锌合金压铸件化学镀镍

文章编号:　1001-227X(2000)04-0060-02经验介绍锌合金压铸件滚镀镍工艺方孝春(宁波韵强精机有限公司,浙江宁波315040)中图分类号:T Q153112 文献标识码:BB arrel nickel plating process for zinc alloy die castingsFANG X iao-chun(Y unqing Precise Machinery C O.,Ltd,Ningbo315040,China)1　概述 锌合金压铸件滚镀镍工艺最易出现的质量问题为起泡和发黑,针对起泡现象,笔者根据实际生产情况结合金相显微镜剖析,基体粗糙多孔而引起的起泡,呈不规则形状,并且出现的部位相似,可以采用氰化镀黄铜为预镀底层;而镀前处理不良和电镀时工艺维护不当引起的起泡,呈半圆球形状,随意分布。

采用振动除油工序代替以往的化学除油工序。

实践表明:工件经过30～60 min的振动除油后,工件的表面洁净度和光泽度都得到了显著提高。

其后的酸洗活化工序增加了工件表面的腐蚀微孔,强化了工件的表面活性;从而确保基体与镀层间良好的结合力及减少起泡的发生。

镍层发黑原因多为底层过薄,基体腐蚀或镀镍工艺维护不当所致。

　收稿日期:2000-05-152　工艺流程锌合金压铸件,滚镀工艺流程:来料检验→振动除油(室温)→清水洗→酸洗活化→清水洗→氰化镀黄铜→回收→清水洗→氰化镀亮铜→回收→清水洗→中和活化→清水洗→光亮镀镍→回收→清水洗→钝化→清水洗→甩干→检验包装对于小型锌合金压铸件,可省略上述步骤中的氰化镀黄铜工序。

3　电镀工艺从电镀生产成本和质量,镀液的适用性和优良性考虑笔者对不同工艺经过反复比较试验、筛选确定以氰化镀液为底镀层的工艺。

现将镀液配方及操作条件介绍如下: 311　氰化镀黄铜氰化亚铜23～28g/L氰化锌6～8g/L・6・　Aug.2000 E lectroplating　&　Finishing V ol.19N o.4氰化钠(游离)8～12g/L酒石酸钾钠10～20g/L碳酸钠5～15g/L温度20～35℃pH9～11D k012～018A/dm2 312　氰化镀亮铜氰化亚铜45～55g/L氰化钠(游离)15～20g/L氢氧化钠5～15g/L酒石酸钾钠15～25g/L碳酸钠5～30g/L光亮剂适量温度45～55℃D k014～018A/dm2 313　光亮镀镍硫酸镍220～320g/L氯化镍40～60g/L硼酸40～50g/L温度45～60℃pH410～418D k014～018A/dm2(上接第58页)这样才经得起检验呀。

锌合金直上镍工艺与镀液配方
锌合金直上镍工艺
锌合金压铸件材质的化学特性与表面形态及其结构，决定着电镀工艺、操作技巧，甚至工序内清洗，空中停留时间都有严格要求，否则便会影响电镀质量，传统使用氰化碱铜作打底层，但氰化物为巨毒，代替氰化碱铜
目前最佳工艺为镀中性镍
２.工艺工艺流程毛坯检验→磨抛光→化学除油→热水洗→冷水洗→阴极电解除油→热水洗→冷水洗→弱浸蚀→冷水洗→柠檬酸钠溶液浸洗→镀中性镍→回收洗→清洗→镀亮镍→回收洗→清洗→活化→水洗→镀装饰铬→回收洗→水洗→热水烫洗
2.1预镀中性镍
.2.1.1浸活化液:
Na3C6H5O7.2H2O 30~50g/L
浸洗时间 20~30s
2.1.2中性镍配方组成
NiSO4.7H2O 90~100g/L
Na3C6H5O7.2H2O 110~130g/L
N(CH2CH2OH)3 8~12ml/L
NaCl 25~35g/L
H3BO3 25~35g/L
MgSO4.7H2O 20~35g/L
LJ-216中性镀镍光剂 A 3.5~4.5ml/L
LJ-216中性镀镍光剂 B 8~12ml/L
LJ-216促进剂 55g/L
pH 6.8~7.5
t 25~45OC。

开题报告题目：铸造Mg-8.5Al-1Zn合金磁控溅射-有机涂层工艺的研究2013年11月23日参考文献[1]曾荣昌,柯伟,徐永波.Mg合金的最新发展及应用前景[J].金属学报,2001, (37)7:673-685.[2]张永君,严川伟,王福会,曹楚南.镁的应用及其腐蚀与防护[J].材料保护. 2010(04).[3]吴振宁,李培杰,刘树勋,曾大本.镁合金腐蚀问题研究现状[J].铸造. 2010(10).[4]李云奇.真空镀膜技术与设备[M].辽宁:东北工学院出版社,1992:80.[5]田民波,刘德令.薄膜科学与技术手册[M].北京:机械工业出版社,1991,263-321.[6]汪泓宏,田民波.离子束表面强化[M].北京:机械工业出版社,2008,17-21.[7]吴忠.薄膜材料制备原理技术及应用[M].北京:冶金工业出版社,2003,55-62.[8] L. Smith, Thin film deposition[M]. New York: Mc Graw-Hill Inc., 2008, 63-118.[9]郭洪飞,安茂忠.镁及镁合金电镀与化学镀[J].电镀与环保,2004,24(2):1-5．[10]宋仁国,何望昭.AM50镁合金表面Nafion/DMSO有机涂层耐蚀性能的研究[C].第六届全国表面工程学术会议论文集.湖北:中国机械工程学会表面工程分会,2006:144．[11]宋仁国,郑晓华,杨芳儿,等.镁表面Nafion/聚吡咯与Nafion/二甲基亚砜有机涂层耐蚀性能的研究[J].材料保护,2007,40(1):1-2．[12]陈宝洁.离子镀及溅射技术[M].北京:国防工业出版社,2009,47-66.[13]ordike B L, Ebert T. Magnesium properties-applications-potential [J]. Materials Science andEngineering. 2001, A302: 37-45.[14]ills J E. Surface engineering of magnesium alloys. In: ASM Handbook, V ol.5 (Surfaceengineering) [M]. Ohio: ASM International, 2006.[15]潘应君,陈淑花,周青春等.TIN/AlN纳米多层周期结构薄膜的制备及耐蚀性能[J].材料保护,2007,40(9):39-42.。

锌合金压铸件电镀层起泡成因与消除对策摘要：锌具有优异的机械性能，耐腐蚀性好，化学性质稳定。

在电子工业、航空制造等行业中广泛使用。

但由于特殊的铸造工艺（高频高压、低压下凝固）而制冷导致了金属表面产生起泡，起泡问题的出现直接影响整个产品的质量。

为此，本文分析锌合金压铸件生产工艺及电镀层起泡的基本情况，根据锌合金压铸件电镀层起泡成因分别从电镀原料及精炼、压铸模具和电镀阶段造成的起泡原因分析，希望帮助生产企业明确消除对策，保障铸件质量。

关键词：锌合金压铸件；电镀层；起泡；原因。

锌具有良好的耐腐蚀性，机械性能好，化学性质稳定，优良的高温固化作用和高熔点。

但是在室温下不能完全溶解于金属基体中。

因此对于铝合金材料来说恰当合理地施加合适电镀工艺是非常必要且有意义地利用其优异特性来实现合金压铸件生产过程轻量化、节约资源与保护环境友好型产品制造方法之一。

1锌合金压铸件生产工艺及电镀层起泡根据锌合金压铸件生产工艺路程来看，其包括线外除蜡、超声波除蜡、热水洗、化学除油、阴极电解除油、焦磷酸盐镀亮铜、酸活化、硫酸盐镀半光亮镍、镍封、铬还原、超声波洗净、酸中和、热纯水洗以及烘干、包装等多道工序[1]。

在锌合金压铸件生产阶段，针对电镀层起泡原因来说，由于生产过程中锌合金压铸所用的原料成本以及回收料比例不合理、实际的精炼效果相对较差、压铸模具以及压铸工艺不合理等，在材料以及工艺的影响下，都可能在锌合金压铸件电镀的过程中出现起泡的异常情况。

要确保锌合金压铸件生产质量，则需要针对生产过程中的多个节点检测，重点是做好锌合金压铸前的状态检测，了解电镀层的覆盖和致密度。

从锌合金压铸件电镀层起泡的具体原因来看，主要有以下几种可能：其一，原料问题。

其中主要是锌锭+回收料比例严重偏差，导致电镀层起泡；其二，熔炼阶段，新老料比例不协调、精炼程度不高、含有的杂质量超标（Pb、Cd）、合金元素含量超标，从而导致电镀层在熔炼阶段出现起泡现象[2]；其三，压铸阶段，一方面是由于压铸工艺参数设计不合理，另一方面则是模具设计不合理，导致压铸阶段锌合金压铸件出现起泡情况；其四，镀前处理阶段，除蜡、除油不及时，抛光过热麻点不充足，抛光厚度与光洁度达不到需求，打破厚度也不达标，从而导致起泡出现；其五，镀铜阶段，镀酸铜、镀焦铜、镀氰铜、冲击镀铜、浸氰化亚铜、活化处理不到位，带着电镀层容易出现起泡[3]；其六，镀镍阶段，镍封、亮镍、高硫镍、中性镀镍、暗镍、冲击镍以及酸活化未处理到位，导致起泡；其七，镀铬阶段，铬还原不及时、镀铬不合理、酸活化处理不到位，导致起泡问题出现。

化学镍常识介绍一般将化学镍按照磷含量分为高磷（磷含量10-12%），中磷（磷含量7-9%）低磷（磷含量3-6%）三种，其物理化学性质为耐蚀性对于钢铁基体，化学镍层属于阴极性镀层，若要达到防护的作用，那么就要做到镀层无孔隙。

但不同的底材达到无孔隙的厚度是不一样的。

比如光滑致密的铁基体，5个微米的镀层基本就无孔隙了，但是压铸件，基本要做25微米以上才能做到无孔隙，同样的镀层厚度，耐蚀性和磷含量有关。

一般高磷好于中磷，含有硫化物的镀液的镀层耐蚀性较差，镀层的后处理对耐蚀性影响也很大。

钝化处理好的钝化处理也有很大的帮助：现在市场有两种后处理：一种是防锈油类的（有的溶于水，有的直接使用），优点是耐蚀性好，能提高数小时。

缺点是不能水洗，表面有油性。

小件还好，大件外观很差。

另一种是水溶性的。

刚好和油性相反，不影响外观，但是耐蚀性不好。

硬度与耐磨性E不同磷含量的化学镍镀层其镀态硬度和热处理后的硬度有很大的不同，磷含量越低的镀层，其镀态硬度越高。

但经过适当的热处理（最佳345-400度，1H），各种磷含量的镀层硬度都急剧升高到一个很高的范围（HV 850-950）。

这基本达到了硬铬的硬度，因此很多地方正逐步取代硬铬。

为了使工件不变色，热处理应在惰性气体的保护下进行。

有时我们为了提高硬度，又不想影响基体的硬度，那么就要选用较低的问题，热处理较长的时间来实现。

磷含量不同，热处理的影响也不同：低磷的热处理后达到最高硬度后，继续热处理，其硬度会下降，而高磷则不会。

有时我们既要求硬度，又要求耐蚀，那么我们就采用高磷的镀层，然后在250-270度下保温5-8小时，硬度达到850-900，这样就能兼顾了。

延展性化学镍层延展性差，伸长率低，脆性大，不抗冲击。

磷含量越高，延展性性稍好。

热处理化学镀镍层的硬度可通过热处理进行调整，组织仍为非晶状，使底层含量分布趋于均匀，且从基体就开始有少量的磷，使底层与镀层的结合力更好，组织更均匀细小，弥散度提高，镀层表面的光洁度、镀层的耐蚀性、耐磨性均有所提高。

开题报告题目：铸造Mg-8.5Al-1Zn合金微弧氧化-化学镀镍工艺的研究参考文献[1] 陈晋日,金刚,胡波年.铝镁合金化学镀镍机理与工艺的研究[D].化学化工学院.2012.33(1):26-41.[2] 王明,邵忠财.镁合金表面处理技术的研究进展[J].沈阳理工大学.2013.36(1):46-51.[3] P.Kurze,W.Krysmann.J.P.Schreckenbach.Coloured ANOF layers on alumilium[J].Cryst.Res.Technol.2011.22(1):53-59.[4] 刘志远,邵忠财.镁合金微弧氧化及氧化膜上化学镀镍的研究[D].沈阳理工大学硕士论.2008.5-8.[5] 张文华,胡正前,马晋.俄罗斯微弧氧化技术研究进展[J].轻合金加工技术.2009.32(1):25.[6] 曾立云,杨世伟. AZ91D镁合金微弧氧化及其化学镀镍的研究[D].哈尔滨工程大学硕士论文.2009.14-17.[7] 杜广建.铝合金微弧氧化装饰/耐磨多功能涂层制备工艺研究[D].武汉理工大学士学士论文.2010.10-12[8] 蒋百灵,张先锋,朱静,等.铝、镁合金微弧氧化技术研究现状和产业化前景[J].金属热处理.2008.29 (1):27-28.[9] Hongfei Guo,Maozhong An,Shen Xu.Formation of oxygen Bubbles and its influence oncurrent efficiency in micro-arc Oxidation process of AZ91D magnesium alloy [J]. Thin Solid Films.2011.485(1-2):53—58.[10] 张群.微弧氧化技术在铝制缸体内表面耐磨处理中的应用[D].西安理工大学硕士学位论文.2010.33-37.[11] 李颂,刘海峰等.AZ91压铸镁合金在六偏磷酸盐体系中的微弧氧化工艺[J].吉林大学学报(工学版).2010.36(1):46-51.[12] A.K.Sharma.M.R.Suresh,H.Bhojraj,etc.Eletroless Nickel Plating on Magnesium Alley.MetalFinishing.2009.96(3):10-18.[13] W.A.Fairweather.Electeoless Nickel Plating of magnesium. Transactions of InternationalMetal Finishing.2009.75(3):113-117.[14] 向阳辉,胡文彬,沈彬等.镁合金直接化学镀镍活化表面状态对镀速的影响.电镀与环保.2010.20(2):21-23.[15] 向阳辉,胡文彬,沈彬等.镁合金化学镀镍的初期沉积机制.上海交通大学学报.2010.34(12):1638-1644.[16] 向阳辉,刘新亮,胡文彬等.镁合金化学镀镍的磷含量控制.电镀与环保.2010,21:25-27.。

锌合金压铸件表面处理和调整：锌合金压铸件（含铝约4%的锌合金材科)具有精度高、加工过程无切割或少切割、密度小、有一定机械强度等优点。

因此在工业:对受力不大、形状复杂的结构和装饰零什，广泛采用锌合金压铸件。

锌合金容易被腐蚀，故常采用电镀层作为防护层或防护装饰层，电镀前需要进行预镀铜。

其表面调整工艺由活化和预镀组成。

锌合金压铸件经磨光，抛光，除油后，表面有一层极薄的氧化模。

为保证镀层的结合强度，通常选用1%--3%的氮氟酸溶液，浸渍活化3-5s。

当表面呈现均匀小泡或微变色时，马上出槽清洗。

还可以采用15一20m1./I.的氟硼酸溶液腐蚀活化处理3一5s.活化后的工件即可进行氰化预镀铜。

为保证形状复杂的锌合金压铸零件有良好的电镀分散能力和覆盖能力，并防止锌与电镀液中电位较正的金属离子发生置换反应，影响镀层的结合力，锌合金压铸零件应带电下槽，入槽后采用2--3A,%d㎡大电流冲击电镀1一3min,以便很快镀覆一层完整而孔隙较少的致密铜展。

然后恢复正常电流密度,采用阴极移动电沉积铜时，可获得结晶细致、平滑的铜镀层。

预镀铜底层的厚度应不少于5u m,最好8--1C u m以上。

预镀铜太薄，在后绞进行酸性镀铜或镀镍时不足以阻止溶液对锌合金的浸蚀，此外预镀铜越薄，铜向锌合金的扩散越快，因表面镀层与锌合金基体的电位差而引起的电化学腐蚀也超严重。

形状不太复杂的锌合金压铸件也可以采用中性镍镀液预镀。

铝合金压铸件表面处理和调整：在铝及铝合金上电渡时:a.铝及铝合金极易生成氧化膜，严重形响镀层的结合力;b.铝的电极电位很负，浸入电镀液时容易与具有较正电位的金属离子发生置换，影响镀层结合力c.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圈内进行电镀，也将引起较大的应力。

从而使结合力不牢；d.铝是两性金属，能溶丁酸和碱，在酸性和碱性电镀液中都不稳定;e.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间的结合力。

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。

锌合金压铸电镀的技术要素锌合金压铸电镀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，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。

电镀的要素：
1.阴极：被镀物，指各种接插件端子。

2.阳极：若是可溶性阳极，则为欲镀金属。

若是不可溶性阳极，大部分为贵金属(白金，氧化铱).
3.电镀药水：含有欲镀金属离子的电镀药水。

4.电镀槽：可承受，储存电镀药水的槽体，一般考虑强度，耐蚀，耐温等因素。

5.整流器：提供直流电源的设备。

电镀的目的:电镀除了要求美观外，依各种电镀需求而有不同的目的。

1.镀铜：打底用，增进电镀层附着能力，及抗蚀能力。

2.镀镍：打底用或做外观，增进抗蚀能力及耐磨能力,(其中化学镍为现代工艺中耐磨能力超过镀铬)
3.镀金：改善导电接触阻抗，增进信号传输。

4.镀钯镍：改善导电接触阻抗，增进信号传输，耐磨性比金佳。

5.镀锡铅：增进焊接能力，快被其他替物取代(因含铅现大部分改为镀亮锡及雾锡)。

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。

锌合金镀镍的寿命主要取决于镀层的厚度和环境条件。

一般来说，在室内环境下，如果镀层厚度足够且维护得当，锌合金镀镍的寿命可以长达10年甚至更久。

然而，如果暴露在户外环境下，锌合金镀镍的寿命会大大缩短。

这是因为在户外环境下，镀层容易受到紫外线和各种环境因素（如氧化、腐蚀等）的影响。

这些因素会导致镀层逐渐剥落和降解，从而使锌合金的表面裸露出来并发生腐蚀。

为了延长锌合金镀镍的寿命，需要采取一系列的维护措施，如定期清洁和防锈处理，以及在必要时进行重新涂装。

此外，选择优质的镀层材料和涂装方法也是提高锌合金镀镍寿命的重要因素。

总的来说，锌合金镀镍的寿命取决于多个因素，包括环境条件、镀层厚度、维护方式等。

为了确保其寿命尽可能长，需要进行适当的维护和采取一些防护措施。