铝合金化学镀

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铝合金防腐处理工艺

铝合金防腐处理工艺

铝合金防腐处理工艺在现代工业和日常生活中,铝合金因其优异的性能,如轻质、高强度、良好的导电性和导热性等,被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑、电子等众多领域。

然而,铝合金在特定环境中容易受到腐蚀,这可能会影响其性能和使用寿命。

因此,铝合金的防腐处理工艺至关重要。

铝合金腐蚀的原因主要有电化学腐蚀和化学腐蚀。

电化学腐蚀通常发生在铝合金与不同金属接触或存在电解质的环境中,形成原电池导致腐蚀。

化学腐蚀则可能由于铝合金与强酸、强碱等化学物质直接反应而产生。

为了有效地防止铝合金的腐蚀,人们研发了多种防腐处理工艺,以下是一些常见的方法:阳极氧化处理这是一种广泛应用的铝合金表面处理技术。

将铝合金作为阳极置于电解质溶液中,通过电解作用在其表面形成一层氧化膜。

这层氧化膜具有较高的硬度和耐腐蚀性,可以显著提高铝合金的表面性能。

氧化膜的厚度和性能可以通过控制电解参数,如电流密度、电压、电解时间和溶液成分等来调节。

化学转化处理常见的有铬酸盐转化处理和磷酸盐转化处理。

铬酸盐转化处理能在铝合金表面形成一层致密的铬酸盐膜,具有良好的耐蚀性。

但由于铬酸盐对环境有一定的危害,其应用逐渐受到限制。

磷酸盐转化处理则相对环保,形成的磷酸盐膜可以为后续的涂装提供良好的基底,增强涂层的附着力和耐腐蚀性。

有机涂层防护通过在铝合金表面涂覆有机涂料,如油漆、树脂等,来隔绝铝合金与外界环境的接触,从而达到防腐的目的。

在涂覆前,通常需要对铝合金表面进行预处理,如除油、除锈、磷化等,以提高涂层的附着力和防护效果。

电镀和化学镀电镀是利用电解原理在铝合金表面沉积一层金属镀层,如镍、铬、锌等。

化学镀则是通过化学反应在铝合金表面沉积金属镀层。

这些镀层可以提供良好的防护性能,但工艺相对复杂,成本较高。

激光熔覆利用激光束的高能量将防腐材料熔覆在铝合金表面,形成一层致密的防腐涂层。

这种方法具有涂层与基体结合强度高、热影响区小等优点,但设备投资较大,工艺要求较高。

微弧氧化处理这是一种新兴的表面处理技术,通过在铝合金表面产生微弧放电,在原位生长出一层陶瓷质氧化膜。

铝及铝合金电镀的浸锌工艺

铝及铝合金电镀的浸锌工艺

1 引言铝及铝合金种类繁多,其显微结构和电化学行为有很大差异,同一种合金又可能经不同的热处理,因此,很难找到一种适合各种成分、不同金相结构和表面状态的通用表面预处理方法。

目前国内外普遍采用的铝及铝合金镀前处理方法主要有:(1)化学浸锌—一电镀铜一电镀其它镀层;(2)电镀薄锌层一电镀铜一电镀其它镀层;(3)阳极氧化一电镀其它镀层;(4)直接电镀法;(5)化学镀镍一电镀其它镀层;(6)电镀镍一电镀其它镀层;(7)铝合金一步法镀铜一电镀其它镀层。

传统的铝合金表面处理方法是阳极氧化、铬酸盐处理,在电镀行业中浸锌法最为普遍。

浸锌工艺是铝件电镀前处理方法中最为简便、经济,也是工业上使用最广的工艺。

2浸锌工艺概述2.1浸锌工艺的发展铝的电极电势太负,以致除镀铬液外任何镀液都会生成浸镀层。

研究表明,锌层是电镀、化学镀层的良好过渡层。

碱性浸锌液的配方是Hewitson在1927年取得的专利,以后相继也有一些专利发表。

然而,直到由Bengston,Meyer-,Ehrhardt和Guhrie等开展了更有针对性的研究工作后,这种浸锌方法才真正得到了广泛的应用。

Saubestre和Morico以及Such和Wyszynski对浸锌溶液的配方和浸锌工艺进行了改进和完善。

基础锌酸盐溶液主要成分为Na0H和Zn02。

为了使铝制件上的镀层获得较高结合力,在足以保证电沉积层良好的条件下,浸锌层的厚度应尽可能的薄。

决定置换出锌量的两个最主要因素是:合金的性能和所使用的浸锌工艺。

S.G.Robertson,I.M.Ritchie研究了FeCll、KNaC4H4O6的功能,发现单独加。

KNaC4 H4O6不能显著影响浸锌速率、镀层质量、锌的极化曲线。

这说明。

KNaC4H406仅络合溶液中Fe3+FeCl3和KNaC4H406一起加人,对反应有显著影响。

指出Fe3+主要功能是减小锌晶粒的尺寸,并与铝基体发生微量置换反应,与锌生成锌铁合金;微量的锌铁合金的存在,使浸锌层更薄、致密,同时提高了耐蚀性,有利于提高置换锌层与基体的结合力。

铝合金表面导电处理

铝合金表面导电处理

铝合金表面导电处理铝合金是一种常用的金属材料,具有轻质、强度高、耐腐蚀等优点,广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

然而,铝合金的表面往往存在导电性差的问题,限制了其在一些特定领域的应用。

因此,对铝合金表面进行导电处理成为了一个重要的研究方向。

铝合金表面导电处理的方法有很多种,下面将介绍几种常用的方法。

一、化学处理法化学处理法是一种常见的铝合金表面导电处理方法,其原理是通过在铝合金表面形成一层导电膜来提高其导电性能。

常用的化学处理方法有阳极氧化法和化学镀法。

阳极氧化法是指将铝合金表面置于电解液中,经过一定的电解条件,使铝合金表面形成一层致密的氧化膜,从而提高其导电性能。

化学镀法是通过在铝合金表面镀上一层导电性能较好的金属,如铜、镍等,来改善铝合金的导电性能。

二、物理处理法物理处理法是指通过物理手段改变铝合金表面的形貌和结构,从而提高其导电性能。

常用的物理处理方法有喷砂、刮砂和刷砂等。

这些方法可以增加铝合金表面的粗糙度,增加其与导电材料的接触面积,从而提高导电性能。

三、涂层处理法涂层处理法是指在铝合金表面涂覆一层导电性能较好的材料,如导电漆、导电胶等。

涂层可以填充铝合金表面的微孔,提高其导电性能。

此外,涂层还可以起到防腐蚀和抗氧化的作用,提高铝合金的使用寿命。

四、激光处理法激光处理法是一种新兴的铝合金表面导电处理方法。

激光可以在铝合金表面产生高能量密度的热源,使其表面迅速熔化和凝固,形成一层致密的导电层。

激光处理具有处理速度快、效果好等优点,但设备成本较高,需要专业的操作人员。

除了以上几种方法,还有一些其他的铝合金表面导电处理方法,如电镀法、电解沉积法等。

这些方法各有优缺点,可以根据具体需求选择合适的方法。

铝合金表面导电处理是提高铝合金导电性能的重要手段。

通过化学处理、物理处理、涂层处理和激光处理等方法,可以有效地提高铝合金表面的导电性能,拓展其在各个领域的应用。

随着科技的不断进步,铝合金表面导电处理技术也将不断创新和发展,为铝合金的应用提供更多可能性。

7075铝合金表面处理

7075铝合金表面处理

7075铝合金表面处理1.化学镀镍、渗氮、热扩渗都是传统的铝合金表面强化技术,能够改善材料的表面性能。

研究化学镀镍加气体渗氮的复合方法处理7075铝合金表面的工艺和性能以及7075铝合金与Mg-Zn合金相互扩散过程。

对带有镍层表面的7075铝合金进行气体渗氮,增大了铝合金的表面硬度,其硬度最高达700HV,是基体硬度的7-8倍。

2.7075铝合金表面镀硬铬工艺。

3.化学镀技术:在铝合金基体上制备Ni-Cu-P合金镀层、Ni-P/纳米金刚石或者Ni-Co-P/Si3N4化学复合镀层。

4.铝合金复合涂层技术,研究硬质阳极氧化处理,发展具有减摩耐磨性能的自润滑铝合金复合涂层。

将铝先进行硬质阳极氧化,然后采用热浸法引入聚四氟乙烯微粒至氧化膜膜孔及表面,通过真空精密热处理后形成复合涂层。

5.复合电镀:利用复合电镀技术,在铝合金基体上电镀Ni/微米Al2O3/纳米Al2O3复合镀层。

6.喷涂方法:在铝合金表面喷涂烧结型WC-17Co粉末,制备WC涂层,以提高铝合金基体的耐磨性。

7.激光熔覆技术用激光熔覆技术对铝合金表面进行改性,在铝合金表面激光熔覆制备各种性能的硅涂层。

利用横流CO2高激光器,以铝合金为基材,在其表面预置硅粉后进行激光处理,研究熔覆工艺参数优化、组织形貌、热处理研究。

8.低温常压化学气相沉积(APCVD)技术,在铝及其合金基底上制备硅氧化物陶瓷薄膜。

沉积温度为400℃,有效提高铝及铝合金表面的耐磨性。

9.强流脉冲电子束表面改性:高能电子束在很短的脉冲时间内将能量注入材料表面极薄的一层。

利用Nadezhda-2型强流脉冲电子束装置研究了对6063铝合金化学镀的影响和YG8硬质合金的改性研究。

10.铝合金表面镀渗复合改性处理工艺:利用闭合场非平衡磁控溅射预先在铝合金表面制备一层Ti膜,再进行脉冲等离子体渗氮处理,探索了铝合金表面镀渗复合改性处理工艺。

复合改性后与未处理铝合金的磨损率相比,下降了64.7%。

铝合金化学镀热化学反应法有机涂层烧结论文

铝合金化学镀热化学反应法有机涂层烧结论文

铝合金表面“三防”涂层的制备及机理研究【摘要】铝合金是一种广泛使用的合金材料,在造船业和航空领域有广泛的应用。

如LY12CZ铝合金主要用作飞机的主体结构。

同时,铝合金快船因其质量轻,速度快,已经大量的应用在海上短途交通。

在自然条件下,铝合金容易在表面形成一层自然氧化膜,但是膜层多孔而不均匀,抗蚀性差,不足以抵抗恶劣环境条件下的腐蚀。

因此,铝合金在海洋气候下的“三防”问题仍是一个亟待解决的问题。

为了提高铝合金在海洋气候下的使用寿命,本课题在铝合金表面制备“三防”涂层。

所谓“三防”是指防潮湿、防盐雾、防霉菌。

因此在铝合金表面制备三层涂层:第一层为化学镀Ni-P涂层;第二层为热化学反应法制备复相陶瓷涂层;第三层为浸涂法制备有机硅改性环氧树脂涂层。

通过多次试验得出各涂层的最佳配比与工艺:(1)化学镀Ni-P:硫酸镍25g/L;次亚磷酸钠25g/L;乳酸30g/L;丁二酸10g/L;苹果酸8g/L;乙酸钠10g/L;pH:4.6~5.4;温度:85~90℃。

(2)陶瓷涂层:MgO:Al2O3:SiO2:ZnO=2:6:1:1(质量比);骨料:粘结剂=1:2(质量比);400℃固化,升温速度为2℃/min。

60℃、100℃、200℃、300℃... 更多还原【Abstract】 Aluminum alloy is a widely used material in thefield of shipbuilding and aviation LY12CZ aluminum alloy is mainly used as the main structure of the aircraft. Meanwhile, because of their light weight and fast speed, the aluminumclippers has a large number of applications in short sea transport. Under natural conditions, it is easy to form a natural oxide film on the surface of aluminum alloy, but the film is porous and uneven, poor corrosion resistance, can not resist corrosion under harsh envi... 更多还原【关键词】铝合金;化学镀;热化学反应法;有机涂层;烧结;【Key words】Aluminum;Electroless plating;Thermo-chemical reaction;Organic coating;Sintering;摘要5-6Abstract 6-7第一章绪论10-251.1 铝及其合金概述10-111.2 铝及其合金的性质、分类11-121.3 铝合金在国内外的应用12-131.4 铝合金在海洋气候下的腐蚀机理131.5 铝合金的表面防护技术13-231.5.1 铝合金表面化学镀14-151.5.2 铝合金表面陶瓷涂层的制备15-191.5.3 铝合金表面有机涂层的制备19-231.6 本课题研究的意义、目的及内容23-25第二章实验方法及工艺流程25-362.1 基体材料的选择252.2 实验流程25-262.3 铝合金表面化学镀Ni-P涂层26-272.3.1 实验原料262.3.2 实验主要仪器及设备26-272.3.3 铝合金表面化学镀Ni-F涂层的实验过程272.3.4 溶液组成及操作条件272.4 铝合金表面热化学反应法制备陶瓷涂层27-302.4.1 实验原料27-282.4.2 实验仪器及设备282.4.3 涂层的制备28-302.5 铝合金表面有机硅改性环氧树脂涂层的制备30-342.5.1 实验原料302.5.2 主要实验仪器及设备30-312.5.3 实验流程31-322.5.4 有机硅改性环氧树脂涂层的制备32-342.6 铝合金表面"三防"涂层的制备34-362.6.1 实验流程342.6.2 实验工艺342.6.3 涂层的测试方法34-36第三章实验结果与分析36-553.1 Ni-P涂层中各药品的作用363.2 陶瓷涂层的实验结果与分析36-443.2.1 实验药品的选择及工艺的确定36-403.2.2 涂层的形貌分析40-413.2.3 涂层的XRD分析413.2.4 涂层的耐盐性能分析41-423.2.5 涂层耐海水腐蚀性分析42-433.2.6 热化学反应法制备陶瓷涂层的机理43-443.3 有机硅改姓环氧树脂涂层的实验结果与分析44-513.3.1 实验药品的选择及工艺参数的确定44-463.3.2 涂层的形貌分析46-473.3.3 涂层的XRD分析47-493.3.4 涂层的耐盐雾性能分析493.3.5 涂层的耐霉菌腐蚀性能分析49-503.3.6 涂层与基体的结合机理分析50-513.4 铝合金表面"三防"涂层的实验结果与分析51-553.4.1 "三防’涂层的表面形貌51-523.4.2 "三防’涂层的XRD分析52-533.4.3 "三防’涂层的耐盐雾分析533.4.4 "三防’涂层的耐海水腐蚀分析533.4.5 "三防’涂层的耐霉菌腐蚀性能分析53-55 第四章结论55-56参考文献。

铝合金电镀工艺流程

铝合金电镀工艺流程

铝合金电镀工艺流程铝合金电镀是一种常见的表面处理工艺,可以提高铝合金的耐腐蚀性、硬度和外观质量。

下面将介绍铝合金电镀的工艺流程。

首先,准备工作。

在进行铝合金电镀之前,需要对铝合金表面进行清洁处理,以去除表面的油污、氧化物和其他杂质。

这一步是非常重要的,因为表面的清洁程度将直接影响到电镀层的附着力和质量。

清洁处理通常包括化学清洗、机械清洗和酸洗等步骤。

接下来是化学预处理。

铝合金在进行电镀之前,需要进行化学预处理,以增加其表面的粗糙度和活性,从而提高电镀层的附着力。

常见的化学预处理方法包括酸洗、碱洗、磷化和化学镀等。

这些方法可以有效地改善铝合金表面的粗糙度和附着力,为电镀层的形成奠定基础。

然后是电镀。

在完成清洁和化学预处理后,铝合金就可以进行电镀了。

电镀是将金属离子沉积到基底金属表面的过程,通过电化学方法将金属离子还原成金属沉积在基底金属表面,形成一层金属电镀层。

在铝合金电镀中,常用的电镀方法包括镍电镀、铬电镀、铜电镀和铝电镀等。

这些电镀层可以提高铝合金的耐腐蚀性和外观质量。

最后是后处理。

在完成电镀后,需要进行后处理工艺,以提高电镀层的性能和外观。

后处理工艺通常包括烘干、喷漆、抛光和包装等步骤。

这些工艺可以进一步改善电镀层的光泽度、平整度和耐腐蚀性,使其达到预期的要求。

总结一下,铝合金电镀工艺流程包括准备工作、化学预处理、电镀和后处理。

通过这些步骤,可以有效地提高铝合金的耐腐蚀性、硬度和外观质量,满足不同工业领域对铝合金产品的要求。

希望本文对铝合金电镀工艺流程有所帮助。

铝合金表面处理工艺

铝合金表面处理工艺

铝合金表面处理工艺表面处理是通过机械和化学的方法处理后,在产品表面形成一层保护层,以增加机体的抗蚀性和美观度,提升产品的价值。

选择表面处理种类时需考虑使用环境、使用寿命、人为欣赏和经济价值等因素。

表面处理流程包括前处理、成膜、膜后处理、包装、入库和出货等工序。

前处理包括机械处理和化学处理,目的是剔除凹凸不平和油污锈迹等,形成一个稳定的保护层。

铝材表面处理常见的化学处理工艺有铬化、喷漆、电镀、阳极氧化和电泳等,机械处理工艺有拉丝、抛光、喷吵和打磨等。

铬化可以在产品表面形成一层化学转化膜,适合所有铝及铝合金产品,但膜层质软,不耐磨,不适合做产品外部件。

阳极氧化可以形成一层均匀、致密的氧化层,使产品表面硬度提高,适合油缸、传动等特殊产品。

在铬化工艺中,脱脂、铝酸脱、铬化、包装和入库是必要的步骤。

铬化适用于铝及铝合金、镁及镁合金产品。

铬化后的产品要求颜色均匀、膜层细致、不能有碰伤、刮伤、粗糙或掉灰等现象,膜层厚度应在0.3-4um之间。

阳极氧化可以使产品表面形成一层致密的氧化层,提高产品表面硬度,适用于油缸、传动等特殊产品。

硬质阳极氧化可以使产品表面硬度更高,达到400-1200HV。

铝材电镀工艺是利用电化学原理,在铝及铝合金表面镀上一层金属或合金的薄膜,以改善其表面性能。

铝及铝合金材料具有导电性好、传热快、比重轻、易于成型等优点,但硬度低、不耐磨、易发生晶间腐蚀、不易焊接等缺点,限制了其使用范围。

电镀可以改善铝材的装饰性、表面硬度与耐磨性、摩擦系数、润滑性、导电性能、耐蚀性、焊接性、与橡胶热压合时的结合力和反光率,同时也可以修复尺寸公差。

常见的铝材电镀工艺有电镀铬、电镀铜、电镀镍、电镀锌、电镀银、电镀金等。

不同的电镀工艺适用于不同的应用场合,如电镀铬适用于汽车、机械、电器等领域,电镀铜适用于电子、通讯等领域,电镀锌适用于建筑、家具等领域。

在进行铝材电镀前,需要进行表面处理,包括除油、碱蚀、酸洗、中和、水洗、预镀等步骤。

铝及铝合金直接化学镀镍前处理工艺研究

铝及铝合金直接化学镀镍前处理工艺研究

铝及铝合金直接化学镀镍前处理工艺研究在铝及铝合金表面形成一层均匀的氧化铝膜是非常重要的。

氧化铝膜可以提供一个良好的基底,有助于后续的化学镀镍工艺。

常用的方法有化学法、电化学法和热氧化法。

化学法通常是将铝表面浸泡在含有氧化剂的酸性溶液中,通过氧化反应形成氧化铝膜。

电化学法是利用电解池将铝表面与阳极连接,通过电流的作用形成氧化铝膜。

热氧化法是将铝加热至一定温度,在空气中进行氧化反应。

这些方法各有优缺点,可以根据具体情况选择适合的方法。

为了提高铝表面的粗糙度,常常需要进行机械处理,如研磨、抛光等。

机械处理可以去除表面的氧化物和污染物,使铝表面更加光滑,有利于氧化铝膜的形成。

为了增加铝表面的附着性,还需要进行一定的活化处理。

活化处理可以提高铝表面的亲水性,使其更容易与镀液中的镍离子发生反应。

常用的活化方法有酸洗、碱洗和活化剂处理等。

酸洗是将铝表面浸泡在含有酸性溶液中,通过酸的腐蚀作用去除表面的氧化物和污染物。

碱洗是将铝表面浸泡在含有碱性溶液中,通过碱的腐蚀作用去除表面的氧化物和污染物。

活化剂处理是将铝表面浸泡在含有活化剂的溶液中,通过活化剂的作用改善表面的性质。

为了进一步提高镀层的质量和均匀性,可以进行一些附加的处理,如表面清洁、去油脂和除尘等。

表面清洁可以去除铝表面的杂质和污染物,提高镀层的附着力。

去油脂可以去除表面的油脂和有机物,减少镀层的缺陷。

除尘可以去除表面的尘埃和颗粒,保证镀层的均匀性。

铝及铝合金直接化学镀镍前处理工艺是一个复杂的过程,需要进行多个步骤的处理。

通过合理选择和组合这些处理方法,可以有效地提高铝及铝合金的表面质量,为后续的化学镀镍过程提供良好的基础。

这对于提高铝及铝合金的耐腐蚀性、装饰性和机械性能具有重要的意义。

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铝合金化学镀一、概述铝及铝合金是应用最广泛的金属之一,其具有导电性好、传热快、比重轻、强度高、易于成型等优点。

但是,铝及铝合金也存在硬度低、不耐磨、易于发生晶间腐蚀、不易焊接等缺点,影响其应用范围和使用寿命。

铝及其合金经过表面处理后可扬长避短,延长其使用寿命和扩大应用范围,赋予其防护、装饰等用途。

铝合金的表面处理技术包括阳极氧化、电镀、化学镀等方法。

铝上电镀比其他金属上电镀要困难得多,容易出现气泡和脱皮,结合力不良等问题。

究其原因是铝合金在空气中极易氧化。

因此,在进行一般的除油、碱液腐蚀和浸蚀后,暴露出制件的活化表面,在电镀之前的瞬间又重新被氧化,形成的氧化膜严重地影响了镀层的结合力,造成镀层起泡和脱落。

为了解决这一问题,目前普遍采用化学镀的方法。

铝合金表面化学镀因具有诸多的优良性能及特性而在电子工业、石油化工、机械和航天等领域的应用而不断增加,如何优化工艺、提高质量日益成为人们关注的焦点。

所谓化学镀,是指不使用外电源,而是依靠金属的催化作用,通过可控制的氧化-还原反应,使镀液中的金属离子沉积到镀件上去的方法,因而化学镀也被称为自催化镀或无电镀。

铝及铝合金属于化学镀难镀基材,因此在其基体上进行化学镀有其自身的特点:①铝是一种化学性质比较活泼的金属,在大气中易生成一层薄而致密的氧化膜,即使在刚刚除去氧化膜的新鲜表面上,也会重新生成氧化膜,严重影响镀层与基体的结合力。

②铝的电极电位很低(-1.56V),极易失去电子,当浸入镀液时,能与多种金属离子发生置换反应,析出的金属与铝表面形成接触镀层。

这种接触性镀层疏松粗糙,与基体的结合力强度差,严重影响了镀层与基体的结合力。

③铝属于两性金属,在酸、碱溶液中都不稳定,往往使化学镀过程复杂化。

由此可知,要在铝及铝合金制品上得到良好的化学镀层,最关键的就是结合力问题,而结合力取决于化学镀的前处理。

因此,对于铝及其合金来说,镀前处理是十分重要的。

【1】化学镀目前使用最广泛的是化学镀镍,本文以铝合金化学镀镍为例,讲述其机理、体系、工艺及其应用等内容。

二、化学镀镍原理由化学镀镍溶液中次亚磷酸阴离子引起的镍析出反应,首先镀液中的次亚磷酸阴离子与触媒金属接触后,在触媒金属形成(PO2)—离子:(H2PO2)—→(PO2)—+ 2[H] (1)由(1)式反应生成的(PO2)-再次在相同的触媒上引起脱氢反应形成亚磷酸离子:(PO2)—+ H2O →H++ (HPO3)2—(2)该反应因为伴随有[H]和H+的生成,所以反应(1)和(2)都显示出对pH的依存性。

反应(1)与(2)是同时进行的。

反应(1)生成的氢原子被触媒金属表面吸附,即形成所谓的缩合层,具有很强的活性。

由于该氢原子的存在使镀液中的镍离子被还原生成金属镍的同时也产生氢离子。

Ni2++ 2[H] →Ni + 2H+(3)另外,因次亚磷酸阴离子的脱水反应生成的活性化的磷与镍一起析出生成非晶态Ni-P 合金,附着在被镀金属表面。

(H2PO2)—+ [H] →H2O + OH—+ P (4)一部分氢原子生成气体状的氢分子2[H] →H2↑(5)反应(1)、(2)、(3)在高pH时被促进,而反应(4)在高pH时被抑制。

反应(3)析出的镍作为触媒,继续上述同样的反应。

另外,反应(5)与反应(3)相比,大约具有2倍的反应速度,次亚磷酸离子的镍还原效率约为30%。

【2】三、化学镀镍的体系在化学镀镍体系中,主要包括主盐、还原剂、络合剂、加速剂、稳定剂、缓冲剂等,它们在镀液中各自起着不同的作用,对沉积速度、镀液的稳定性、镀层的磷含量等有着重要的影响。

【2】(1)主盐。

化学镀镍溶液中的主盐是镍盐,它的主要作用是提供沉积所需的镍离子。

常用的镍盐有硫酸镍、氯化镍、醋酸镍、碳酸镍、次磷酸镍等。

由于氯离子和硫酸根离子等对铝合金基体有腐蚀作用,可先用氢氧化钠和硫酸镍反应,生成氢氧化镍沉淀,过滤掉硫酸根离子后用醋酸等溶解。

用这种方法可减少对铝基体的腐蚀,同时也很经济实用。

(2)还原剂。

还原剂的主要作用是在化学镀反应中提供还原镍离子所需要的电子,常用次磷酸钠,其用量主要取决于镍盐浓度,镍盐与次磷酸钠含量比过低时,镀层发暗,镀液稳定性下降,比值过高时沉积速度很慢。

这一比值还直接影响镀层中的磷含量,比值越低,磷含量越高。

(3)络合剂。

化学镀镍溶液中除了主盐与还原剂外,最重要的组成部分就是络合剂,化学镀液性能的差异、寿命长短等主要决定于络合剂的选用及其搭配关系。

络合剂的作用主要有以下几点:①防止镀液析出沉淀,增加镀液稳定性并延长使用寿命;②提高沉积速度;③提高镀液工作的pH值范围;④改善镀层质量。

(4)稳定剂。

化学镀溶液是一个热力学不稳定体系,当出现局部过热、pH值过高、存在杂志等影响因素时镀液中就会出现一些活性微粒-催化核心,使溶液发生自催化反应,造成Ni-P合金直接沉积在溶液中,并且随着沉淀量的增加,溶液分解加剧,稳定剂的主要作用就是抑制镀液的自发分解,使施镀过程能够顺利进行。

(5)缓冲剂。

由于化学镀过程中有氢离子产生,致使镀液的pH值随着施镀进行而有所减小,沉积速率也随之降低。

缓冲剂能保持施镀过程中pH值不至于变化太大。

(6)加速剂。

加速剂的主要作用是提高镀速,它主要能使次磷酸根中的H-P键能减弱,加速脱氢,增加H2PO2-的活性。

(7)其他组分。

化学镀镍液中根据需要还可以加入表面活性剂、光亮剂等添加剂。

它们主要是起到加速气体溢出、改善沉积环境、提高镀层质量等作用。

(8)稳定和pH值。

稳定是影响化学镀镍的主要因素,温度变化过大,会影响镀层的沉积速度、磷分布的均匀性、应力和孔隙率等。

化学镀过程与pH值密切相关,pH对于化学镀过程和镀层的结构与性能的影响是至关重要的。

三、化学镀镍工艺铝合金化学镀镍技术是一种在不加外电流的情况下,利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍镀层的方法。

铝合金化学镀镍工艺较多,介绍一下几种。

1. 传统的二次浸锌法【1】目前认为比较成熟可靠的铝及铝合金化学镀镍的工艺多采用浸锌-预镀层法,即传统的二次浸锌前处理工艺,其流程为:除油→浸蚀→第一次浸锌→硝酸退除→第二次浸锌→碱性化学预镀镍→酸性化学镀镍→烘烤。

由于铝的电极电势较负,极易氧化,在化学除油、酸浸蚀等工序中铝试件表面易重新形成很薄的氧化膜,经化学镀后往往形成输送的金属沉积层,其结合力差,无使用价值。

因此在化学镀之前,先进行两次浸锌预处理的方法,达到理想的效果,使化学镀正常进行,这也是本工艺的最关键的步骤。

研究发现,进行一次浸锌处理效果不佳,退除第一次浸锌预处理时所形成的粗糙的锌层后,使铝件表面呈现活化状态,再进行第二次浸锌处理,可获得均匀、细致的锌层,增强了基体金属的结合力,以利于化学镀的顺利进行。

然而该工艺有不少缺点:①工艺操作程序繁琐,从除油、酸洗至整个前处理工序,需要十多道工序,然后再进行2次化学镀镍合金工艺,加上后处理工序,完成全部操作程序有二十道工序之多。

②设备多,材料及能源消耗大,操作时间长,成本高,而且镀件质量难以保证,出现质量隐患几率高。

③浸锌层除对镀液有污染外,在潮湿的环境中,锌相还会构成腐蚀电池的阳极,锌层将受到横向腐蚀,最终导致镍层剥落。

2. 活化-预化学镀镍【3。

4】为了解决传统的二次浸锌法中出现的问题,人们又进行了大量研究,开发出了一种铝合金镀镍预处理新技术,即活化-预化学镀镍工艺,其工艺流程如下:化学除油→脱氧化膜→出光→活化→预化学镀镍→酸性化学镀镍→封闭→烘干。

该工艺的特点就在于无浸锌层,铝经活化后表面形成具有镀层金属生在活性的微薄镍,然后预化学镀镍磷合金,形成致密薄镍层后再镀镍磷合金。

预化学镀镍层的外观为均匀光滑的浅灰色镀层,空隙少,致密度高,铝合金镀层的结合力和耐蚀性得到了改善,工序简化,污染减少。

此外,还有人研制了新型的活化工艺方案,将二次化学镀镍磷合金工艺改为一次化学镀镍磷合金的工艺,其工艺流程为:化学除油→水洗→活化→水洗→化学镀镍磷合金→水洗→后处理。

化学镀镍工艺的活化液基本成分为有机酸活化液,调整其酸性,并加入保护铝表面不被氧化的抗氧化复合液,用以解决前处理活化问题,在此基础上,改二次化学镀镍工艺为一次化学镀镍工艺。

活化技术是解决难镀基材表面活化的有效途径,在几种铝合金的前处理活化中都得到了应用,且效果很好,为铝合金化学镀镍提供了新的预处理技术。

3. 铝合金化学镀Ni-W-P等三元合金【1】近几年来发展起来的化学镀三元镍合金比化学镀二元镍合金具有更优异或更特殊的性能,显示出更为广阔的应用前景。

在原有Ni-P二元系基础上引进某种新的金属组分,得到的多元合金镀层具有更加优良的机械、耐蚀、耐磨、耐热或电阻等特性。

4. 铝合金双层复合化学镀【1】双层复合化学镀是在保持原有基质金属镀层的基础上,再辅以复合相的特性,它既能强化原有金属镀层的性质,又对原镀层进行了改性,这就使复合镀层的功能具有相当的自由度。

例如,为了要解决铝合金雷达波导管的导电性问题和耐臭氧腐蚀问题,可使用既具有优良导电性能,又具有耐腐蚀性的Ni-P/Ni-B双层复合镀层。

具体工艺为:抛光→除油→碱蚀→混合酸浸蚀→第一次浸锌→退除浸锌层→第二次浸锌→预镀薄层Ni-P合金→镀高磷Ni-P 合金→镀Ni-B合金。

该双层复合镀层表面光亮,晶粒均匀,镀层结合力良好,且耐酸、碱腐蚀。

5. 铝合金化学复合镀【1】化学复合镀是在化学镀镍的溶液中加入不溶性微粒,使之与镍磷合金共沉积,从而获得各种不同物理化学性质镀层的一种工艺。

这种复合镀层的性能比单一镀层更优越,因此化学复合镀正逐渐兴盛起来。

国内外大量地研究了在Ni-P合金中掺杂固体惰性微粒的复合相镀层,如提高硬度和耐磨性为目的的复合微粒SiC、WC、Al2O3等;为提高镀层自润滑性,采用的复合微粒,如CuF2、PTFE等;也有研究化学镀梯度材料镀层、纳米级化学复合镀等。

尽管目前有大量的相关研究报告发表,但绝大多数化学复合镀工艺都没有在工业生产中大规模应用,主要原因是没有解决固体微粒在高温化学镀镍溶液中保持惰性而不被Ni-P镀覆的问题。

四、检测由化学镀得到的镀层,需经过实验的检测,依据不同的用途所检测的指标也不一样,现例举结合力、硬度和耐蚀性的检测。

【5】1.结合力检测。

可通过弯曲法试验:将镀覆后的试片夹在虎钳上,反复弯曲90°,直至断裂。

也可用划痕法试验:在镀覆后的试片上,用锐利的尖刀在沉积层上划深痕,直至基体金属。

2.硬度检测。

化学镀层的的硬度值可通过硬度计直接测定。

3.耐蚀性检测。

将镀覆后的试片放入密闭的盛有3%NaCl溶液的容器中,试片每天定时浸渍一次溶液,然后悬挂在该溶液上方5㎜处,直至出现腐蚀斑点为止,记录耐腐蚀的时间。

五、化学镀镍的工业应用由于化学镀镍层具有优异的性能,如硬度、均匀性、耐磨性及耐腐蚀性等,可以大大改善铝制零件的使用性能,扩大它的应用范围。

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