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)→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 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 1 0一150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 7 00mL/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)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

　　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%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:

　　CdO.40一45g/L，NaCN.11O一140g/L，Na2SO4·10H2O.40一60g/L，NiS04·7H2O.0.5一1.5g/L，光亮剂5一8mL/L，15一30℃，1.0一2.5A/dm2，3一6v，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1一5min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15一25μm。

　　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。