锌、铝、镁、钛合金压铸件表面如何处理和调整

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1、锌合金压铸件表面处理和调整：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

2、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 5um,最好 8-1Cum 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

3、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：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。为在铝及铝合金表曲上得

4、到结合力良好的电镀层，需要讲行特殊的表面调整，制取一 层 过渡金属层或能导电的多孔性化学膜层，以保证随后的电镀层有良好的结合力。日前常用 的 方法有两种：先化学浸锌，然后电镀其他金属，先进行阳极氧化处理，再电镀其他金属。(1)化学浸锌该法是将铝和铝合金制件浸入强碱性的锌酸盐溶液中，在清除铝表面氧化膜的同时， 置换出一层致密而附着力良好的沉积锌层。这层沉枳锌层一方面可防止铝的再氧化，另一方 面 改变了铝的电极电位，在锌的表面电镀要比铝表面电镀容易得多，使铝和铝合金的电镀获 得 满意的结合力。化学浸锌原理：当铝和铝合金浸人强碱性的锌酸盐溶液时，界面上发生氧化还原反应，即铝氧化膜和铝的溶解以及锌的沉

5、积。Al2O3+2NaOH2NaAIO2+H2O2A1+2NaOH+2H2O2NaAIO2+3H22A1+3ZnO2+2H2O3Zn+2A1O2+4OH 在浸锌溶液中锌以配合物形式存在，析出电位变负，置换反应进行得缓慢而均匀。而由 于氢在锌上有较高的过电位，所以析氢反应受到强烈的抑制，使铝基体不会受到严重的腐 蚀，这样有利于置换反应，从而获得均匀致密的锌沉积层。浸镜工艺一般采用两次浸锌，第一次浸锌时，首先熔解氧化膜而发生置换反应，获得 的 锌层粗糙多孔，附着力不佳，同时难免还有少量氧化膜残留。第一次浸锌层需要在 1：1 硝 酸溶液中除去，使铝表面呈现均匀细致的活化状态，然后第二次浸锌以获得薄而

6、均匀细致、结合力强的锌层。浸锌层以呈米黄色为佳，两次浸锌可以在同一浸锌溶液中进行，也可先 在 浓溶液后在稀溶液中进行。在浸锌溶液中，氢氧化钠锌的络合剂，通过控制其与气化锌的相对含量，可以控制置 换反应以比较缓慢的速度进行，从而改善镀层结构使结晶细致均匀。化学浸锌溶液中，氢 氧 化钠：锌一般为(5-6)：1，但铝铜合金则比例提高到(6-1O)：1。在浸锌溶液中，除了氢 氧化钠和氧化锌外添加少最其他物质，其目的在改改善浸锌层的结构，提高浸锌层与基体 的结合力。加入少量的 FeC13:时，Fe3 +与 Al 发生置换反应，使沉积的锌层含有少量铁，加 人酒石酸钾钠时，可防止 Fe3 十在碱性溶液中沉淀

7、，通讨控制它们的加入量可调节锌层中铁 的含里。溶液中引入 F一可对铝硅合金起活化作用。化学浸锌时的挂具不能用铜和铜合金，以防止们与铝或铝合金接触置换，应把钢丝或铜 或铜合金镀镍后进行化学浸锌。(2)阳极氧化处理阳极氧化处理是指在铝与铝合金表面上生成一层阳极氧化膜。这层氧化膜孔隙多，孔 径 大，具有良好的导电性，与基体结合力强。电镀时，金属粒子沉积在膜孔隙中，提高镀层 的 结合力。阳极氧化可在多种溶液中进行，与其他阳极氧化工艺所得到的氧化膜相比。磷酸氧化 膜 皇现比较均匀的粗粉度。具有超微观均匀的凹凸结构、最大的孔径和最小的电阻，若在此 表 面上沉积金属，则晶核形成多，镀层均匀细致，附着力好。因

8、此，磷酸阳氧气化处理是最适 合为电镀打底层的阳极氧化处理工艺。常用的磷酸阳氧化的工艺规范如下:确酸 (H3 PO4) 300-5OOg / dm2；电压 20-40V；温度 2535oC。氧化时间 10-15min；阳极电流密 度 I -2A/dm2。氧化膜的孔隙率随磷酸含量的增加和温度的升高而增大，随电流密度的降低而减少， 氧 化膜的厚度随磷酸浓度的增加而降低。膜的厚度只需 3um 左右即可，由于氧化膜极薄，在 以后的电镀时，不宜采用强酸或强碱性电镀液，一般电镀的 PH 值应在 5 一 8。阳极气化时 要不断搅拌溶液，以防止局部温度过高，铝及铝合金零件阳极氧化后经稀氢氟酸溶液(0. 5- 1

9、. 0mL/L)活化，清洗后立即进行电镀。镁合金压铸件表面处理和调整镁合金压铸件表面处理和调整镁合金具有轻质耐用、减振、比强度高、易于回收再利用、价格低廉的特点，被广泛使 用于军工、汽车、摩托车、飞机、手机、电脑、五金机电等工亚产品中，在镁合金上电镀 适 当的金属可以改善其导电性、焊接性、耐磨性、抗腐蚀性，提高外观装饰性。由于镁的化 学 活性和对氧的亲和力很高，表面很映形成氧化模，因此，镁及镁合金在电镀前必须对其表 面 进行特殊的预处理，才能保证镀层与基体良好的结合。实际应用较广的有两种预处理方法：浸锌法和化学镀镍法。(1)浸锌法浸锌法是镁合金镀前处那的典型工艺，具有较好的镀层结合强度，对锻造

10、和铸造镁合 金 均适用。浸锌法的工艺流程为：除油，水洗，浸蚀，水洗活化水洗，浸锌，水洗，预度 铜。浸锌溶液含有锌盐、焦磷胶盐、氟化物和少里碳酸盐。经浸锌处理后，在镁及钱合金 表 面形成一层置换锌层。浸锌的工艺规范如下：硫酸锌( ZnSO4-7H2O)30g/L；碳酸钠(Na3CO3) 5g/L；焦磷酸钠(Na4P2O7)120g/L； p11 10.2-10.4；氟化钠(NaF)或氟化锂(LiF)3-5g/L；温 度 80OC；时间 3-10min. 溶液中最好选用氟化锂，因为其含量任在 3g/L，时已达到饱和，使用时将过量的氟化 锂装入尼龙袋后放人槽中，可自行调节含量。对于某此镁合金需要进行

11、二次浸锌，才能获 得良好的置换锌层。为保证镀层具有良好的结合力，经浸锌后的镁合金零件还需要预镀铜， 预镀铜后，经水洗放可电镀其他金属。 (2)化学预镀镍法采用化学预镀镍法时，工件经除油、浸蚀和水洗后，在氢氟酸(70%) 55mL/L 溶液 中，于室温下活化 l0min,含铝高的镁合金在 HF (70%) lOOmL/L 溶液中进行活化，水 洗 后进行化学预镀镍。镁合金不耐 SO4和 Cl 一的腐蚀，不能使用常用的硫酸镍或氯化镍化学镀配方。可 用碱式碳酸作为化学镀镍的主盐。但碳酸镍不溶于水，所以必须用氢氟酸来溶解。其配方工艺如下：碱式碳酸镍 3Ni(OH)2+2NiOO3+4H2O l0g/L；

12、氢氟破 HF(70%)10mL/L；柠檬醒 C6H8 O 7+H2O5g/L；氟化氢铵 NH4HF2 10g/L；次磷酸钠 Nah2PO2+H2O 20g/L；Ph6.0-6.5;氨 水（25%）30ML/L；温度为 75-80oC。化学镀镍后再经水洗即可镀其他金属，为提高镀镍 层的结合力，可在 200OC 下加热 1h.钛合金压铸件表面处理和调整钛合金压铸件表面处理和调整钛及钛合金质量小，强度高。但是容易划伤、咬死和缺乏高温耐腐蚀性。为改善钛及钛 合金的上述不足，常在表面镀覆合适的余属层。钛及钛合金与铝、镁一样，是一种能迅速 形 成表面氧化膜的活泼金属，因此必须采取特殊的预处理才能在其上获得

13、附着力良好的镀层，常采用活化预浸镀镍法处理。 活化预浸镀镍法是在活化的钛基体上进行预浸镀镍，获得一层致密，附着力高、以镍为 主的浸镀层，活化预浸镀镍后即可电镀其他金属，镍作为是间层并以热处理，使镍与钛相 互扩散，产生治金结合，从而提高了镀层的结合力。 活化预浸镀镍未能的基本步聚为：按一般钢铁件除油后，钛及钛合金先进行化学浸蚀， 使钛基体获得良好的活化状态，然后进行浸镀镍。活化浸蚀工艺条件为：盐酸（HCI）94%- 96%（体积分数） ；氢氟酸（HF）4%-6%（体积分数）温度为室温；时间 2min。化学浸蚀 时采用盐酸氢氟酸，不用硝酸 氢氟酸做活化液，可避免硝酸对基体可能产生的钝化作用。浸镀镍艺条件为：乙二醇 700mL/l，硼酸 H3BO350g/L；氯化镍 NiCI2+6H2O 20g/L；氟 化氢铵 NH4HF2 35g/L；乳酸（88%）20ML/L；冰醋酸 180Ml/l；温度 50OC；时间 30min;Ph5.0-5.5。浸镀镍溶液中有氟离子，会对钛合金基体表面起浸蚀活化作用，同时又含有乳酸络合 剂，使镍离子呈络合状态，因此其置换反应进行得均匀而缓慢，从而得到附着力良好的浸 镀 层。该膜层其有催化活性，在其上可直袭电镀或化学镀镍，当以镍作为预镀层时，厚度不 应 大于 7um。