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1、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
2、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
3、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520um，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
4、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3050s。浸锌以后
5、，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1520s。 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
6、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
7、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4.25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
8、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130150保温11.5h.
