鋁合金電鍍知識(shí)

鋁合金電鍍知識(shí)鋁合金電鍍知識(shí)鋁合金電鍍知識(shí)xxx公司鋁合金電鍍知識(shí)文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度在各種金屬產(chǎn)量中，我國(guó)鋁產(chǎn)量?jī)H次于鋼鐵，我國(guó)又是世界上電解鋁的生產(chǎn)大國(guó)。鋁及其合金具有比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱、導(dǎo)電性好，以及可塑性和易成型等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。隨著市場(chǎng)銅、鋅金屬的漲價(jià)，五金行業(yè)原以鋅、銅為基材的產(chǎn)品利潤(rùn)已減少很多，而鋁的價(jià)格上漲較緩慢，更由于鋁及其合金的密度?。ㄤX的密度為cm3），與其它常用金屬相比，同樣重量的材料可多制造約三倍的零部件。很多廠家都在準(zhǔn)備用鋁合金基材代替銅、鋅基材，但是鋁合金本身易形成天然氧化膜，造成電鍍的頭號(hào)難題！筆者從事鋁合金電鍍幾年來(lái)，略有心得，愿拋磚引玉，共同研究，不正之處敬請(qǐng)指正。2、鋁合金前處理鋁合金基材鋁合金成型方法很多，目前大多是壓鑄和擠壓成型；壓鑄的鋁合金，多數(shù)為鋁硅合金，由于鋁跟硅的熔點(diǎn)、比重以及凝固點(diǎn)的不一致（鋁的原子量，硅的原子量），在鋁硅合金壓鑄過(guò)程當(dāng)中容易造成偏折現(xiàn)象，產(chǎn)生富鋁富硅態(tài)，這在大的平面壓鑄件表現(xiàn)更為突出，造成電鍍處理的更加困難；金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，與氧的親合力較強(qiáng)，在大氣中極易在其表面生成一層氧化膜，甚至此氧化膜剛除去又會(huì)迅速重新生成新的氧化膜，嚴(yán)重影響鍍層與基體鋁的結(jié)合力；鋁的電極電位較負(fù)，約（），很易失去電子，在電解液中能與多種金屬離子立即發(fā)生置換反應(yīng)，形成接觸層，此種鍍層疏松粗糙，嚴(yán)重影響鍍層結(jié)合力；鋁的膨脹系統(tǒng)比許多金屬鍍層大，當(dāng)溫度差別變化大時(shí)，由于基體與鍍層的膨脹系數(shù)不一致，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而破壞鍍層；鑄鋁件有砂眼、鑄孔、氣泡等，電鍍中易殘留槽液和氫氣，引起化學(xué)和電化學(xué)腐蝕，產(chǎn)生鍍層起泡和脫落。目前各廠家用于壓鑄的鋁合金牌號(hào)雜亂，其它金屬雜質(zhì)和硅含量都不一樣，造成后道電鍍處理的難上加難。電鍍專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)內(nèi)容：1電鍍常識(shí)表面處理的基本過(guò)程大致分為三個(gè)階段：前處理，中間處理和后處理。前處理零件在處理之前，程度不同地存在著毛刺和油污，有的嚴(yán)重腐蝕，給中間處理帶來(lái)很大困難，給化學(xué)或電化學(xué)過(guò)程增加額外阻力，有時(shí)甚至使零件局部或整個(gè)表面不能獲得鍍層或膜層，還會(huì)污染電解液，影響表面處理層的質(zhì)量。包括除油、浸蝕，磨光、拋光、滾光、吹砂、局部保護(hù)、裝掛、加輔助電極等。中間處理是賦予零件各種預(yù)期性能的主要階段，是表面處理的核心，表面處理質(zhì)量的好壞主要取決于這一階段的處理。后處理是對(duì)膜層和鍍層的輔助處理。2電鍍過(guò)程中的基本術(shù)語(yǔ)分散能力在特定條件下，一定溶液使電極（通常是陰極）鍍層分布比初次電流分布所獲得的結(jié)果更為均勻的能力。亦稱(chēng)均鍍能力。覆蓋能力鍍液在特定條件下凹槽或深孔處沉積金屬的能力。亦稱(chēng)深鍍能力。陽(yáng)極能夠接受反應(yīng)物所給出電子的電極，即發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。不溶性陽(yáng)極在電流通過(guò)時(shí)，不發(fā)生陽(yáng)極溶解反應(yīng)的電極。陰極反應(yīng)于其上獲得電子的電極，即發(fā)生還原反應(yīng)的電極。電流密度單位面積電極上通過(guò)的電流強(qiáng)度，通常以A/dm2表示。電流密度范圍能獲得合格鍍層的電流密度區(qū)間。電流效率電極上通過(guò)單位電量時(shí)，其一反應(yīng)形成之產(chǎn)物的實(shí)際重量與其電化當(dāng)量之比，通常以百分?jǐn)?shù)表示。陰極性鍍層電極電位的代數(shù)值比基體金屬大的金屬鍍層。陽(yáng)極性鍍層電極電位的代數(shù)值比基體金屬小的金屬鍍層。陽(yáng)極泥在電流作用下陽(yáng)極溶解后的殘留物。沉積速度單位時(shí)間內(nèi)零件表面沉積出金屬的厚度。初次電流分布在電極極化不存在時(shí)，電流在電極表面上的分布?；罨菇饘俦砻驸g化狀態(tài)消失的作用。鈍化在一定環(huán)境下使金屬表面正常溶解反應(yīng)受到嚴(yán)重阻礙，并在比較寬的電極電位范圍內(nèi)使金屬溶解反應(yīng)速度降到很低的作用。氫脆由于浸蝕，除油或電鍍等過(guò)程中金屬或合金吸收氫原子而引起的脆性。PH值氫離子活度aH+的常用對(duì)數(shù)的負(fù)值?；w材料能在其上沉積金屬或形成膜層的材料。輔助陰極為了消除被鍍制件上某些部位由于電力線過(guò)于集中而出現(xiàn)的毛刺和燒焦等毛病，在該部位附近另加某種形狀的陰極，用以消耗部分電流，這種附加的陰極就是輔助陰極。輔助陽(yáng)極除了在電鍍中正常需用的陽(yáng)極以外，為了改善被鍍制件表面上的電流分布而使用的輔加陽(yáng)極。電解使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陽(yáng)極，陰極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。極化當(dāng)電流通過(guò)電極時(shí)，電極電位發(fā)生偏離平衡電位的現(xiàn)象。皂化反應(yīng)油脂在堿性條件下的水解反應(yīng)。陰極極化直流電通過(guò)電極時(shí)，陰極電位偏離平衡電位向負(fù)的方向移動(dòng)的現(xiàn)象。槽電壓電解時(shí)，電解槽兩極之間的總電位差。3鍍覆方法術(shù)語(yǔ)化學(xué)鈍化將制件放在含有氧化劑的溶液中處理，使表面形成一層很薄的鈍態(tài)保護(hù)膜的過(guò)程?；瘜W(xué)氧化通過(guò)化學(xué)處理使金屬表面形成氧化膜的過(guò)程。電化學(xué)氧化在一定電解液中以金屬制件為陽(yáng)極，經(jīng)電解，于制件表面形成一層具有防護(hù)性，裝飾性或其它功能氧化膜的過(guò)程。電鍍利用電解原理，使金屬或合金沉積在制件表面，形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬層的過(guò)程。轉(zhuǎn)化膜對(duì)金屬進(jìn)行化學(xué)或電化學(xué)處理所形成的含有該金屬之化合物的表面膜層。鋼鐵發(fā)藍(lán)（鋼鐵化學(xué)氧化）將鋼鐵制件在空氣中加熱或浸入氧化性的溶液中，使之于表面形成通常為藍(lán)（黑）色的薄氧化膜的過(guò)程。沖擊電流電流過(guò)程中通過(guò)的瞬時(shí)大電流。光亮電鍍?cè)谶m當(dāng)條件下，從鍍槽中直接得到具有光澤鍍層的電鍍。合金電鍍?cè)陔娏髯饔孟?，使兩種或兩種以上金屬（也包括非金屬元素）共沉積的過(guò)程。多層電鍍?cè)谕换w上先后沉積上幾層性質(zhì)或材料不同的金屬層的電鍍。沖擊鍍?cè)谔囟ǖ娜芤褐幸愿叩碾娏髅芏?，短時(shí)間電沉積出金屬薄層，以改善隨后沉積鍍層與基體間結(jié)合力的方法。磷化在鋼鐵制件表面上形成一層不溶解的磷酸鹽保護(hù)膜的處理過(guò)程。熱抗散加熱處理鍍件，使基體金屬和沉積金屬（一種或多種）擴(kuò)散形成合金的過(guò)程。4鍍前處理和鍍后處理術(shù)語(yǔ)化學(xué)除油在堿性溶液中借助皂化作用和乳化作用清除制件表面油污的過(guò)程。電解除油在含堿溶液中，以制件作為陽(yáng)極或陰極，在電流作用下，清除制件表面油污的過(guò)程。出光在溶液中短時(shí)間浸泡，使金屬形成光亮表面的過(guò)程。機(jī)械拋光借助于高速旋轉(zhuǎn)的抹有拋光膏的拋光輪，以提高金屬制件表面光亮度的機(jī)械加工過(guò)程。有機(jī)溶劑除油利用有機(jī)溶劑清除制件表面油污的過(guò)程。除氫將金屬制件在一定溫度下加熱處理或采用其它方法，以驅(qū)除在電鍍生產(chǎn)過(guò)程中金屬內(nèi)部吸收氫的過(guò)程。退鍍將制件表面鍍層退除的過(guò)程。弱浸蝕電鍍前，在一定組成溶液中除去金屬制件表面極薄的氧化膜，并使表面活化的過(guò)程。強(qiáng)浸蝕將金屬制件浸在較高濃度和一定溫度的浸蝕溶液中，以除去金屬制件表面上氧化物和銹蝕物的過(guò)程。鍍前處理為使制件材質(zhì)暴露出真實(shí)表面，消除內(nèi)應(yīng)力及其它特殊目的所需，除去油污、氧化物及內(nèi)應(yīng)力等種種前置技術(shù)處理。鍍后處理為使鍍件增強(qiáng)防護(hù)性能，提高裝飾性能及其它特殊目的而進(jìn)行的（諸如鈍化、熱熔、封閉和除氫等）處理。5材料和設(shè)備術(shù)語(yǔ)陽(yáng)極袋用棉布或化纖織物制成的套在陽(yáng)極上，以防止陽(yáng)極泥渣進(jìn)入溶液用的袋子。光亮劑為獲得光亮鍍層在電解液中所使用的添加劑。阻化劑能夠減緩化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)速度的物質(zhì)。表面活性劑在添加量很低的情況下也能顯著降低界面張力的物質(zhì)。乳化劑能降低互不相溶的液體間的界面張力，使之形成乳濁液的物質(zhì)。絡(luò)合劑能與金屬離子或含有金屬離子的化合物結(jié)合而形成絡(luò)合物的物質(zhì)。絕緣層涂于電極或掛具的某一部分，使該部位表面不導(dǎo)電的材料層。掛具（夾具）用來(lái)懸掛零件，以便于將零件放于槽中進(jìn)行電鍍或其他處理的工具。潤(rùn)濕劑能降低制件與溶液間的界面張力，使制件表面容易被潤(rùn)濕的物質(zhì)。添加劑在溶液中含有的能改進(jìn)溶液電化學(xué)性能或改善鍍層質(zhì)量的少量添加物。緩沖劑能夠使溶液PH值在一定范圍內(nèi)維持基本恒定的物質(zhì)。移動(dòng)陰極采用機(jī)械裝置使被鍍制件與極杠一起作周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的陰極。6測(cè)試和檢驗(yàn)相關(guān)術(shù)語(yǔ)不連續(xù)水膜通常用于表面被污染所引起的不均勻潤(rùn)濕性，使表面上的水膜變的不連續(xù)。孔隙率單位面積上針孔的個(gè)數(shù)。針孔從鍍層表面直至底層覆蓋層或基體金屬的微小孔道，它是由于陰極表面上的某些點(diǎn)的電沉積過(guò)程受到障礙，使該處不能沉積鍍層，而周?chē)腻儗訁s不斷加厚所造成。變色由于腐蝕而引起的金屬或鍍層表面色澤的變化(如發(fā)暗、失色等)。結(jié)合力鍍層與基體材料結(jié)合的強(qiáng)度。起皮鍍層成片狀脫離基體材料的現(xiàn)象。剝離某些原因（例如不均勻的熱膨脹或收縮）引起的表面鍍層的破碎或脫落。桔皮類(lèi)似于桔皮波紋狀的表面處理層。海綿狀鍍層在電鍍過(guò)程中形成的與基體材料結(jié)合不牢固的疏松多孔的沉積物。燒焦鍍層在過(guò)高電流下形成的顏色黑暗、粗糙、松散等質(zhì)量不佳的沉積物，其中常含有氧化物或其他雜質(zhì)。麻點(diǎn)在電鍍或腐蝕中，與金屬表面上形成的小坑或小孔。粗糙在電鍍過(guò)程中，由于種種原因造成的鍍層粗糙不光滑的現(xiàn)象。鍍層釬焊性鍍層表面被熔融焊料潤(rùn)濕的能力。典型通用產(chǎn)品的電鍍工藝內(nèi)容：1.鎖具、燈飾與裝飾五金的電鍍鎖具、燈飾、裝飾五金的電鍍加工約有40～50%出口美國(guó)、西歐等地，高檔鎖具的電鍍加工過(guò)去幾乎被廣東中山小欖，以固力、華鋒的大企制鎖企業(yè)和溫州的高檔鎖具、燈飾、裝飾五金電鍍所包攬?，F(xiàn)在江蘇的無(wú)錫、昆山；山東青島等地都有高檔加工。浙江的永康上升最快，今年9月的國(guó)際五金博覽會(huì)又將形成新一輪五金新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)、沿海地區(qū)，對(duì)國(guó)際市場(chǎng)電鍍加工的需求了解快，反應(yīng)快，因此對(duì)新鍍種、新工藝接受快、實(shí)踐也快，各種槍黑色、珍珠黑的合金，多類(lèi)粒度的沙面鎳、多種色調(diào)的電鍍應(yīng)用十分流行。鎖具、燈飾、裝飾五金件的基材大多為鋅合金、鋼鐵件和銅件典型電鍍工藝如下：（一）、鋅基合金壓鑄件拋光→三氯乙烯除脂→上掛→化學(xué)除油→水洗→超聲波清洗→水洗→電解除油→水洗→酸鹽活化→水洗→預(yù)鍍堿銅→回收→水洗→H2SO4中和→水洗→焦磷酸鹽鍍銅→回收→水洗→H2SO4活化→水洗→酸性光亮銅→回收→水洗→a)、或其他（b到e）a)鍍黑鎳（或槍黑）→水洗→干燥→拉絲→噴漆→（紅古銅）b)→鍍光亮鎳→回收→水洗→鍍鉻→回收→水洗→干燥c)→仿金→回收→水洗→干燥→噴漆→干燥d)→仿金→回收→水洗→鍍黑鎳→水洗→干燥→拉絲→噴漆→干燥→（青古銅）e)→鍍珍珠鎳→水洗→鍍鉻→回收→水洗→干燥（二）、鋼鐵件（銅件）拋光→超聲波清洗→上掛→化學(xué)除油→陰極電解除油→陽(yáng)極電解除油→水洗→鹽酸活化→水洗→預(yù)鍍堿銅→回收→水洗→H2SO4中和→水洗→酸性光亮銅→回收→水洗→H2SO4活化→水洗（紅古銅、鍍鉻、仿金、青古銅、珍珠鎳工藝與鋅基合金件相同）2.摩托車(chē)、汽車(chē)配件與鋼制家俱的電鍍眾所周知，四川重慶及周邊地區(qū)是我國(guó)摩托車(chē)生產(chǎn)基地，此外浙江的溫嶺、山東濟(jì)南、河南洛陽(yáng)等地都有相當(dāng)?shù)募庸ひ?guī)模，廣東地區(qū)高要實(shí)力摩托車(chē)配件廠規(guī)模很大，從化一帶電鍍摩托車(chē)另部件工廠很多，鋼制家俱廠的電鍍分布在廣州北部的花山，它們的基材都是鋼鐵，都采用多層電鍍工藝，對(duì)外觀、耐蝕性都有很高要求。典型工藝如下：拋光→上掛→陰極電解除油→水洗→酸電解→水洗→陽(yáng)極電解除油→水洗→H2SO4活化→水洗→鍍半光亮鎳→全光亮鎳→回收→水洗×3→鍍鉻→回收→清洗×3→下掛→干燥摩托車(chē)零件厚度要求：Ni20μm以上，Crμm防腐要求：CASS試驗(yàn)，連續(xù)噴霧16小時(shí)，達(dá)7級(jí)家具要求與摩托車(chē)零件相同，Ni層總厚度大約16-22μm電位差：半光亮鎳與全光鎳之間的電位差為125～140mv3.衛(wèi)生潔具配件的電鍍廣東開(kāi)平是潔具的電鍍中心，此外溫州、福建晉江、泉州一帶臺(tái)資工廠都是高檔潔具配件電鍍加工地區(qū)，潔具基材大多以鋅合金為主，研磨十分講究，要求鍍層光亮度、整平性都很高。還有一部分潔具是黃銅基材，電鍍工藝與鋅合金相同（只是不需要鍍焦磷酸銅）典型工藝如下：鋅合金件：拋光→三氯乙烯除脂→上掛→化學(xué)除油→水洗→超聲波清洗→水洗→電解除油→水洗→酸鹽活化→水洗→預(yù)鍍堿銅→回收→水洗→H2SO4中和→水洗→焦磷酸鍍銅→回收→水洗→H2SO4活化→水洗→酸性光亮銅→回收→水洗→干燥→下掛→拋光→除臘→水洗→鍍堿銅→回收→水洗→H2SO4中和→水洗→鍍光亮鎳（有些要求高，也用多層Ni）→回收→水洗×3→鍍鉻→回收→水洗×3→干燥厚度要求：Cu20～25μmNi12～15μmCr～μm中性鹽霧96小時(shí)以上。4.電池殼的電鍍由于堿性鋅錳電池與Ni－MH可充電池大量應(yīng)用，除了我們自己的電池生產(chǎn)量不斷擴(kuò)大外，美國(guó)的金霸王、日本的東芝、松下都在國(guó)內(nèi)大量生產(chǎn)這些電池，因此對(duì)AA、AAA電池殼的需求增多，因此電池殼的電鍍工藝和專(zhuān)用設(shè)備又是另一個(gè)電鍍界的熱門(mén)話題，它要求滾鍍鎳光亮劑具有特別好的低DK區(qū)走位性能和后處理防銹性能。電池殼電鍍的技術(shù)指標(biāo)如下：1)電池殼外壁鍍層厚度±μm，內(nèi)壁厚度≥μm；2)電池殼的外壁光亮，內(nèi)壁白亮；3)鍍層耐蝕性，中性鹽霧大于8級(jí)；4)工藝穩(wěn)定，成品率大于%；典型工藝流程：滾光除油→水洗→活化