plating chemical thermal process is one of the important processes in the surface treatment of aluminium alloy。
Chemically plating nickel and thermal processes can effectively improve the surface performance of aluminium alloys and enhance their corrosive and mechanical properties。
Aluminium alloy surfaces need to be pretreated, including deoiling, rusting and cleaning, in the vacuum high phosphorus chemically plating nickel process。
Uponpletion of pre—treatment, aluminium alloys were placed in vacuum—plating nickel equipment, using high phosphorus chemical—plating nickel fluid for nickel plating。
High phosphorous chemically plating nickel can increase the surface performance of aluminium alloys by forming a flat layer of nickel phosphorous alloys on the surface of aluminium alloys,with high hardness and corrosive resistance。
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;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,退电,打磨再电;D,染色时表面出现白点;,这种异常一般是由于阳极作业时,水中有油,或其它杂质所致; 四,品质标准1 膜厚5-25um ,硬度在200HV 以上,封孔实验色变率小于5%2 盐雾实验在36 小时以上,且能达到9 级以上CNS 标准3 外观不能有碰伤,刮伤,彩云等现象;表面不能有挂点,发黄等不良现象四,压铸铝,如A380,A365,A382 等均不能做阳极氧化——————第三节,铝材电镀工艺一,铝及铝合金材料的优点具有导电性好,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1 改善装饰性,2 提高表面硬度与耐磨性3 降低摩擦系数,改善润滑性;4 提高表面导电性能;5 提高耐蚀性包括与其它金属组合6 易于焊接7 提高与橡胶热压合时的结合力;8 提高反光率9 修复尺寸公差由于铝是一个比较活泼的金属,被电镀物均比铝材活泼性强,因此,电镀前,必须做相应的化学转化,如浸锌,锌铁合金,锌镍合金,而使锌及锌合金底层有良好的结合力的中间层氰化镀铜层;压铸铝由于机体结构疏松,打磨时,不能打磨掉机体表层部份,否则出现针孔,吐酸,脱皮等现象;三,铝材电镀的工艺流程为脱脂—>碱蚀—>活化—>锌置换—>活化—>电镀如镍,锌,铜等—>镀铬或钝化—>烘干; 1、常见的铝材电镀镀种有镀镍珍珠镍,沙镍,黑镍,镀银面银,厚银,镀金,镀锌彩锌,黑锌,蓝锌,镀铜青鼓铜,白锡铜,碱铜,焦铜,酸铜,镀铬白铬,硬铬,黑铬等;2、常见镀种的用途1 镀黑色,如黑锌,黑镍,等均用在光学电子及医疗器械上;2 镀金,银是电子产品的最好导体,同时也能提高产品的高等装饰性,但价格比较昂贵,一般均用在电子产品导电方面,如高精电线端子等的电镀;3 铜,镍,铬是现代科学领域中最普及的混合镀种,不管在装饰性,抗蚀性,均是目前世界上最普及的镀种;价格低廉,可用在运动器材,灯饰,大部份电子行业中;4 铜系镀种中,白锡铜是七八十年代发展起来用于环保形镀种,白色亮丽,是首饰行业的首选;青铜铅锡铜可做仿金,因而是比较好的装饰性镀种但铜的防变色性比较差,因而发展比较慢;5 锌系电镀:镀锌层呈青白色,易溶于酸,碱;由于锌的标准电位比铁负,对钢铁而言,可提供可靠的电化学保护;在工业大气,海洋性大气中使用的钢铁制品均可选择锌作保护层;6 硬铬,在一定的条件下沉积的铬镀层有很高的硬度和耐磨性,硬度达到HV900-1200kg/mm ,铬是常用镀层中硬度最高的镀层,可提高零件的耐磨性,延长使用寿命;如工,模,量,卡具,等;因此该镀种是气缸,油压,传动系统不可缺少的处理方式;3、常见异常及改善措施1 脱皮:a 锌置换不好,时间过长或太短,改善措施,重新确定置换时间,槽液温度,槽液浓度等作业参数;b ,活化不够,改善措施,改变活化方式;c 前处理不彻底,工件表面有油,改善措施,加强前处理;2 表面粗糙:a,电镀液光剂,柔剂,针孔剂量不适,重新调整助剂数量;b 机体表面本身粗糙,重新打磨后再电镀;3 表面发黄属低电位走势不正,改变装挂方式;加适量的走位剂;4 表面起毛齿:电镀液太脏,加强过滤,作适当的槽液处理;4、品质要求1 外观无发黄,针孔,毛刺,起泡,碰伤,刮伤等不良现象;2 膜厚 15um 以上,盐雾实验48 小时,达美军标9 级以上,电位差130-150mv 区间;3 结合力能通过60 度弯曲实验;4 特殊环境的产品,可做相应的变动;5、铝及铝合金电镀操作注意事项1 铝零件电镀宜用铝合金作挂具;2 铝及铝合金经过浸蚀后的各道工序必须快速进行,工序之间的间歇时间越短越好,以免重新氧化;3 第二次浸锌时间不能过长,以免造成过腐蚀;4 水洗必须洗干净;5 电镀过程中要防止中途断电;——————第四节,铝材的涂装涂装分为浸涂,喷涂,淋涂,滚涂和刷涂等,其中以浸涂和喷涂为主,浸涂也就是电泳涂装,它采用电化学方法将有机树脂的胶粒沉积在工件的表面上,形成透明或各种色系的有机涂层;其中,阴极电泳是七十年代发展起来的新工艺也是浸涂行业中主要工艺;优点耐蚀性好,抗变色性能强,结合力好的特点;喷涂分为粉体涂装和液体涂装,其中静电涂装是目前业界中比较流行的工艺;一,涂装工艺范围由于涂装抗蚀性好,价格低廉,色系多可以做任何不同颜色它适合于所有铝件材质,但素材结构太松如翻沙产品,需刮灰作业,相对品质也要较差;1、静电涂装的工作原理在泵浦的作用下,使涂料进入电场,涂料颗粒带负电;在雾化气压的作用下,使涂料变的更细和均匀然后在工作气压的作用下,涂料在旋杯或喷嘴的作用下,均匀的喷撒在工件的表面上;由于在同一垂直面上,喷枪和工件的距离是相等的,同一界面电场强度也是一样的,因此正负电荷相吸,工件表面上就涂覆了一层均匀的有机树脂涂层;然后在高温烘烤的条件下,树脂达到流平和固化的状态;牢固的镶嵌在工件的表面上,达到保护工件的作用;2、铝材涂装工艺流程机械打磨—>脱脂—>除氧化膜—>铬化—>喷粉或液—>烘烤—>下挂—>全检—>包装—>入库1粉液体作业常见异常及处理办法现象造成原因纠正预防措施备注桔皮1、粉喷太厚;2、烤炉温度不匹配;3、粉质量太差1、调整喷枪吐出量2、调整温度3、改换粉质量液体喷涂时出皮时1、油漆性能配2、作业时有飞溅到工3、油漆粘度掉漆1、前处理太差2、温度不够,没烤干3、粉本身结合力不好1、加强前处理2、调整温度3、调整粉体质液体出现掉漆1、前处理不当2、温度不当量3、底漆和面漆差值太大; 露底1、粉体喷的太薄或没喷到2、机械前处理不彻底改换作业方式同前色差1、粉体本身2、作业方式不标准改换作业方式液体时;1、底漆和面漆本身;2、油漆粘度,喷涂厚度;流挂1、粉质量不好2、粉喷太厚改换作业方式调整枪距,调整吐出量;针孔1、前处理不好,工件上有油2、喷涂太薄1、调整前处理各工序处理时间,化验前处理各药液含量是否标准2、更换相关工序的水液体相同2品质标准参考项目品质标准测试依据颜色以样板为标准,色差小于依客户要求而定硬度大于2H GB6739-86耐冲击50kg/cm2 GB/T1732弯曲实验工件对折45度ASTMD522附着力百格ASTMD3002盐雾实验500小时抗蚀10年冷热实验冷,热各168次变性10年外观依客户要求依客户要求膜厚粉体80-120um,液体30-40um 抗变色10年耐沸水耐沸处理GB/T17748——————第五节,铝材化学镀一,化学镀原理化学镀是在无电流通过无外界动力时借助还原剂在同一溶液中发生的氧化还原作用,从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种镀覆方法;所以化学镀可以叙述为一种用以沉积金属的,可控制的,自催化的化学还原过程,其反应通式为:二,化学镀的特点随着工业的发展,化学镀己成为一种具有很大发展前途的工艺技术,同其它镀覆方法比较,化学镀具有如下特点:1 可以在由金属,半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属;2 无论零件的几何形状如何复杂,凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层;3 对于自催化的化学镀来说,可以获得较大厚度的镀层,甚至可以电铸;4 无需电流;5 镀层致密,孔隙少;6 镀层往往具有特殊的化学,机械性能;由于化学镀有很多的优点,因此化学镀越来越在工业,电子业界中发展速度较快;下面以化学镀镍为例做如下介绍:1化学镀镍由于用次磷酸钠作还原剂,因此一般获得的镀层为镍磷合金;依含磷量不同可以分为低磷1%-4% 中磷4%-10%和高磷10%-12%;从不同的PH 值的镀液中可获得不同含磷量的镀层,在PH=4-5 时,可获得中磷和高磷合金;从弱碱性液中PH=8-10 中可获得低磷和中磷合金;含磷在8%以上的NI-P 合金是非晶态镀层,因无晶界所以抗腐性能特别优良;通过热处理300-400 度变成非晶态与晶态的混合物时硬度可达HV=1150 ,化学镀热处理后硬度接近硬铬的硬度,是替代硬铬层的理想镀层,又是可在铝上施镀的好镀种可适合所有铝及铝合金产品,包括锻造,压铸,铝型材等;缺点:该镀种脆性大,但经热处理后的产品可塑性大大提高;一般经400 度以上的热处理四小时,其可塑性改善好多2铝材化学镀镍工艺流程:超声波除油—>除氧化膜—>第一次锌置换—>和化—>第二次锌置换—>化学镀镍—>钝化—>超声清洗—>烘烤—>全检—>包装3 不合格镀层的退除:钢,铝,铜,塑胶等化学镍退层均可用浓硝酸退除;但零件要经干燥后入槽,若带入水分将导致基体金属过腐蚀;工作温度在35 度以下;4 品质要求:a 、膜厚在5-30um区间b、盐雾实验达到24小时以上,达CNS标准9 级以上;c、通过60 度弯曲实验,无脱皮现象d 、外观无碰伤,刮伤,水迹等不良现象;e、膜层均匀,不能有雾状,白点,露镀现象三,常见异常处理异常现象可能产生的原因及纠正方法反应慢,沉积速度低1PH值低,用NH4OH调整2温度过低3次磷酸钠含量不足,分析补充镀液反应激烈,呈沸腾状,出现深灰色镍粉镀液自然分解的象征1装载量过大2温度过高或局部过热镀液掉入金属屑或固体粒子3次磷酸盐含量过高4PH值过高槽壁和槽底沉积有金属镍1局部温度过高2槽衬破损,显露基体金属,更换槽镀液中亚磷酸未达到额定含量而发生1PH值太高2络合剂不足,应给补充亚磷酸镍沉淀镀液被锌,铜等金属杂质污染,可用低电流密度处理,或适当镀层发暗补充次磷酸钠后用废件进行处理,直至镀层正常为好镀层有麻点氢气停留在零件上,可搅动槽液或抖动工件来避免1镀前处理不彻底镀层易剥落2温度波动太大——————第六节,镀层使用条件的分类及选用从防腐蚀的要求来看,表面处理的设计应做如下考虑:1 贵金属金,铂,含铬在18%以上的不锈钢,磁性合金材料,以及镍铜合金等,一般不需要再加防护层;2 碳钢,低合金钢和铸铁制造的零件,在大气中容易腐蚀,应加保护层;3 铜和铜合金制造的零件,根据不同的使用条件,采用光亮酸洗,钝化,电镀或涂漆保护等;用磷青铜或铍青铜制造的精密零件可以不进行表面处理;4 铝和铝合金制造的零件,可以采用阳极氧化和封闭处理;不适于阳极氧化的小零件,可采用化学氧化处理;铸造铝合金可采用涂漆防护;5 锌合金制造的零件,可以采用磷化,钝化,电镀或涂漆防护;——————第七节;铝材的电泳处理铝材的彩色电泳涂装是一种新颖的表面处理工艺;它采用电化学方法将有机树脂的胶体粒子沉积在零件上,形成透明或各种颜色的有机涂覆层;根据电泳漆中的树脂粒子电离后带电状况的不同,可分为阳极电泳树脂粒子电离后成负离子及阴极电泳树脂粒子电离后成正离子;电泳涂覆层的耐腐蚀性能极其优良能通过中性盐雾试验400 小时以上,抗变色性强;与基体金属的结合力好,可进行各种机械加工;涂覆层色彩鲜艳,根据用户的要求可以配制成各种颜色,常见的有金色,咖啡色,枪色,黑色等;与油漆比,施工性能好,对环境的污染和危害小;因此应用在汽车外壳及各种配件,自行车车把及配件,各种日用小五金配件,家具,工艺品等;由于阴极电泳比较先进,下面我们以阴极电泳作为我们介绍的主要课题;阴极电泳涂装是一复杂的电化学和胶体化学过程;电泳漆本身是一个胶体和悬浮体的多组分体系,存在着弥散相树脂,颜料微粒和连续相水二种组分;阴极电泳的四种过程:1、电泳带正电的水溶性树脂粒子及其吸附的颜料,向阴极移动;2、电沉积带正电的树脂粒子到达零件阴极表面放电,形成不溶于水的沉积层,经烘烤后形成漆膜;3、电渗水份从沉积层渗析而出,当含水量下降到5%-15%时,即可烘烤;4、电解水被直流电电解,放出氢气与氧,由于电解导致渗透力下降,影响漆膜外观,降低漆膜附着力,增加电耗,因此,减弱水的电解是很必要的;电泳的工艺流程:脱脂—>除氧化皮—>铬化—>电泳—>烘干—>包装现象产生原因纠正方法桔皮或表面粗糙电压过高溶液温度过高固体分过高极距太近烘烤加温太快PH 值过高降低电压降低温度稀释溶液加大极距压缩空气吹干后再烘烤用有机酸调整针孔或麻点固体分过低PH 值过低清洗水不干净溶液电导率太高膜厚太薄电镀表面针孔烘烤温度太快调整至工艺范围降低溶液酸度换清洗水超滤去掉杂质离子增加电泳电压或时间杜绝有针孔零件入槽压缩空气吹干后再烘烤火山口或油点工件上附有油渍槽液面有油渍加强除油工序防止槽液被油污染颗粒污染电压高,膜层厚加强循环过滤和超滤降低电泳电压和时间彩虹膜层太薄增加电泳电压颜色不符膜层太厚或太薄调配涂料时,颜色比例错溶剂太多,渗透能力差,膜层厚薄不均选择合适的工作电压和时间严格按工艺配方配制电泳漆调整溶剂含,使其符合工艺规范不规则图形前处理不彻底加强前处理工序硬度不够烘烤时间短或温度低严格按工艺规范进行涂装面点状或片状颜色差异零件有针孔或砂眼色料乳化搅拌不匀表面有水液水滴未干即烘烤电泳前水洗不彻底杜绝不合格工件下槽加强电泳漆搅拌用压缩空气吹干用压缩空气吹干加强入槽前零件的清洗五, 品质标准1外观无色差,桔皮,针孔,彩虹,碰伤,刮伤等其它异常2膜厚在 40-60um,盐雾试验 400 小时以上,过 CNS 标准的9级以上3膜层能过 60 度抗弯曲实验,无脱皮现象4百格试验和落球试验均能达到国标。
一、典型的铝及铝合金化学镀镍的工艺
铝零件除油浸蚀第一次浸锌硝酸退除第二次浸锌化学镀镍
二制程说明
1)除油
铝是一种活泼金属,与酸碱都能剧烈反应,因此相比钢铁基体铝的除油溶液碱性不能太强,以免对铝基体产生过度的腐蚀。
因此除油的配方中氢氧化钠的含量一般较低,以磷酸钠、硅酸钠和碳酸钠为主。
除油液中的硅酸钠对铝很好的作用,即使除油液温度较高,除油时间较长,铝的腐蚀也很小,因此可以用于零件精度较高的除油,但是含硅酸盐的碱液必须彻底清洗干净,否则,残留的硅酸盐在浸蚀时遇酸会生成不溶于水的、难以去除的硅酸膜,造成镀层结合力不强,除油最好先用热水清洗、再用冷水,而且应尽快清洗。
在除油的过程中,切忘高温碱液因增发而干结在零件上,从而导致零件腐蚀。
2)浸蚀
浸蚀是前处理中重要的工序。
其目的是为了进一步去除铝表面的缺陷,并从铝合金表面去除各种合金元素和杂质,形成均匀的铝表面,为后一道工序提供良好的底材。
铝合金中含有铜、镁、硅、锰和锌等合金元素。
如果不能去除干净,在这些合金成份上不能直接化学镀镍,容易产生结合力不强或针孔。
浸蚀可以用碱浸蚀或酸浸湿。
用酸浸蚀对铝的腐蚀小,不仅不可保证表面的光洁度,而且由于合金元素去除较彻底,所达的结合里较高。
酸性浸蚀的腐蚀远低于碱性浸蚀,由于合金的腐蚀一般驶电化学腐蚀,合金元素与铝元素基体形成原电池,浸蚀发生在合金元素的周围,当浸蚀严重时容易产生毛细孔洞,这种空洞进入的溶液很难清洗,当溶液进入化学镍溶液时,空洞中的脏污会慢慢溢出,轻则造成镀层粗糙,重则引发针孔起泡。
对于有些合金采取碱性浸蚀的效果更好。
另外对于表面光洁较差或者经加工车削后有螺纹的零件,碱性浸蚀有助于去除化学镍难以完整覆盖的毛刺和锐边。
此外,碱性浸蚀有助于在氧化严重的铸件上获得更薄、更均匀的去除氧化膜的新鲜表面。
3)第一次浸锌
化学镀镍时,铝的表面有一层致密的氧化膜,这层膜大约有5~20um,不去除它就很难形成很的镀层。
就氧化层本身来说,去除并不困难,问题是在去除氧化膜后的表面与空气接触的表面会迅速形成氧化膜,浸锌的目的一方面是去除这层氧化膜,另一方面是去除氧化膜的同时再铝的表面形成锌的置换层,起阻挡作用,使去除了氧化膜的表面与大气隔绝,免受氧化。
浸锌溶液多为强碱溶液,是将氧化锌溶解在浓的氢氧化钠的溶液中,生成锌酸钠:
2NaOH+ZnO==Na2ZnO2+H2O
当铝零件浸入这一零件时,表面的氧化层会被强碱溶解
Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O
暴露出来的铝会与锌酸钠反应,发生如下置换反应:
2Al+3ZnO22-+2H2O==3Zn+2AlO2-+4OH-
浸锌溶液的配合中加入少量的金属盐,是为了与置换了的锌产生合金化作用,改变锌层的晶体学结构,获得细小的晶粒。
更重要的是可以改善锌层与各种铝合金的结合力。
浸锌在室温下进行,第一次浸锌一般为30~50s。
浸锌以后,原来白色的表面被一层均匀的灰色锌层所代替。
硝酸退除
第一次浸锌获得的锌层一般比较粗糙,覆盖不完全,而且浸锌时对基体的腐蚀可能又使合金加杂物暴露出来。
为了得到较均匀的浸锌层,一般要用体积比为1:1的硝酸退出,进行第二次浸锌。
5)第二次浸锌
经过硝酸退除,进一步纯化了铝的基体,露出更均匀的富铝表面。
第二次浸锌就可以获得更好更薄更均匀更致密的浸锌层。
第二次浸锌层如果发现色泽不均匀或色斑,需要重新退除,再浸锌。
第二次浸锌与第一次相同,也可以是同一缸,但浸锌的时间更短,一般15~20s。
浸锌后的锌酸盐溶液是碱性很强的溶液,对铝有相当强的腐蚀作用。
浸锌的时候首先溶解掉铝表面的氧化膜,进而又腐蚀晶界处和合金元素周围的容易形成如浸蚀一节所述的毛细孔洞,成为镀层与基体结合的隐患。
因此,浸锌与除油、浸蚀一样,十分之一不使铝基体产生腐蚀。
为了避免出现腐蚀,对于像计算机那样的表面质量要求很高,镀层不允许出现缺陷的场合,可以采用酸性浸锌法来替代碱性浸锌,酸性浸锌与前述的酸性浸蚀一样,对铝基体的腐蚀要小的多,也用两次浸锌,但第一次浸锌退除不用硝酸,而用氧化性弱酸容液,因为硝酸盐带入会沾污酸性浸锌溶液,造成结合力问题,第二次浸锌的时间也比第一次浸锌的时间要短,但两次浸锌的时间都比相应得碱性锌酸盐浸锌的长,而对铝的浸蚀仍很小。
这样的处理使形成毛细腐蚀孔的几率大大减小,针对和镀层起瘤的基本消除。
还有一种类似锌酸盐的处理方法,即锡酸盐浸锡法。
两种的配方原理相同,某些研究表明,浸锡法对某些铝合金特别有效。
6)碱性化学镀镍
工业上普遍采用ph值为4.2~5的酸性化学镍溶液。
当经浸锌处理的铝零件浸入这种溶液时候,锌层会迅速溶解,这一结果会带来两个不利的影响,锌层迅速溶解会使铝材失去保护作用,仍会产生结合力不良的问题,对于老化的镀液,这一问题尤为突出。
老化液中积累了各种副产物,使镀液的离子浓度不断提高,加速了对锌层的溶解,另一个不利的影响是:浸锌层溶解进入溶液,会沾污镀液,使镀液的寿命缩短。
超过一定范围,镀层与基体的结合力就会得不到保证,碱性化学镀镍就是经过浸锌处理的零件先在碱性化学镀镍中与镀镍。
由于锌在这种碱性介质中的腐蚀速率较小,由于置换反应覆盖一层极薄的镍后(0.5um),再进入酸性化学镀镍的溶液时与镀液接触的阻挡层不是锌层,而是不会在酸性镀液中溶解的,可以引发化学镀镍的镍层,这种镍层既引发保证锌层不被过度腐蚀,保护了去除氧化膜新鲜铝表面,从而保证了镀液的结合质量,同时又可避免锌层溶解到酸性镍裕中,延长了镀液的使用的时间,事实证明,采用这一步骤可以显著减少镀层的缺陷,改善结合力,所谓两种阻挡层纸、指的就是浸锌层和预镀镍层。
由于碱性化学镀镍的镀层厚度仅为0.5um左右,故不可经常补充调换。
但每次使用之后溶液需要过滤,并在下一次使用前重新调整ph值。
7)烘烤
为了去除化学镀镍时吸附的氢气,并释放镀层中存在的应力,提高度层和基体的结合力,化学镀镍后的铝零件需要进行烘烤处理,一般在130~150℃保温1~1.5h.。