鋁合金輪轂改電鍍前處理

　　鋁合金輪轂電鍍只要做好前處理，基本上就不會(huì)產(chǎn)生起泡、掉皮的質(zhì)量缺陷，尤其是關(guān)鍵工序的生產(chǎn)，要想提高電鍍一次合格率，鋁輪轂前處理質(zhì)量的好壞是鋁輪轂電鍍最重要的因素。

　　一、 除臘、除油

　　鋁合金輪轂表面如果沒有盲孔，則可直接用化學(xué)法對(duì)鋁合金表面進(jìn)行除膜、除油處理(最好不要用電化學(xué)除臘或除油，因?yàn)殇X是二性金屬，既能與酸發(fā)生反應(yīng)，又能與堿發(fā)生反應(yīng)，尤其是電化學(xué)除油、除臘過程中極易出現(xiàn)基體表面過腐蝕，使輪轂報(bào)廢或重新返拋)，由于除臘與除油不徹底是鍍層起泡、掉皮的主要原因，建議先手工擦洗除油、除臘后再進(jìn)行化學(xué)除油。

　　一般情況下都不采用磷酸三鈉和碳酸鈉(濃度各25 g/L，溫度70～80℃，時(shí)間為1～3 min)進(jìn)行化學(xué)除油、除臘，而選用專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的除臘水或除臘液(如安美特公司、開寧公司、天澤公司、安麗特公司生產(chǎn)的除臘水是比較好的)，這些公司生產(chǎn)的除臘水都比兩堿的除臘、除油效果好得多。

　　如果鋁合金表面有盲孔，則必須使用超聲波除臘、除油，這樣才能最大限度地杜絕鍍層結(jié)合力不良或鍍層出現(xiàn)鎳疤現(xiàn)象。

　　除臘除油后，鋁合金表面都有一層垢膜和氧化膜層，這膜層必須除去，除去的方法可在堿溶液或酸溶液中去除，其中堿腐蝕可用如下配方：氫氧化鈉(NaOH)50 g/L，時(shí)間0.5～1 min，溫度：50～60℃。也可以購(gòu)買成品企業(yè)生產(chǎn)的專用堿腐蝕液，還易于控制一些。

　　經(jīng)過堿腐蝕后，表面生成一層黑色的膜層，它在除光工序中去除，除光有3種工藝： a)硝酸(HNO3)，氫氟酸(HF)=3∶1，時(shí)間1～2 min，溫度為常溫; b)硝酸(HNO3)750 mL/L，氟化氫(NH4HF2)120 g/L，時(shí)間30 s，溫度為室溫; c)硫酸100 mL/L ，雙氧水50 mL/L，時(shí)間15～60 s，溫度為室溫。

　　二、浸鋅

　　浸蝕除垢后，輪轂表面暴露的鋁遇到氧氣會(huì)立即形成氧化膜，鋁在浸鋅溶液中能有效除去表面氧化膜，同時(shí)又沉積鋅層，防止鋁的再氧化，使鋁表面電極電位向正方向移動(dòng)，從而提高后續(xù)電鍍層與鋁基體的結(jié)合力。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，一次浸鋅和二次浸鋅在外觀和物理結(jié)構(gòu)上有很大不同，二次浸鋅層比一次浸鋅層硬，覆蓋能力好，而且呈微細(xì)蜂窩網(wǎng)狀，最后這一特性很重要，通過這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以增強(qiáng)與預(yù)鍍鎳和鍍銅層的結(jié)合力。

　　浸鋅是鋁合金電鍍最為重要的一個(gè)工序，鋁合金基體表面浸鋅質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到暗鎳液是否與鋁合金基體接觸(如果接觸，鋁合金中的鋁將與暗鎳液發(fā)生置換反應(yīng)，從而基體表面將吸附置換過程中產(chǎn)生的氫氣(H2)，這樣輪轂在電鍍過程中就出現(xiàn)起泡現(xiàn)象，置換反應(yīng)方程式如下：

　　2Al+6H+ 3H2↑+2Al3+

　　浸鋅過程中輪轂表面中的氧化膜與浸鋅液中的氫氧化鈉(NaOH)發(fā)生如下反應(yīng)： Al2O3+NaOH NaAlO2+H2O

　　然后金屬鋁與浸鋅液中的氧化鋅(ZnO2)2—

　　發(fā)生如下反應(yīng)： ZnO+2NaOH Na2ZnO2+H2O

　　Na2ZnO2 2Na++(ZnO2)2- (雙箭頭正確，鋅酸鈉在水溶液中是以離子狀態(tài)存在的，它一方面不停的溶解，另一方面又不停的生成，因?yàn)榻\液的氧化鋅和氫氧化鈉的濃度是相當(dāng)高的。)

　　2Al+3(ZnO2)2-+2H2O 3Zn+2(AlO2)2-+4(OH)-

　　2Al+2NaOH +2H2O 2NaAlO2+3H2↑

　　這樣鋅在鋁合金基體表面就完成沉淀過程了，因此在浸鋅過程中一般都要加空氣攪拌，使反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體(H2)從基體上逸出。

　　在第一次浸鋅過程中，浸鋅時(shí)間稍長(zhǎng)于第二次浸鋅時(shí)間約30～40 s內(nèi)為宜，第一次浸鋅后，必須把浸鋅退掉(可用50%硝酸退掉)，以保證在第二次浸鋅時(shí)鋁合金基體表面完全沒有氧化膜層，在純水清洗過程中動(dòng)作要快一些(空氣中暴露時(shí)間最好不要超過10 s);第二次浸鋅后，經(jīng)純水洗后應(yīng)盡快進(jìn)入暗鎳液中進(jìn)行電鍍(因?yàn)殇\也是呈兩性的，也極活潑，極易與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)而生成氧化鋅)，在進(jìn)入暗鎳槽中時(shí)，應(yīng)帶電入槽，因?yàn)榘垫囈褐械腜H值一般都低于5，因此浸鋅層在通電前如果與暗鎳液接觸會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：

　　Zn+2H+ Zn2+ H2↑

　　這樣也同樣會(huì)使鋁合金輪轂在鍍暗鎳后出現(xiàn)起泡現(xiàn)象。浸鋅液的配制和選擇是比較重要的，這里簡(jiǎn)單說明幾點(diǎn)：

　　1、配制浸鋅液的水必須用純水; b)保持浸鋅液濃度在適宜范圍內(nèi);

　　2、配制浸鋅液的鋅粉等其他物質(zhì)時(shí)，純度至少要在工業(yè)Ⅰ級(jí)水平; d)浸鋅液的工作溫度最好在15～25℃范圍內(nèi)效果比較好一些;

　　3、如果企業(yè)沒有分析浸鋅液濃度的設(shè)備和儀器，一定要學(xué)會(huì)觀察浸鋅后輪轂表面的顏色，哪種顏色是正常的，哪種顏色是不正常的。

　　有的二次浸鋅后還浸鋅鎳合金液，因浸鋅鎳合金后的鋁輪轂表面具有光亮，表面鎳合金的化學(xué)活性較弱，因此具有能直接鍍鎳、鍍硬鉻的優(yōu)點(diǎn);但浸鋅鎳合金液內(nèi)含有氰化鈉等危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)，故一般情況下二次浸鋅后直接鍍暗鎳。

　　三、 鍍暗鎳

　　1、暗鎳的作用：輪轂材質(zhì)是壓鑄鋁，其中含有大量的硅，除垢后的鋁表面形成許多凸出的硅粒點(diǎn)，浸鋅處理不能使輪轂表面硅顆粒形成鋅層。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用pH=4.0～4.5的傳統(tǒng)預(yù)鍍鎳工藝效果不佳，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，先用pH=2.0～3.0的預(yù)鍍鎳工藝效果極佳，這樣的預(yù)鍍液能夠以“架橋”方式沉積鎳層，并有效覆蓋在硅粒上。另外，壓鑄鋁多孔隙，采用此預(yù)鍍液可以大大提高深鍍能力;二次預(yù)鍍鎳采用pH=4.0～4.5工藝條件，可使一次預(yù)鍍形成的鎳層趨于均勻、平整，為酸銅快出光提供條件。

　　2、鍍暗鎳的配方：目前鍍暗鎳的配方都是傳統(tǒng)方法，硫酸鎳 220～250 g/L，氯化鎳 40～45 g/L， 硼酸 35～40 g/L，pH=2.0～3.0，溫度50～55℃，電流密度3～5 A/dm2，時(shí)間 5～10 min。 二次預(yù)鍍鎳工藝條件與一次預(yù)鍍鎳基本相同，只是pH值提高到4.0～4.5。

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