鈹青銅零件電鍍銀的工藝與前處理配方技巧

2020-12-09 慧聰網

    慧聰表面處理網訊：1.電子、航空、航天等領域的電鍍運用

    鈹青銅是指含1．7％～2．5％鈹、0．2％～0+5％鎳的特殊青銅合金。鈹青銅經淬火和時效處理後具有很高的強度、硬度、彈性、耐磨、耐熱性和抗疲勞強度，還具有優良的導電、導熱性及無鐵磁性能。特別是溫度變化對其彈性影響很小，因此鈹青銅材料多用來製造重要的彈性零件，廣泛應用於電子、航空、航天等領域。為進一步提高鈹青銅彈性零件的導電性，往往在其表面鍍覆一層銀鍍層，銀鍍層的厚度一般為5—8微米。但是，若按照銅或黃銅零件鍍銀的常用方法，很難在鈹青銅零件電鍍結合良好的銀鍍層。因此，鈹青銅鍍銀除解決鍍銀層的變色外，還要從分析鈹青銅的特殊性入手，提高鈹青銅鍍銀層的結合力，防止鼓泡、起皮及脫落等疵病的發生。

    2.鈹青銅在鍍銀過程中易出現以下問題：

    1）零件表面腐蝕，尺寸變化大；鍍層出現小黑點，影響產品外觀質量；

    2）鍍層與基體材料結合力差，鍍層起皮。

    造成上述問題的主要原因是材料本身含有大量的鈹及鎳元素，在熱處理過程中，表面產生了一層暗紅帶褐色的氧化膜(其主要成分為CuO、Cu20、BeO、氧化鎳等)；另外，零件表面有大量油汙，若熱處理前清洗不乾淨，則氧化嚴重，所形成的氧化膜比較緻密，採用常規的電鍍前處理清洗工序很難去除。

    2．1鈹青銅材料的特殊性

    鈹青銅是一種含有易於鈍化的鈹和鎳元素的特殊銅合金。以最常用的QBe1．9鈹

    青銅彈性材料為例，它含有1．85％～2．1％鈹．0．2％～0．4％鎳，還含有約0．02．5％～0．1％的鈦，其餘為銅。儘管鈹、鎳、鈦的含量在合金中所佔比例較小，但卻使鈹青銅大大有別於黃銅。鍍青銅材料即便在常溫大氣條件下．表面也會生成一層肉眼看不到的致

    密氧化膜。該氧化膜主要由CuO、COBeO、NiO、Ni2o3及n02等組成。若熱處理之前除油不淨，還會產生碳黑等油漬燒結物。電鍍前若不徹底清理乾淨，就會使銀鍍層發生結合不良，起皮、起泡及脫落等故障所以為確保銀鍍層的結合力，必須對鈹青銅鍍銀採用有別於銅或黃銅的前處理工藝。

    3.鈹青銅電鍍工藝流程：

    超聲波清洗一電化學除油一鹽酸活化一鹼煮一除膜一混酸腐蝕一化學拋光一鹽酸出光一氰化預鍍銅一預鍍銀一鍍銀一後處理(防銀變色)。

    3.1工序說明

    A.超聲波清洗

    超聲波清洗介質為LJ-28型中性超聲波專用清洗劑，濃度為5％，溫度為40～50。C，超聲波頻率為25kHz。

    B.電化學除油

    其目的是進一步去除乾淨零件表面油汙，工藝流程為：陰極除油3min+陽極電解反拔除油30S。電解除油工藝配方及操作條件如下：FM一3型弱鹼性電解除油粉50g／L，溫度60～80。C，pH10．0～11．5。

    C.鹽酸活化

    採用30％的稀鹽酸溶液，在室溫下浸泡5～10S，目的是去除零件表面在除油過程中產生的氧化物薄膜，為後續加工活化表面。

    D.鹼煮

    在含500～550g／L氫氧化鈉與200～250g／L亞硝酸鈉的溶液中鹼煮20min，使零件表面因熱處理而產生的氧化皮鬆動。

    E.除膜

    採用10％的稀硫酸溶液，在室溫下浸泡5～10S，目的是除去零件表面氧化膜。

    F．混酸腐蝕

    採用鉻酸鹽與硫酸混合酸液除去零件表面的熱處理氧化皮。由於零件表面經過了鹼煮、除膜工序，零件表面氧化皮已鬆動，在混酸中很容易去除，露出均勻、新鮮的基體表面，提高鍍層的結合力。

    工藝配方及操作條件為：鉻酐80～100g／L，硫酸25～35L，無機添加劑1．5～2．0g／L，室溫，時間3～5S。

    G.化學拋光

    為了提高零件表面鍍層的緻密性，採用鍍前化學拋光的方法，提高零件表面的光潔度。鈹青銅零件多為衝壓件，表面粗糙度大於6-3gm，雖然滿足裝配的需求，但由於零件表面粗糙度較大，鍍銀後鍍層孔隙率大，容易變色。若採用機械拋光，零件容易變形。採用化學拋光則可以解決以上問題，表面粗糙度可達到R=1．6gm。化學拋光工藝的配方與參數為：硝酸

    200mL，磷酸500mL，有機酸300mL，室溫，時間O．5～1．0min。零件入槽前必須乾燥。

    H.鹽酸出光

    採用30％的稀鹽酸溶液，在室溫下浸泡5～10S，為後續電鍍加工活化表面，提高零件基體金屬與鍍層的結合力。

    3.2還有另一種方法：

    將經除油的鈹青銅零件在下列溶液中浸蝕活化，也能得到較好的活化效果。

    Fe2(SO4)3120～150g／L

    HF(~av：36％)40～50ml／L

    溫度室溫

    時間．5—10min

    此方法適用於氧化膜較薄或較精密的鈹青銅零件，一般不會造成過腐蝕。經上述方法腐蝕活化的鈹青銅零件，轉入HNO3溶液中出光1—5秒再經流動水衝洗就可以進行電鍍銀操作。

    4.鈹青銅零件電鍍銀的注意事項

    要想提高鈹青銅電鍍加工質量，還應做好以下幾個方面的工作：

    (1)前處理要徹底，各工序間清洗要乾淨，尤其不要將重金屬離子帶入鍍液之中，防止汙染電鍍液。

    (2)鹼煮後要立即浸入冷水中清洗，以利於酸洗去膜。

    (3)零件在工序問停留於空氣中的時間越短越好，以防止零件基體被氧化，影響鍍層結合力。

    (4)在裝掛中要根據零件的實際情況選擇合理的掛具，防止零件變形。

    (5)所選取的各種鍍液必須在合格範圍內，才能保證加工質量；加工過程中必須合理地選擇工藝參數。

    (6)在熱溶液中電鍍的鈹青銅零件，先在熱水槽中進行預熱處理，有利於提高鍍層結合力。

責任編輯：鄭必佳

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