石长老
第11楼2007/01/06
铝和铝合金的前处理工艺:
铝和铝合金具有密度小和易于加工的性能,广泛应用于各个领域。但是,铝及其合金有易产生晶间腐蚀、表面硬度低、不耐磨损等弱点,因此根据应用情况,在其表面上进行催化处理,可改善其耐腐蚀性,提高耐磨性、硬度和装饰性。
但是,与钢铁相比,在铝及其合金表面上进行催化处理有如下特殊困难:
⑴.铝是一种化学性质比较活泼的金属,与氧的亲合力很强,在大气中,其表面极易生成一层很薄而致密的氧化膜。甚至刚刚除去氧化膜的新鲜表面上,又会生成新的氧化膜,它严重影响镀层与基体金属的结合力。
⑵.铝的电极电位很负,很容易失去电子,当浸入镀液时,能与多种金属离子立即发生置换反应,从而使其它金属与铝制品表面形成接触镀层。这种接触镀层疏松粗糙,与基体的结合强度很差,因此严重影响镀层与基体的结合力。
⑶.铝属于两性金属,在酸、碱溶液中都不稳定,往往使催化过程中的反应复杂化。
由此可知,要在铝及其合金制品上得到良好的催化镀层,最关键的是结合力问题。而结合力好坏则取决于前处理的好坏,因此,镀前处理是十分重要的。
除了常规的除油、浸蚀等处理外,还必须进行特殊处理。方法是在基体金属与镀层之间制取既和基体铝结合力好,同时又与镀层结合力好的中间层,使得除去铝表面的自然氧化膜后能防止氧化膜的再产生,并防止零件浸入镀液时发生置换金属的反应,这样才能保证催化处理的正常进行和获得结合力好的良好镀层。
预处理工艺流程为:
铝零件→除油→浸蚀→第一次浸锌→
硝酸退除→第二次浸锌→催化处理
石长老
第12楼2007/01/06
具体操作方法
⑴. 除油
由于铝是一种活泼的两性金属,即溶于酸又溶于碱。在强碱溶液中会发生剧烈的氧化反应而生成铝酸盐,因此,铝及其合金与钢铁件不同,在除油时不能采用强碱性溶液,那样会使零件遭到破坏,而应采用弱碱性溶液进行除油,弱碱性除油剂配方如下:
碳酸钠
30~40g/L
磷酸三钠
50~60g/L
温度
60~70℃
时间
1~3min
先用肥皂人工刷洗,然后用三氯乙烯和四氯乙烯的混合溶剂除油,最后在弱碱性除油液中浸泡除油。除油后第一道最好用热水冲洗,再用冷水冲洗(除油后应立即冲洗,切不要把碱液干结在零件上)。
⑵. 浸蚀
除油同时,由于铝被腐蚀,基体中一些不溶于碱的元素如铜、镁、锰、硅、锌会暴露在零件表面,浸蚀的目的是用酸把这些元素溶解去除,以保证均匀的和富铝的表面状态。浸蚀液配方如下:
浓硫酸
200~300g/L
水
700~800g/L
温度
室温
时间
30~60s
针对不同的铝合金可选用不同的浸蚀剂配方,如铜可用硝酸去除,硅可用氢氟酸去除等
⑶. 第一次浸锌
铝的表面有一层天然的、致密的氧化膜,不去除它,就难以获得结合良好的催化层,而去除以后在大气中又会迅速形成。浸锌的目的就是一方面去除这层氧化膜,另一方面在铝零件表面形成一层锌的置换层,起到阻挡作用,使去除了氧化膜的表面与大气隔绝免受氧化。浸锌溶液为强碱溶液,配方如下:
氢氧化钠
500g/L
氧化锌
100g/L
氯化铁
1g/L
酒石酸钾钠
10g/L
温度
室温
时间
20~30s
浸锌在室温下进行,第一次浸锌时间为20~30s。浸锌以后,白色的铝表面变为均匀的青灰色锌层。
⑷. 硝酸退除
为了获得更薄、更均匀的浸锌层,去除第一次锌酸盐溶液留下的暴露在外面的夹杂物,要用1:1(体积)的硝酸溶液将第一次浸锌层退除。
⑸. 第二次浸锌
第一次浸锌获得的常常是覆盖不完全的锌层,容易给以后的催化处理带来结合不良的潜在危险。硝酸退除后,钝化了铝合金基体,露出富铝表面,第二次浸锌可以获得更薄、更均匀、更致密的浸锌层。第二次浸锌的溶液配方与第一次相同,时间更短,为15~20s。
⑹. 预镀处理
当经过浸锌处理的铝零件浸入催化液时,锌层迅速被溶解,这一结果带来了两个不利影响,锌层的迅速溶解使它失去了对铝表面的保护作用,易产生催化层结合不良的问题,另一个不利影响是浸锌层溶解进催化液,使催化液受到污染,使用寿命缩短。采用预镀处理可以有效地消除这两个不利影响。预镀处理配方如下:
硫酸镍
20
次磷酸钠
30
柠檬酸钠
10
氯化铵
30
中和用碱
NH4OH
PH值
9~10
温度
35~45
⑺. 催化处理。
注意事项:以上每道工序间必须彻底用水清洗,避免上一道工序的残留液进入下一道工序。