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1、2011電鍍工藝課件不同材料的鍍前處理綜述§5.1鋁及其合金的電鍍前處理1.鋁及鋁合金的優(yōu)點(diǎn)2.鋁及鋁合金表面處理方法3.鋁及鋁合金電鍍的難點(diǎn)4.鋁及鋁合金的一般電鍍前處理5.鋁及其合金上不合格鍍層的退除一 鋁及鋁合金的優(yōu)點(diǎn)密度小、易加工、易于鑄造形狀復(fù)雜零件、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、切削性、反射性好鋁上鍍層屬于陰極性鍍層，降低孔隙率、鍍層厚些。三 鋁及鋁合金電鍍的難點(diǎn)（1）鋁及其合金的活性高，對(duì)氧有高度的親和力，自然條件下，鋁表面能迅速地生成一層致密的0.01-0.1μm的氧化膜，甚至剛剛除去氧化膜的金屬裸露表面又會(huì)迅速重新生成氧化膜，它嚴(yán)重降低了鍍層與基體的結(jié)合力。（2）鋁的電極
2、電勢(shì)很負(fù)，為-1.67V。形成氧化膜后為-0.5V；在水溶液中能與許多金屬離子發(fā)生置換反應(yīng)，在鋁表面形成置換鍍層，影響結(jié)合力。當(dāng)與其他金屬接觸時(shí)，易發(fā)生電偶腐蝕，對(duì)電鍍?cè)斐刹涣加绊?。?）鋁是酸堿兩性金屬，在酸性、堿性溶液中都不穩(wěn)定，在電鍍前的表面處理過程中或處理過程后，使發(fā)生的反應(yīng)變得復(fù)雜，尤其鋁合金表現(xiàn)更為突出。（4）鋁的線膨脹系數(shù)大，為24╳10-6/℃，比其他金屬鍍層大，因此不宜在溫度變化較大的范圍內(nèi)進(jìn)行電鍍，否則引起較大的應(yīng)力，使鍍層與基體的結(jié)合力不牢，甚至發(fā)生破裂。金屬膨脹系數(shù)Х10-6金屬膨脹系數(shù)Х10-6鉻7銀19鋼11鋁24鎳13錫27金14鋅27黃銅18鎘31銅1
3、8一般金屬的平均膨脹系數(shù)（5）多數(shù)鍍層對(duì)鋁材是陰極性鍍層，為了防腐和裝飾，鍍層的孔隙率應(yīng)盡量低，而且厚度要大些。（6）各種鋁合金中其他元素含量的差異也給鋁合金鍍前處理造成困難。不同鋁合金呈現(xiàn)不同的冶金結(jié)構(gòu)和不同的電化學(xué)行為，加入的合金元素可能以以下幾種不同的形態(tài)存在于鋁合金中：以鋁及其他元素組成的金屬間化合物的形式存在以固溶體形式進(jìn)入鋁的晶格以元素本身的顯微質(zhì)點(diǎn)形式幾種合金元素之間也可以形成化合物（7）鑄造鋁合金具有砂眼、氣泡、孔隙、夾雜物等缺陷，電鍍過程在這些砂眼和氣孔中常會(huì)滯留殘余的溶液和氫氣等，引起化學(xué)和電化學(xué)腐蝕，這往往會(huì)降低鍍層與基體間的結(jié)合力，產(chǎn)生鍍層起泡和脫落。（8）由
4、于鋁及其合金種類繁多，而同一種合金又可能有不同的熱處理狀態(tài)，因此很難找到一種能適合各種成分、不同金相結(jié)構(gòu)和表面狀態(tài)的通用的預(yù)處理工藝。（9）由于基體鋁與鍍層金屬在原子直徑和晶格常數(shù)之間的差別，使得鍍層金屬在基體界面上有的部分能形成原子間緊密鑲嵌，有的則不能，這就影響到鍍層對(duì)基體的黏附性能。四 鋁及鋁合金的一般電鍍前處理除油浸蝕出光浸金屬法（浸鋅法）陽(yáng)極氧化化學(xué)氧化鋁合金一步鍍銅法直接電鍍法化學(xué)鍍鎳電鍍薄鋅層鹽酸浸漬法其他酸液或堿液浸漬交流電處理法機(jī)械法預(yù)鍍電鍍出光：鋁及其合金中的某些金屬或非金屬雜質(zhì)，如銅、鐵、錳、硅等，在除油和堿浸蝕中是不能除去的，在鋁件表面殘留著一層灰黑色的膜，它
5、們的主要成分是一些金屬、非金屬氧化物，必須在酸溶液中浸蝕除去，這個(gè)過程稱為出光。出光HNO3HF（NH4HF2）H2SO4CrO3１、浸金屬法浸鋅法浸重金屬法浸鋅浸鋅鎳浸多元合金浸錫浸鎳浸銅浸鐵化學(xué)浸鋅浸鋅的概念浸鋅原理浸鋅工藝規(guī)范常見的浸鋅溶液浸鋅注意事項(xiàng)浸鋅溶液的配置浸鋅的優(yōu)缺點(diǎn)將鋁及其合金浸入強(qiáng)堿性的鋅酸鹽溶液中，在清除表面氧化膜的同時(shí)，置換出一層致密的鋅層，防止鋁的再氧化，并且能在鋅層上沉積其他金屬，浸鋅后使表面的電極電位向正的方向移動(dòng)，從而使隨后的鍍層與基體有良好的結(jié)合力?；瘜W(xué)浸鋅：(1)化學(xué)浸鋅的概念A(yù)l2O3+NaOH2NaAlO2+H2O(2)浸鋅的原理首先，鋁表面的
6、自然氧化膜溶解隨后裸露出來的金屬鋁與溶液中的鋅離子發(fā)生共軛的電化學(xué)反應(yīng)Al+3OH-Al(OH)3+3e-Al(OH)3AlO2-+H2O+H+陽(yáng)極陰極[Zn(OH)4]2-+2e-Zn+4OH-2H2O+2e-H2+2OH-由于鋅和鋁電位比較接近及氫在鋅上析出的超電勢(shì)較高（0.75V），因此反應(yīng)緩慢而均勻，這樣就能夠在鋁上沉積一層結(jié)合力好的細(xì)小致密的鋅層。(3)浸鋅的工藝規(guī)范有機(jī)溶劑除油化學(xué)除油堿蝕出光一次浸鋅退鋅二次浸鋅電鍍閃鍍NiCuZn通常第一次浸鋅層粗糙多孔，附著力不良，所以大都在500mL/L硝酸中將其溶解后再進(jìn)行第二次浸鋅。兩次浸鋅可在同一個(gè)槽液中進(jìn)行，也可以先在濃溶液
7、后在稀溶液中進(jìn)行。(4)常見的浸鋅溶液基礎(chǔ)鋅酸鹽浸鋅溶液酸性浸鋅溶液改良的濃浸鋅溶液改良的稀浸鋅溶液邦得爾浸鋅溶液有氰浸鋅鎳合金溶液無氰浸鋅鎳合金溶液基礎(chǔ)鋅酸鹽浸鋅溶液組成含量NaOH400-500g/LZnO80-100g/L酸性浸鋅溶液組成含量ZnSO4·7H2O720g/LHF(48%)17.5mL/L改良的濃浸鋅溶液組成含量NaOH500-520g/LZnO100g/LKNaC4H4O6·4H2O10g/LFeCl3·6H2O1-2g/L改良的稀浸
