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当铝及铝合金镀镐工艺的探讨

发布时间:2021-09-09 19:54:17 阅读: 来源:清水离心泵厂家

铝及铝合金镀镐工艺的探讨

铝及铝合金电镀比较困难,因铝对氧有很强的亲和力,表面极易氧化;铝是两性金属,在酸、碱中均不稳定;铝的电位很负,在电镀液中易被浸蚀并置换出被镀金属;铝的膨胀系数较大多数金属的大,因而镀层易气泡、脱落,影响结合力.

铝及铝合金电镀的关键是特殊的镀前处理,除去天然氧化膜,并防止其重新形成,以及铝制件浸入电解液铝加工企业的研发与配套能力在不断增强时,阻止置换反应的发生.作为海军大修飞机的工厂,我们在修理过程中经常遇到铝及铝合金电镀.通过试验,摸索出最佳的工艺条件.铝合金镀福零件表面不仅光泽度好,而且结合力、耐蚀性也非常好,达到航标要求.本文介绍铝合金零件旧品修复的镀福工艺.

1 工艺流程

除油 (脱 脂)→退除旧镀层→两道清洗→碱蚀→两道清洗→去灰除垢(出光)→两道清洗→一次沉锌→两道清洗→退除锌层→两道清洗→二次沉锌→硫酸中和、活化→清洗→化学镀镍→两道清洗→活化→镀镐→两道清洗→钝化→两道清洗→吹干→老化→检验人库.

2 主要工序说明

2.1 脱脂液组成及工艺条件

氢氧化钠 40一609/L,70一90“c,1一Zmin.

油污严重的先采用有机溶剂清洗.

2.2 退除旧镀层

退除旧镀层是铝合金镀锡的关键工序之一.

2.2.1 退除旧福层溶液组成及操作条件

硝酸钱 1 0一150留L,室温,退尽为止.

2.2.2 退除旧锌层溶而碳纤维轻量化复合材料进入中国汽车市场最大的障碍在于快速批量生产技术的缺少和专业利用技能及知识的欠缺液组成及操作条件

硫酸 10 一150留L,室温,退尽为止.

2.2.3 退除旧的氧化膜溶液组成及操作条件氢氧 化 钠 40一609/L,50一90“C,退尽为止.

2.24 退除Ni一P合金溶液组成及工艺条件

浓硝酸 7 00mL/L,氯化钠30一409/L,六次甲基四胺6一109/L,尿素15一ZoglL,室温.

(1) 退镀前制件应烘干或用冷风吹干,防止带人水分而降低硝酸浓度,导致基体被腐蚀.

(2) 退镀好的零件应迅速清洗,以免在退镀后表面产生一层黑色氧化膜.

铝合金化学镀镍层一般常用浓硝酸退除.虽然浓硝酸氧化性很强,但是浓硝酸对Ni一P合金层的腐蚀速率较慢,退除时产生大量的No二气体,对环境污染很大.精密零件化学镀Ni一P合金层退镀后,浓硝酸对我国在全球微细球形铝粉市场中具有绝对优势基体金属的腐蚀量往往超标,尤其是对螺栓类零件过腐蚀尤为明显.为了克服退除化学镀镍层对螺栓类零件过腐蚀的缺点,我们经过上百次试验,最终筛选出了上述退镍工艺.在退除Ni一P合金层时,对基体的腐蚀很小,不易过腐蚀,退镀时的气体也较少,能保证退镀质量,改善了工作环境.

2.3 碱蚀

氢氧化钠 40一6og/L,70一90“c,1一2而n.

2.4 去灰除垢(出光)

铝及铝合金表面经过碱蚀后零件表面附着一层灰色或黑色的挂灰,在流动的冷水或热水中也清洗不净,可在下述溶液中去除.

铬醉10 9几,硫酸10mIJL,室温,除净为止.

含硅或锰的铝合金制品表面的挂灰(尤其是含硅量较高的铸铝)应在下述溶液中去除:V(硝酸):V(氢氟酸)二3:1的混合酸中(由于反应比较激烈,要加人一定量的缓蚀剂),浸55左右,即可去除.

2.5 浸锌

浸锌液配方及工艺条件:

氢氧化钠 40一509/L,氧化锌10一150留L,酒石酸钾钠11一20岁L,三氯化铁1一29几,氢氟酸lg/L,室温,(30士5)5.

浸锌是非常关键的工艺,良好的浸锌层能与基体以及后续的镍层结合良好,且能掩盖基体表面的缺陷,有助于获得良好的镀层.

我们采用碱性浸锌液.只需在工件表面浸上一层锌层,允许存在色泽差别,但是必须保证基体表面全部浸上锌层,否则,不可进行下道工序.浸锌后,不能用急水冲洗.

2.6 退锌

一次浸锌时,首先是铝氧化膜被溶解,铝工件表面沉积上锌,同时难免还有少量氧化膜残留,沉积层不均匀,结合力不良.经硝酸退除后,铝工件表面进一步得到净化.然后在浸锌液中第二次沉锌,以获得致密、均匀、结合力强的锌层.

退锌液组成及操作条件:

质量分数为65%的硝酸somuL,常温,(5土5)5,锌层必须全部退除.

2.7 中和及活化

溶液组成及工艺条件:

硫酸 0 .7 一1.09/L,室温,5一10,.

2.8 化学镀镍

与一般电镀不同的是化学镀镍是靠表面自催化反应来进行;而这些正是以适当的前处理为条件的,前处理不好会使镀层的结合力差、粗糙、耐蚀性下降等.另外,化学镀镍液较敏感,前处理带入的残液、残渣都会影响到镀液的寿命,致使镀液恶化.

镀液配方及工艺条件:

NiSO4·7H20.21g/L,NaH2南山铝业建立起了从热电-氧化铝-电解铝-熔铸-铝加工(铝型材/热轧-冷轧-箔轧/锻压)全球唯1同地区最完全的铝产业链PO2·H202.49/L,乳酸(88%)30mL/L,C2H5C00H.2g/L,铅离子1mg/L,pH值为4.5士0.5,温度为(95土2).C,(24士8)而n,沉积速率为17μm/h,镀层中磷的质量分数为8%一9%.

在化学镀镍过程中,化学镀镍层表面允许镍层发黑,但不允许存在色泽差别,要求色泽一致

2.9 镀锡

镀液成分及工艺条件:

CdO.40一45g/L,NaCN.11O一140g/L,Na2SO4·10H2O.40一60g/L,NiS04·7H2O.0.5一1.5g/L,光亮剂5一8mL/L,15一30℃,1.0一2.5A/dm2,3一6v,15-

60min,阳极材料为Cd一1、Cd一2.

2.9.1 换向电镀

(1)电镀5min以后,允许进行换向镀福,tK:tA=10:1.

(2) 开始时给予小电流,在1一5min内逐渐升至正常电流;出槽前1一3min时,有时为了避免针孔和气泡现象的出现,允许增大电流密度0.5一1.0倍进行冲击镀.

3 检测

按航空航天工业部航空工业标准HB5036:92检侧.

3.1 外观

以天然散射光或白色透射光下进行目视检测,特殊情况下采用3一5倍放大镜进行检查.钝化后的镐镀层带有彩虹的金黄色,且钝化膜完整,色彩均匀.

3.2 厚度

镀福层厚度15一25μm.

3.3 结合力

将尺寸为 7Ommx25mm火(1一2)mm、表面粗糙度为幻的试样,用钳子夹紧,反复弯曲180“(向两侧各弯曲90)直至断裂;或将零件(试样)反复弯曲180.直至零件(试样)断裂,此时镀层不应与基体金属分离.用5倍放大镜检查时,基体金属或镀层虽发生龟裂,但不起皮或脱落,则镀层结合力为合格.测试铝合金电镀零件结合力很好.

3.4 耐蚀性

镀镐层按GB6458进行盐雾腐蚀试验,耐蚀性达到了HB5362 的规定.锡镀层黄色钝化膜盐雾试验出现白色腐蚀产物的时间大于% h;盐雾试验出现红色腐蚀产物的时间大于360h.

3.5 硬度

镀层维氏硬度为475,比铝合金的硬度120高.

4 结束语

随着我国军用设备的小型化、高机动化的发展,机载设备产品上越来越多地采用铝合金材料.通过试验以及调研,摸索出一套完整的铝及铝合金镀镐修复工艺流程,产品质量完全满足了军需要求,并获得了用户单位的一致好评.特别是在退镍工艺上有新的突破,该工艺的特点是污染小、气体少、防过腐蚀好等,对于飞机上铝及铝合金零件的修复有着非常重要的作用.

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