铝材表面前处理.docx

铝材表面前处理铝因为是两性金属之故，在电镀的处理上较费工些，一般在业界的做法是：脱脂-水洗-活化-水洗-锌置换-水洗-镀打底镍-再续镀其他镀层。也有先做阳极处理后再拿来电镀的。但除了材质有严格限制外，程序与药液的管控较繁琐，故业界少用。另外，在铝的阳极处理方面，铝的工件是阳极，阴极有石墨板、铅板、铝板等。铝的阳极处理电解液，主要以硫酸1020%液为主，也有以草酸或者混合酸处理的，要看工件与客户需求。铝及铝合金的镀前处理(1)铝及铝合金的特点在铝及铝合金上电镀比在钢铁、铜等金属材料上电镀要困难和复杂得多，其主要原因有以下几个方面。 铝及铝合金对氧具有高度的亲和力，极易生成氧化膜，并且这层氧化膜一经除去又会在极短的时间里产生一层新的氧化膜，严重影响镀层的结合力。 铝的电极电位很负，浸入电镀液时容易与具有较正电位的金属离子发生置换，影响镀层结合力。 铝及铝合金的膨胀系数比其他金属大，因此不宜在温度变化较大的范围内进行电镀。铝及铝合金与其他金属镀层膨胀系数不同将引起较大的应力，从而使镀层与铝及铝合金之间的结合力不牢。铝是两性金属，能溶于酸和碱，在酸性和碱性电镀液中都不稳定。铝合金压铸件有砂眼、气孔，会残留镀液和氢气，容易鼓泡，也会降低镀层和基体金属间的结合力。为在铝及铝合金表面上得到结合力良好的电镀层，应针对以上原因，在镀前采取一定的前处理措施。除了常规的除油、浸蚀、出光外，还需要进行特殊的预处理，制取一层过渡金属层或能导电的多孔性化学膜层，以保证随后的电镀层有良好的结合力。目前常用的方法有两种：先化学浸锌，然后电镀其他金属；先进行阳极氧化处理，再电镀其他金属。(2)化学浸锌化学浸锌是是将铝和铝合金制件浸入强碱性的锌酸盐溶液中，在清除铝表面氧化膜的同时，置换出一层致密而附着力良好的沉积锌层。这层沉积锌层一方面可防止铝的再氧化，另一方面改变了铝的电极电位，在锌的表面电镀要比铝表面电镀容易得多，同时也改善了其他条件的影响，使铝和铝合金的电镀获得满意的结合力。1)化学浸锌原理当铝和铝合金浸入强碱性的锌酸盐溶液时，界面上发生氧化还原反应，即铝氧化膜和铝的溶解以及锌的沉积。Al203+2NaOH=2NaAl02+H202Al+2Na0H+2H20=2NaAl02+3H2 2Al+3Zn022- +2H20=3Zn+ 2A 102-+40H一在浸锌溶液中锌以配合物形式存在，析出电位变负，放置换反应进行地缓慢而均匀。而由于氢在锌上有较高的过电位，所以析氢反应受到强烈的抑制，使铝基体不会受到严重的腐蚀，这样有利于置换反应，从而获得均匀致密的锌沉积层。2)化学浸锌工艺规范浸锌工艺一般采用两次浸锌。第一次浸锌时，首先溶解氧化膜而发生置换反应，获得的锌层粗糙多孔，附着力不佳，同时难免还有少量氧化膜残留。第一次浸锌层需要在1：1硝酸溶液中除去，使铝表面呈现均匀细致的活化状态。然后第二次浸锌以获得薄而均匀细致、结合力强的锌层。浸锌层以呈米黄色为佳，两次浸锌可以在同一浸锌溶液中进行，也可先在浓溶液后在稀溶液中进行。在浸锌溶液中，氢氧化钠是锌的络合剂，通过控制其与氧化锌的相对含量，可以控制置换反应以比较缓慢的速度进行，从而改善镀层结构使结晶细致均匀。化学浸锌溶液中，氢氧化钠：锌一般为(56)：1，但铝铜合金则比例提高到(610)：1。在浸锌溶液中，除了氢氧化钠和氧化锌外添加少量其他物质，其目的在于改善浸锌层的结构，提高浸锌层与基体的结合力。加入少量的FeCl3时，Fe3+与Al发生置换反应，使沉积的锌层含有少量铁，加入酒石酸钾钠时，可防止Fe3+在碱性溶液中沉淀，通过控制它们的加入量可调节锌层中铁的含量。溶液中引入F一可对铝硅合金起活化作用。化学浸锌时的挂具不能用铜或铜合金，以防止铜与铝或铝合金接触置换，应把钢丝或铜或铜合金镀镍后进行化学浸锌。(3)阳极氧化处理阳极氧化处理是指在一定的工艺条件下，在铝与铝合金表面上生成一层具有一定厚度和特殊结构的氧化膜。这层氧化膜孔隙多，孔径大，具有良好的导电性，与基体结合力强。电镀时，金属粒子沉积在膜孔隙中，提高镀层的结合力。 阳极氧化可在多种溶液中进行，与其他阳极氧化工艺所得到的氧化膜相比，磷酸氧化膜呈现比较均匀的粗糙度，具有超微观均匀的凹凸结构、最大的孔径和最小的电阻，若在此表面上沉积金属，则晶核形成多，镀层均匀细致，附着力好。因此，磷酸阳极氧化处理是最适合为电镀打底层的阳极氧化处理工艺。常用的磷酸阳极氧化的工艺规范如下：磷酸(H3P04) 300500g L 电压 2040V温度 2535 氧化时间 l015min阳极电流密度 l2A dm2氧化膜的孔隙率，随磷酸含量的增加和温度的升高而增大，随电流密度的降低而减少；氧化膜的厚度随磷酸浓度的增加而降低。氧化膜的厚度只需3m左右即可。由于