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锌及铝合金电镀的经验
来源:宏力环境 时间:2020-8-6

锌及铝合金电镀的经验

   

一、挂具

    对于铝合金电镀来讲,挂具是先决条件,特别是大件,要保证足够大的接触面积,以保证导电良好,不要用镀过铜的挂具,因为金属铜在除垢液中发生化学溶解而污染除垢液,铝件在被铜污染的除垢液会产生麻点和起泡。

二、碱蚀

    在保障去油、去蜡清洗干净的前提下,对于型材铝合金来说,碱蚀的浓度、温度、时间控制至关重要,由于铝在氢氧化钠中优先溶解,易发生过度腐蚀和碱蚀不匀现象,特别要控制好碱蚀后到水洗的空置时间。所以说这就是铝合金很难成为自动生产线的真正原因之一。

三、酸蚀(除垢)

    由于铝合金是由铜、铁、镁、硅等成份组成,通常不与碱液发生反应,所以通过酸蚀(除垢)工艺除掉这些氧化物,使表面裸露出洁净金属基体。酸蚀(除垢)液首先绝对不允许有大量的水分带入,否则很难控制产品质量,一定要控制温度、浓度和时间这三个要素。

    首先是温度,宜控制在25℃左右,过低应适当延长除垢时间,过高则应缩短时间,夏季往往是铝合金起泡的高发期,所以在夏天一定要有冷冻降温设备。

    其次是浓度,一般分别以50%磷酸、25%硝酸、0-5%氢氟酸和20-25%除垢剂按体积比例混合,严禁不加水。

    后是时间,型材铝除垢时间适当长些,宜控制在2-3分钟,而压铸铝宜控制在0.5-1分钟。

    对于含镁较高的铝合金在除垢之前以下工艺,才能获得结合力良好的镀层。以下浸蚀工艺为:硫酸15%vol,时间2-5分钟,温度80℃。以下除垢工艺为:硝酸50%,温度15-25℃,时间1-2分钟,再沉锌。

四、沉锌

    铝合金件浸镀过渡金属层,例浸锌、锡、镍金属,才能获得结合力良好的镀层,目前大多应用于大量生产的以沉锌为多,以二次沉锌工艺占主导,沉锌一般由市售、自配各占半壁江山,自配的以传统锌酸络合盐为基础,再加入铁、镍、铜与有机络合剂,即成了四元合金沉锌液,自配成本相应较低些,沉锌液的维护与管理需要注意以下几点:

    沉锌液温度:沉锌好维持15-25℃之间,过高由于锌等金属置换过快,等到灰黑疏松、粗糙,甚至海绵状的置换层,这种锌置换层结合力很差。而温度较低时,沉锌液反应比较温和,锌等合金析出量少,锌等合金置换层均匀致密,耐蚀性能和基体的结合力大有提高,所以很多厂家总抱怨夏天铝件总爱起泡,其实铝合金电镀,夏天冷冻机是不可缺少的设备。

    沉锌时间:沉锌时间与沉锌液温度、浓度成反比(特别是金属离子的浓度),在沉锌液温度15-25℃,浓度20οBe’时,沉锌时间第一次1分钟左右,第二次30秒之间,过长会变得粗糙多孔,致密性、均匀性降低,影响后续工序。

    严格控制好沉锌的浓度,特别是碱与锌的综合比一般NaOH与Zn佳比值为10-12:1。当碱与锌比值过高时,置换出的锌合金结晶细致,但在铝合金表面沉积速度缓慢,对铝表面溶解速度加快,电镀后易产生麻点,当NaOH对Zn比值过低时,在沉锌液中浸3-5秒,就会置换灰黑色的锌合金属,这种置换层粗糙多孔,致密性差,电镀中途就会发现起泡,一般小型电镀厂沉锌液是市售的,没有分析条件,浓度完全靠婆美表测定,据本人经验得出,低于15οBe’,有的会出现起泡现象,高于25οBe’,溶液粘度大带出损耗大,应缩减沉锌时间,当然应考虑沉锌液老化程度,比如,铝在沉锌液中会有溶解,随其铝溶解量的增加,溶液婆美度也随之上升,所以会产生误区,如果带出量很少的话,应及时更换部分老液,适当补充新液。

五、脱锌

    关于脱锌,通过各种实验证明,毋庸置疑不管型材铝还是压铸铝,电镀后结合力二次沉锌总要比一次沉锌好。常用的方法用1:1的硝酸脱锌,注意;用硝酸脱锌,当工作液有明显呈兰色或铝表面挂灰明显增加并有粗糙感觉时,建议更换。

六、预镀层

    铝合金电镀要求有一层结晶细致,厚度均匀,无孔隙的过渡镀层,避免在电镀酸铜被腐蚀而起泡。

    2009年3月鲍承平和杨华祥两位老师发表的HEDP无氰镀铜工艺,取代了铝合金通常用昂贵的预镀镍工艺,这是铝合金电镀的一次革命,值得推广。

    预镀镍

    由于目前铝合金普遍采用瓦特镀镍液为基础的预镀镍工艺,作为过渡层,所以一向被人们所接受。但其大的缺点就是:镀液易被铝、锌、铁等金属杂质所污染,经常需要电解或化学方法予以净化,才能保证预镀层的质量。

    中性镍:由于中性镍PH值近中性,对工件腐蚀很少,即使少量Zn溶解,因柠檬酸会隐蔽Zn2+,不影响镀层。

    本人认为先镀中性镍作为预镀层,再有瓦特镍镀镍加厚,这样不但可以缩短预镀时间,减少金属杂质污染,并且可使预镀层更细致,紧密无孔隙,以保证铝合金表面结合力耐蚀性进一步提高,特别适用于汽车等高防腐耐用消费品。

  

  

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