鋁件鍍銀工藝1課件

鋁合金鍍銀工藝介紹2012.07.01ENSOOTECH?鋁合金和銀性能介紹鋁金屬性質(zhì)：鋁具有良好的導(dǎo)電性能，及傳熱快、比重輕、易于成型；但鋁有硬度低，不耐磨，不易焊接等缺點，限制了其應(yīng)用范圍和使用壽命。通過電鍍可以揚長避短，擴大了其應(yīng)用范圍。鋁的化學(xué)性質(zhì)較為活潑，比鐵、鋅還活潑，但鋁表面易形成鈍化膜阻礙了鋁的進一步氧化，所以鋁也被廣泛運用于日常生活用品中，如門窗、廚具等。鋁合金簡介：為提高鋁在某方面的物理、化學(xué)性能，常加入少量的硅、銅、鐵、鎂、錳、鉻、鋅、鈦等微量元素，形成鋁合金。常見的有5052、5083、6061、7075等型號。大致個分為幾個系列，如下表：銀金屬性質(zhì)：銀有優(yōu)越的導(dǎo)電性，電阻系數(shù)僅為1.58μΩ/cm，是導(dǎo)電性最好的金屬材料，也有良好的導(dǎo)熱性、焊接性能。但因價格昂貴，常采銅材、鋁材表層電鍍，運用于通訊領(lǐng)域、電開關(guān)領(lǐng)域上的電接觸部件。銀有較穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，不容易發(fā)生氧化。但銀易與空氣中的硫化物氧化生產(chǎn)硫化銀黑色物質(zhì)。1XXX系列純鋁，鋁含量＞99.00%。2XXX系列以銅為主要合金元素的鋁合金3XXX系列以錳為主要合金元素的鋁合金4XXX系列以硅為主要合金元素的鋁合金5XXX系列以鎂為主要合金元素的鋁合金6XXX系列以鎂和硅為主要合金元素并以Mg2Si相為強化相的鋁合金7XXX系列以鋅為主要合金元素的鋁合金8XXX系列以其他合金元素為主要合金元素的鋁合金9XXX系列備用合金組鋁合金鍍銀應(yīng)用領(lǐng)域開關(guān)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用在電器開關(guān)的接觸頭，防止銅氧化導(dǎo)電不良引起的電網(wǎng)跳閘事故。行業(yè)代表有ABB，華電等。通信領(lǐng)域廣泛應(yīng)用在通信器上，如雙工器，濾波器，波導(dǎo)等通信器材，以達到電通要求。行業(yè)代表有中興，華為等。一、除油除油目的：去除工件表面經(jīng)加工、包裝等殘留的油污（以礦物油為主），提高鍍層與工件之間的結(jié)合力及產(chǎn)品外觀。除油原理：采用浸泡、超聲波、電解等方式，通過對油脂進行溶解或分解達到除油的效果。鋁件常見的除油方式有：有機溶劑除油和化學(xué)除油兩種。有機溶劑除油：利用油脂與有機溶劑可互溶原理，將工件浸泡于有機溶劑中，使油污在有機溶劑中溶解，達到除油效果。有機溶劑除油不夠徹底，后續(xù)需再經(jīng)過化學(xué)除油才可進行電鍍。其優(yōu)點是除油速度快、操作簡單、不腐蝕工件，缺點是易揮發(fā)、易燃、有毒、成本高。常用的有機溶劑有：汽油、三氯乙烯、丙酮、四氯化碳等?；瘜W(xué)除油：通過化學(xué)反應(yīng)，油脂發(fā)生皂化反應(yīng)和乳化作用分解、分離油脂，達到除油效果。對于鋁件，有一般熱脫脂和超聲波除油兩種。超聲波除油即利用超聲波的強烈震蕩使油脂在乳化作用下迅速脫落。動植物油與堿發(fā)生皂化反應(yīng)（C17H35COO)3C3H5+3NaOH=3C17H35COONa+C3H5(OH)3

油脂（硬脂酸甘油酯）堿肥皂（硬脂酸鈉）甘油

礦物油不與堿反應(yīng)，主要與除油粉中的表面活性劑發(fā)生乳化作用，使其生成細小的、可溶于水的“小油珠”，達到除油效果。鋁合金可與堿發(fā)生反應(yīng)，為避免工件在除油過程中發(fā)生氧化、腐蝕等，除油粉一般采用堿性較弱的鋁合金專用除油粉。生產(chǎn)維護：有機溶劑除油：遠離火源，100%溶液浸泡至工件表面油污除盡，需定期撈起液面懸浮贓物，防止工件提起時產(chǎn)生二次污染?；瘜W(xué)除油：

1、溶液配置（1）往槽子加入約3/4體積的水；

（2）加入計算量的EFC-142除油粉，攪拌至完全溶解；

（3）補加水至所需體積，加溫至工藝溫度。

2、條件控制

3、操作要點（1）工件除油不徹底易造成鍍層起泡、發(fā)霧、發(fā)花等不良；（2）溫度越高、溶度越高、時間越長、超聲波頻率越大除油效果越好，對工件腐蝕性也越大，反之除油效果越差；（3）超聲波調(diào)節(jié)大小視毛坯表面光澤度而定，較光亮的毛坯超聲波要適當(dāng)調(diào)小否則工件易打傷，造成電鍍后外觀塊狀白斑；（4）盡量讓工件較難除油的內(nèi)孔對著超聲波發(fā)射器，利于孔內(nèi)油污去除?？刂茥l件參數(shù)維護EFC-142除油粉40~60g/L滴定分析溶液總堿度或根據(jù)除油效果判定除油液需補加或更換溫度50~60℃采用溫控器控制時間3~10min采用定時器控制超聲波15~25kHz定期檢驗超聲波數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性二、堿蝕堿蝕目的：去除鋁合金工件表面自然氧化皮及粗化工件表面，從而提高鍍層結(jié)合力。堿蝕原理：鋁屬兩性金屬，其氧化物及鋁單質(zhì)能與強堿發(fā)生快速反應(yīng)，達到去除氧化皮、粗化基材表面的效果。

Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]→氧化皮與堿反應(yīng)達到去除效果2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑→鋁基材與堿反應(yīng)達到粗化表面效果工件剛進入堿蝕溶液時，剛開始不產(chǎn)生氣泡即氧化皮與堿的反應(yīng)過程，待幾秒過后，產(chǎn)生大量氣泡（氫氣）即鋁基材與堿發(fā)生的反應(yīng)。鋁合金中的鋁及表層的氧化鋁能與堿反應(yīng)，但含量較少的其它成份銅、鐵、鎂、錳、硅等不溶于堿，堿蝕后殘留于工件表面形成“掛灰”，必須靠后道的酸蝕工序去除。生產(chǎn)維護：溶液配置

1、往槽子加入約3/4體積的水；2、加入計算量的EN-AL-16堿蝕粉，攪拌至完全溶解；3、補加水至所需體積，加溫至工藝溫度。三、酸蝕酸蝕目的：去除鋁件經(jīng)堿蝕后表面殘留的銅、鐵、鎂、錳、硅等不溶于堿的殘渣保證了鍍層結(jié)合力。酸蝕原理：酸蝕溶液具備強酸性、強氧化性能迅速溶解工件經(jīng)堿蝕后表面的掛灰同時使金屬鋁表面形成一層很薄的均勻的致密氧化膜。銅、鐵、鎂、錳等與酸蝕液中的濃硝酸、濃硫酸發(fā)生的反應(yīng)：

X+HNO3→XNO3+H2O+NO2↑X+H2SO4→XSO4+H2O+SO2↑（X泛指銅、鐵、鎂、錳等金屬）硅、硅酸鈉（硅在堿蝕中與堿的反應(yīng)產(chǎn)物，難溶）與酸蝕液中的氫氟酸發(fā)生的反應(yīng)：

Si+4HF=SiF4↑+2H2Na2SiO3+6HF=2NaF+SiF4+3H2ONa2SiO3+6HF=Na2SiF6+3H2O鋁與濃硝酸、濃硫酸接觸迅速形成一層均勻的致密氧化膜Al2O3（氧化鋁雖為兩性金屬氧化物，但此氧化鋁屬α-Al2O3六方緊密堆積晶體，分子間排列十分緊密不易反應(yīng)），阻礙的鋁的氧化，但在溫度高的情況下，鋁會和濃硝酸、濃硫酸反應(yīng)溶解。生產(chǎn)維護溶液配制

1、往槽子計算量的水；

2、緩慢加入計算量的濃硝酸；

3、邊攪拌邊緩慢加入計算量的濃硫酸；

4、加入計算量的ENAL-20酸蝕鹽，攪拌至完全溶解；

5、待溫度降至40℃以下，可生產(chǎn)。條件控制操作要點

1、溶液腐蝕性強，操作時防止溶液噴到身上；

2、溶度越高，掛灰去除越快，鋁表面鈍化層越好，鍍層外觀、結(jié)合力越好。反之相反；

3、未生產(chǎn)時，應(yīng)用避光的密閉蓋子將溶液蓋好，防止硝酸因揮發(fā)及遇光分解消耗過快；

4、留意溶液的“發(fā)煙”狀況，判斷硝酸溶度是否偏低，并及時補充；

5、酸蝕后的流動水洗需保證足夠大的水流量，一方面防止鋁表面鈍化膜經(jīng)稀酸溶液溶解另一方面防止硝酸等酸液帶進浸鋅槽，影響浸鋅質(zhì)量?？刂茥l件參數(shù)維護EN-AL-20酸蝕鹽150~250g/L主要為帶出損耗，添加比率可按硝酸：硫酸：酸蝕鹽=5:1:1（L:L:Kg)補充。連續(xù)生產(chǎn)一個月內(nèi)需全部更換，未連續(xù)生產(chǎn)按產(chǎn)量適當(dāng)交換。濃硝酸500~600ml/L主要為揮發(fā)、分解消耗。添加方法同上。濃硫酸200~300ml/L主要為帶出消耗。添加方法同上。溫度常溫?zé)o時間10~30S采用定時器控制四、一次浸鋅一次浸鋅目的：為二次浸鋅作鋪墊，通過一次浸鋅后再退除使工件表面更為清潔提高了二次浸鋅工件與鋅層的結(jié)合力。一次浸鋅原理：EN-AL-216是鋅鐵合金體系，鋅鐵合金置換層較普通鋅層有良好的結(jié)合力。因鋁金屬較鋅、鐵化學(xué)性質(zhì)活潑，所以鋁可以與鋅離子、鐵離子可以發(fā)生置換反應(yīng)，生成鋅鐵置換鍍層。鋁件經(jīng)酸蝕后表面形成的薄層鈍化膜在浸鋅液（強堿）中發(fā)生溶解，溶解后裸露金屬鋁馬上與鋅、鐵離子發(fā)生置換反應(yīng)，當(dāng)極薄的鋅鐵置換層完全覆蓋時，反應(yīng)停止。浸鋅反應(yīng)過程基本在前15秒內(nèi)完成，長時間浸泡往往屬表面過腐蝕，產(chǎn)生鋅層疏松、粗糙等鋅離子主要以鋅酸鈉（Na2ZnO2)形式存在，鐵離子與浸鋅液內(nèi)的絡(luò)合劑絡(luò)合，防止鐵離子與堿發(fā)生沉淀。簡要反應(yīng)式如：

2Al+3Zn2+→3Zn+2Al3+Al+Fe3+→Fe+Al3+生產(chǎn)維護溶液配制

1、往槽子加入計算量的EN-AL-216浸鋅液；

2、加入純凈水至標(biāo)準(zhǔn)液位，攪拌均勻；

3、檢查溫度，試產(chǎn)。五、退鋅退鋅目的：將一次浸鋅鍍層退除，為二次浸鋅作準(zhǔn)備。退鋅原理極薄的鋅鐵置換層在強酸性、強氧化性的退鋅液里迅速溶解退除。

Zn+4HNO3=Zn(NO3)2+2NO2↑+2H2O

Fe+6HNO3=Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O裸露的金屬鋁在濃硝酸中表面迅速形成較薄的致密鈍化膜。生產(chǎn)維護溶液配制

1、往槽子加入一半體積的水；

2、緩慢加入濃硝酸至標(biāo)準(zhǔn)液位，攪拌均勻；

3、待溫度冷卻至40℃以下，可生產(chǎn)。條件控制操作要點

1、溶液腐蝕性強，操作時防止溶液噴到身上；

2、硝酸濃度較低時，鋁件表面形成鈍化膜不夠致密卻表面易發(fā)生腐蝕，影響結(jié)合力；

3、未生產(chǎn)時，應(yīng)用避光的密閉蓋子將溶液蓋好，防止硝酸因揮發(fā)及遇光分解消耗過快；

4、酸蝕后的流動水洗需保證足夠大的水流量，一方面防止鋁表面鈍化膜經(jīng)稀酸溶液溶解另一方面防止硝酸帶進浸鋅槽，影響浸鋅質(zhì)量；

5、退鋅后工件需清洗徹底，但也不宜清洗時間過久，否則影響鍍層結(jié)合力?？刂茥l件參數(shù)維護濃硝酸500~600ml/L根據(jù)婆美度調(diào)節(jié)，低了就補充硝酸至范圍；連續(xù)生產(chǎn)一個月內(nèi)需全部更換，未連續(xù)生產(chǎn)按產(chǎn)量適當(dāng)交換。溫度常溫?zé)o時間10~20S采用定時器控制婆美度22~26Be每天生產(chǎn)前檢驗六、二次浸鋅二次浸鋅目的：在鋁件表面置換沉積覆蓋上一層鋅鐵鍍層，防止了鋁在空氣、溶液中極易氧化導(dǎo)致鍍層結(jié)合力不良問題。二次浸鋅比一次浸鋅鍍層有更好的結(jié)合力。二次浸鋅原理：與一次浸鋅同。生產(chǎn)維護溶液配制配制方法同一次浸鋅。條件控制控制條件參數(shù)維護EN-AL-216浸鋅液200~300ml/L根據(jù)婆美度調(diào)節(jié)，低了就補充浸鋅液至范圍；連續(xù)生產(chǎn)時一個周內(nèi)更換1/3溶液溫度20~40℃夏天常溫生產(chǎn)，冬天適當(dāng)加溫時間10~20S建議采用定時器控制婆美度14~16Be每天生產(chǎn)前檢驗過濾機連續(xù)過濾濾芯清洗頻率1次/3天氰化鍍銅目的：提高浸鋅層與銀層的結(jié)合力，采用的過渡性中間鍍層。氰化鍍銅原理：氰化鍍銅層與鋅層及后道的銀鍍層均有良好的結(jié)合力，同時有很好的延伸性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能。電化學(xué)反應(yīng)原理。在電源的作用下，陽極（銅板）失去電子產(chǎn)生一價銅離子溶解于鍍液中；銅離子在陰極（工件）得到電子生成銅單質(zhì)，沉積于工件上。此外，陰極附帶析氫，陽極附帶析氧反應(yīng)，所有電流效率小于100%的電鍍均有析氫析氧產(chǎn)生，后續(xù)不特地寫出。

Cu-e→Cu+→銅板溶解Cu++e→Cu→工件鍍銅鍍液組成：氰化亞銅、氰化鈉、酒石酸鉀鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉、光亮劑。氰化亞銅與氰化鈉

1、鍍液里面最主要的成份是氰化亞銅和氰化鈉。氰化亞銅是主鹽，提供銅金屬，氰化鈉是絡(luò)合劑提高陰極極化。氰化鈉有較強的絡(luò)合能力，與亞銅絡(luò)合，提高了銅離子的沉積電位，提高陰極極化，從而得到結(jié)晶細致的鍍層；

2、氰化亞銅與氰化鈉絡(luò)合主要以Na[Cu(CN)2]、Na2[Cu(CN)3]、Na3[Cu(CN)4]三種形式存在，以Na2[Cu(CN)3]的形式參與陰極反應(yīng)鍍層較為理想。當(dāng)游離氰化鈉較低時，鍍液主要以Na[Cu(CN)2]存在，此時陰極極化較弱結(jié)晶粗糙電流效率高。當(dāng)游離氰化鈉過高時（超過氰化亞銅質(zhì)量比的50%），主要以Na3[Cu(CN)4]形式存在，此時陰極極化很高雖結(jié)晶細致，但難于上鍍；

3、氰化亞銅與氰化鈉的絡(luò)合比例為1:1.14（質(zhì)量比），剩下的為游離氰化鈉。即補加1Kg氰化亞銅同時要補加1.14Kg氰化鈉，否則鍍液的游離氰化鈉會減少；

4、由于置換鋅層很薄，且在氰化溶液中易溶解。所以鍍液性能側(cè)重上鍍速度快，一般游離氰化鈉控制在10g/L以下。七、氰化鍍銅酒石酸鉀鈉陽極去極化劑，其作用是促進陽極溶解。在游離氰化鈉較少的情況下，陽極溶解易產(chǎn)生二價銅離子，與鍍液形成氫氧化銅不溶物附著在陽極上，阻礙陽極溶解，酒石酸鉀鈉能與二價銅絡(luò)合產(chǎn)生可溶性物質(zhì)，促進陽極溶解。碳酸鈉穩(wěn)定PH值及提高鍍液導(dǎo)電性，但含量過高時（＞90g/L），易使高區(qū)鍍層粗糙，陰極電流效率低，陽極鈍化等缺陷。平時生產(chǎn)時，碳酸鈉會逐漸積累增加，主要由空氣中二氧化碳與鍍液（堿性）反應(yīng)及氰化鈉在陽極氧化產(chǎn)物。當(dāng)超標(biāo)時可采用冬天降溫沉淀去除，或加入適量硫酸鋇沉淀去除。氫氧化鈉提高鍍液導(dǎo)電性及改善鍍層分散能力。但因氫氧化鈉堿性較強，易使鋅層腐蝕，所以鋁合金電鍍中一般不添加氫氧化鈉。光亮劑提高陰極極化，促使結(jié)晶細致，達到光亮鍍層效果。但過多的光亮劑會使鍍層結(jié)合力差，鍍層發(fā)霧等。在滿足鍍層亮度的情況下，盡量少加光亮劑。生產(chǎn)維護鍍液配置

1、往鍍槽加入約一半體積的純水；

2、加入計算量的氰化鈉，攪拌至完全溶解；

3、將計算量的氰化亞銅用少量水調(diào)成糊狀，慢慢加入鍍槽邊加邊攪拌，溶解時放熱，當(dāng)溫度升至60℃時，需停止，待冷卻后再加；

4、依次加入計算量的酒石酸鉀鈉、碳酸鈉，攪拌至完全溶解；

5、加水至標(biāo)準(zhǔn)液位，檢查溫度，加入計算量的光亮劑，攪拌均勻；

6、小電流（0.1~0.3A/dm2）電解4小時后，試鍍。條件控制操作要點

1、鍍液含氰化物，劇毒，防止鍍液噴到身上，飯前洗手干凈；

2、工件帶電入槽，防止銅離子與鋅層置換，影響結(jié)合力；

3、工件剛?cè)氩蹠r，用2倍電流沖擊30秒后正常電流電鍍，確保工件整體上鍍；

4、形狀復(fù)雜及有深孔的工件，電鍍時手工擺動，利于排氣防止漏鍍；

5、掛具頭在上道工序最后一道水洗中澆水，導(dǎo)電桿每班擦洗，保證導(dǎo)電良好?？刂茥l件參數(shù)維護氰化亞銅實驗室滴定分析，1次/2天游離氰化鈉實驗室滴定分析，1次/2天酒石酸鉀鈉實驗室滴定分析，1次/1周碳酸鈉實驗室滴定分析，1次/1月光亮劑哈氏槽打片分析，1次/2天溫度溫控器控制電流定期對整流器校正，1次/半年時間2~5min定時器控制陽極純銅板陰陽極面積比1:2檢查陽極表面，有黑膜需取出刷洗過濾機連續(xù)過濾濾芯清洗頻率1次/2周雜質(zhì)1、有機雜質(zhì)2、金屬雜質(zhì)1、每半年2g/L活性炭處理1次；2、每周電解4小時以上。條件控制操作要點

1、鍍液含氰化物，劇毒，防止鍍液噴到身上，飯前洗手干凈；

2、工件帶電入槽，防止銀離子與銅層置換，影響結(jié)合力；

3、形狀復(fù)雜及有深孔的工件，電鍍時手工擺動，利于排氣防止漏鍍；

4、電流不易過大，時間不易過長，防止鍍層燒焦、發(fā)白等；控制條件參數(shù)維護氰化銀鉀1.5~3.5g/L實驗室滴定分析，1次/3天氰化鉀70~110g/L實驗室滴定分析，1次/3天溫度常溫?zé)o電流1~2A/dm2定期對整流器校正，1次/半年時間5~10S定時器控制陽極不銹鋼板檢查陽極表面，有黃膜、黑膜需取出刷洗過濾機連續(xù)過濾濾芯清洗頻率1次/1月雜質(zhì)1、有機雜質(zhì)2、金屬雜質(zhì)1、每半年2g/L活性炭處理1次；2、工件掉入鍍槽及時撈起。九、鍍銀鍍銀目的：主要鍍層，工件用在導(dǎo)電設(shè)備方面，降低工件使用過程中的接觸電阻提高導(dǎo)電性能。（鍍銀也有用在裝飾方面的，如首飾等）鍍銀原理：電鍍過程即化學(xué)反應(yīng)原理。在電源的作用下，陽極（銀板）失去電子生成陰離子溶解于鍍液；銀離子在陰極（工件）得到電子生成銀單質(zhì)，沉積在工件表面。

Ag-e→Ag+→銀板溶解Ag++e→Ag→工件鍍銀鍍液組成：氰化銀鉀、氰化鉀、氫氧化鉀、碳酸鉀、ES-02A光亮劑、ES-02B開缸劑。氰化銀鉀：鍍液主鹽，提供金屬銀，氰化銀鉀內(nèi)含金屬銀54.2%。濃度較低時，電流效率低上鍍速度慢，銀離子供應(yīng)不上高區(qū)易燒焦、泛白；含量過高時，鍍層結(jié)晶粗糙，光亮度差，滾鍍易產(chǎn)生桔皮狀鍍層。氰化鉀：鍍液絡(luò)合劑。維持一定量的游離氰化鉀，能夠穩(wěn)定鍍液，提高陰極極化使鍍層結(jié)晶細致，促進陽極正常溶解，提高鍍液導(dǎo)電性，發(fā)揮光亮劑的較大功效。含量較低時，鍍層結(jié)晶粗糙，呈灰白色，結(jié)合力較差，且陽極易鈍化；含量過高時，電流效率低，沉積速度慢。氫氧化鉀：維持鍍液PH值，穩(wěn)定氰化物不易分解，增強鍍液導(dǎo)電性，提高鍍層分散能力，促進陽極溶解。含量一般控制在5~10g/L。碳酸鉀：一定量的碳酸鉀能提高鍍液的導(dǎo)電性，提高陰極極化。但超過110g/L時易使陽極鈍化，鍍層粗糙。生產(chǎn)時會慢慢積累增加，無需刻意添加，當(dāng)超標(biāo)時可加入適量的氰化鋇沉淀處理。ES-02A光亮劑：配合ES-02B使用，提高陰極極化，細化電鍍電鍍結(jié)晶，達到鍍層全面光亮。含量較少時，鍍層粗糙亮度差；含量過多時，鍍層結(jié)合力相比較差，低區(qū)發(fā)黃。含量多少也不是絕對的，主要在于A、B劑的比例搭配。溫度高、銀板少的情況下耗量會相應(yīng)增加。ES-02B開缸劑：配合ES-02A使用，使ES-02A發(fā)揮較好的光亮效果，含量多少視ES-02A的含量而定。消耗僅為帶出損耗。生產(chǎn)維護鍍液配制

1、往鍍槽加入約一半體積的純凈水；2、加入計算量的氫氧化鉀、氰化鉀，攪拌至完全溶解；（若材料較差，用2g/L活性炭處理后再進入下步奏）

3、用適量純水溶解計算量的氰化銀鉀，倒入鍍槽，攪拌充分；

4、加入計算量的ES-02B、ES-02A