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铝及铝合金镀镐工艺的探讨略

2020/10/16 来源:韶关信息港

导读

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

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,因此镀层易气泡、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,并避免其重新构成,和铝制件浸入电解液时,阻挠置换反应的产生.作为海军大修飞机的工厂,我们在修理进程中常常遇到铝及铝合金电镀.通过实验,摸索出最好的工艺条件.铝合金镀福零件表面不但光泽度好,而且结合力、耐蚀性也非常好,到达航标要求.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 401609/L,70190“c,11Zmin.  油污严重的先采取有机溶剂清洗.  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 01150留L,室温,退尽为止.  2.2.2 退除旧锌层溶液组成及操作条件  硫酸 10 1150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 401609/L,50190“C,退尽为止.  2.24 退除Ni1P合金溶液组成及工艺条件  浓硝酸 7 00mL/L,氯化钠301409/L,6次甲基4胺61109/L,尿素151ZoglL,室温.  (1) 退镀前制件应烘干或用冷风吹干,避免带人水份而下降硝酸浓度,导致基体被腐蚀.  (2) 退镀好的零件应迅速清洗,以避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常使用浓硝酸退除.虽然浓硝酸氧化性很强,但是浓硝酸对Ni1P合金层的腐蚀速率较慢,退除时产生大量的No2气体,对环境污染很大.精密零件化学镀Ni1P合金层退镀后,浓硝酸对基体金属的腐蚀量常常超标,尤其是对螺栓类零件过腐蚀特别明显.为了克服退除化学镀镍层对螺栓类零件过腐蚀的缺点,我们经过上百次实验,终究挑选出了上述退镍工艺.在退除Ni1P合金层时,对基体的腐蚀很小,不容易过腐蚀,退镀时的气体也较少,能保证退镀质量,改进了工作环境.  2.3 碱蚀  氢氧化钠 4016og/L,70190“c,112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,在活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)23:1的混合酸中(由于反应比较剧烈,要加人1定量的缓蚀剂),浸55左右,便可去除.  2.5 浸锌  浸锌液配方及工艺条件:  氢氧化钠 401509/L,氧化锌101150留L,酒石酸钾钠11120岁L,3氯化铁1129几,氢氟酸lg/参加2012年斯诺克海口公开赛。今日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和后续的镍层结合良好,且能掩盖基体表面的缺点,有助于获得良好的镀层.  我们采取碱性浸锌液.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 11.09/L,室温,5110,.  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,NaH2PO2·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%19%.  在化学镀镍进程中,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  镀液成份及工艺条件:  CdO.40145g/L,NaCN.11O1140g/L,Na2SO4·10H2O.40160g/L,NiS04·7H2O.0.511.5g/L,光亮剂518mL/L,15130℃,1.012.5A/dm2,316v,15-  60min,阳极材料为Cd11、Cd12.  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115min内逐步升至正常电流;出槽前113min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0.511.0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,特殊情况下采取315倍放大镜进行检查.钝化后的镐镀层带有彩虹的金黄色,且钝化膜完全,色采均匀.  3.2 厚度  镀福层厚度15125μm.  3.3 结合力  将尺寸为 7Ommx25mm火(112)mm、表面粗糙度为幻的试样,用钳子夹紧,反复曲折180“(向两侧各曲折90)直至断裂;或将零件(试样)反复曲折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,基体金属或镀层虽产生龟裂,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进行盐雾腐蚀实验,耐蚀性到达了HB5362 的规定.锡镀层黄色钝化膜盐雾实验出现白色腐蚀产物的时间大于% h;盐雾实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,机载装备产品上越来越多地采取铝合金材料.通过实验和调研,摸索出一套完全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,并取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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