铝及铝合金镀镐工艺的工业探讨?

　　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，因而镀层易气泡、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，并防止其重新形成，以及铝制件浸入电解液时，阻止置换反应的发生。作为海军大修飞机的工厂，我们在修理过程中经常遇到铝及铝合金电镀。通过试验，摸索出最佳的工艺条件。铝合金镀福零件表面不仅光泽度好，而且结合力、耐蚀性也非常好，达到航标要求。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)一退除旧镀层一两道清洗一碱蚀一两道清洗一去灰除垢(出光)一两道清洗一一次沉锌一两道清洗一退除锌层一两道清洗一二次沉锌一硫酸中和、活化一清洗一化学镀镍一两道清洗一活化一镀镐一两道清洗一钝化一两道清洗一吹干一老化一检验入库

    2主要工序说明

    2.1脱脂液组成及工艺条件

    氢氧化钠40一609/L，70一90“c，1一Zmin。油污严重的先采用有机溶剂清洗。

    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10一150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10一150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40一609/L，50一90“C，退尽为止。

    2.24退除Ni一P合金溶液组成及工艺条件

    浓硝酸700mL/L，氯化钠30一409/L，六次甲基四胺6一109/L，尿素15一ZoglL，室温。

    (1)退镀前制件应烘干或用冷风吹干，防止带人水分而降低硝酸浓度，导致基体被腐蚀。

    (2)退镀好的零件应迅速清洗，以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用浓硝酸退除。虽然浓硝酸氧化性很强，但是浓硝酸对Ni一P合金层的腐蚀速率较慢，退除时产生大量的No二气体，对环境污染很大。精密零件化学镀Ni一P合金层退镀后，浓硝酸对基体金属的腐蚀量往往超标，尤其是对螺栓类零件过腐蚀尤为明显。为了克服退除化学镀镍层对螺栓类零件过腐蚀的缺点，我们经过上百次试验，最终筛选出了上述退镍工艺。在退除Ni一P合金层时，对基体的腐蚀很小，不易过腐蚀，退镀时的气体也较少，能保证退镀质量，改善了工作环境。

    2.3碱蚀

    氢氧化钠40一6og/L，70一90“c，1一2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，在流动的冷水或热水中也清洗不净，可在下述溶液中去除。铬醉109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)二3:1的混合酸中(由于反应比较激烈，要加人一定量的缓蚀剂)，浸55左右，即可去除。

    2.5浸锌[，

    浸锌液配方及工艺条件:氢氧化钠40一509/L，氧化锌10一150留L，酒石酸钾钠11一20岁L，三氯化铁1一29几，氢氟酸lg/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’体以及后续的镍层结合良好，且能掩盖基体表面的缺陷，有助于获得良好的镀层。

    我们采用碱性浸锌液。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0.7一1.09/L，室温，5一10，。

    2·8化学镀镍[，·2〕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:Niso4·7践0219/L，Na从poZ·践0249/L，乳酸(88%)3omIJL，CZ札C00HZg/L，铅离子1毗/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17产耐h，镀层中磷的质量分数为8%一9%。在化学镀镍过程中，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

    镀液成分及工艺条件:Cd040一459/L，NaCNllO一1409/L，N娜5仇‘10玖040一609/L，NIS04·7从00.5一1.59/L，光亮剂5一smL/L，15一30OC，1.0一2.SA/dmZ，3一6v，15-60min，阳极材料为Cd一1、Cd一2。

    2.9.1换向电镀

    (1)电镀smin以后，允许进行换向镀福，tK:气=10:1。

    (2)开始时给予小电流，在1一5而n内逐渐升至正常电流;出槽前1一3min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0.5一1.0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，特殊情况下采用3一5倍放大镜进行检查。钝化后的镐镀层带有彩虹的金黄色，且钝化膜完整，色彩均匀。

    3.2厚度

    镀福层厚度15一25拜m。

    3.3结合力

    将尺寸为7Ommx25mm火(1一2)mm、表面粗糙度为幻的试样，用钳子夹紧，反复弯曲180“(向两侧各弯曲90)直至断裂;或将零件(试样)反复弯曲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，基体金属或镀层虽发生龟裂，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进行盐雾腐蚀试验，耐蚀性达到了HB5362的规定。锡镀层黄色钝化膜盐雾试验出现白色腐蚀产物的时间大于%h;盐雾试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，机载设备产品上越来越多地采用铝合金材料。通过试验以及调研，摸索出一套完整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，并获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。