1 前言
隨著科學技術的迅速發展,鋁合金應用範圍日益擴大,目前已被廣泛地應用在飛機、汽車、摩託車、儀器儀表及電影機械工業上。鋁合金不僅具有優良的強度及剛性,而且複雜幾何形狀零件的壓鑄可一次成型,實現了無切削加工,工藝簡單,生產效率高。我們採用鋁合金壓鑄件先鍍光亮鎳,再鍍一層槍黑色的電鍍工藝,既節約成本,又能獲得一種高裝飾性表面鍍層更有特色,提高產品在國際市場上競爭能力。鋁合金電鍍與普通電鍍工藝有一定區別,由於鋁合金是一種比較活潑的金屬,還原、置換能力強,給電鍍工藝帶來不少困難,一般都採用浸鋅方法來作預處理。最近幾年,國內外電鍍科技工作者開發了許多鋁合金電鍍新工藝,在此基礎上,我們研製了新型鋁合金表面前處理液———H·S·F液,鋁合金電鍍工藝更為簡單,鍍層結合力大大提高,從而保證鋁合金壓鑄件鍍槍黑色電鍍質量。
2 鋁合金壓鑄件前處理
鋁合金壓鑄件含矽較高,表面常有小氣孔和縫隙存在,為了獲得高裝飾性外觀,需機械拋光。由於鋁合金的硬度較低,機械拋光輪要柔軟而有一定彈性,以免機械拋光時零件邊角變形。前處理主要有有機溶劑脫脂、鹼蝕、酸蝕,浸H·S·F液等處理。
2.1 有機溶劑脫脂
一般採用汽油、三氯乙烯等有機溶劑脫脂,以溶解礦物和拋光膏,也可用洗滌劑溶液擦洗。
2.2 鹼蝕
為了除去零件表面輕微油脂和Al2O3薄膜,在弱鹼液中進行腐蝕,以暴露鋁合金基體並產生微觀粗糙度。但溶液鹼性不宜太強,同時要嚴格控制鹼蝕液的溫度和鹼蝕時間,以免產生過腐蝕的現象,鹼蝕工藝條件如下:
Na2CO3 30g/L
Na3PO4 30g/L
添加劑 2~4g/L
OP-10乳化劑 0.5~1mL/L
溫度 75~85℃
時間 30~60s
2.3 酸蝕(除灰)
鋁合金壓鑄件在熱鹼蝕溶液中腐蝕時,由於鋁的化學溶解和合金元素Si的不溶解,在零件表面上會殘留一層附著的黑色膜,為了徹底除去這層膜,必須在以下混合酸中處理:
HNO 33份
HF 1份
水 少量
溫度 室溫
時間 20~40s
2.4 浸H·S·F液
H·S·F液是浸鋅溶液的改進,是我們自行研製的專用於鋁件表面預處理的溶液,所獲得的多元合金層結構緊密,結晶細緻,孔隙較小,結合力良好,而且浸H·S·F溶液後可以直接光亮鍍鎳,簡化了電鍍工序,其工藝規範如下:
H·S·F 濃縮液500mL/L
水 餘量
溫度 15~30℃
時間 30~40s
3 電鍍中間層中間層一般採用普通光亮鍍鎳溶液配方及工藝條件:
硫酸鎳(NiSO4·7H2O) 250g/L
氯化鎳(NiCl2·6H2O) 60g/L
硼酸(H3BO3) 40g/L
十二烷基硫酸鈉 0.05~0 1g/L
光亮劑 適當
pH 4~4 5
溫度 52~55℃
陰極電流密度 2 5~4A/dm2
時間 12~15分
陰極移動 需要
電鍍光亮鎳時最好帶電入槽,用大一倍的電流衝擊鍍1~2分鐘,然後按常規鍍鎳