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鋁合金產品加工中,最為困難的一個步驟就是化學沉鋅了,這個步驟過程比較復雜而且操作過程中還有非常的小心,應為是有關化學方面的所以防護措施也是有必要做的,下面就由我?guī)Т蠹铱聪玛P于鋁合金產品加
工化學沉鋅是如何操作的以及相關要注意的事項。
不論鋁合金電鍍鎳還是化學鎳,鋁和鍍層之間難以獲得良好的結合力。為了提高結合強度,鋁及鋁合金通常采用化學浸鋅前處理工藝。經過多年驗證結果表明:鋁在電鍍前經一次浸鋅處理后,鋁合金電鍍結合強度為
10.7MPa;經二次浸鋅處理后,鋁合金電鍍結合強度優(yōu)于一次浸鋅處理的,可達28.5 MPa。因為鋁工件中含的 硅 在一次浸鋅層中形成夾雜物,導致鋁受到鍍液的腐蝕,是造成一次浸鋅處理后鋁合金電鍍結合強度較差
的主要原因。
1.一次浸鋅工藝得到的浸鋅層中主要含有鋁、鋅、鐵和硅4 種元素,其中硅是以夾雜物的形式存在于一次浸鋅層中。而二次浸鋅得到的浸鋅層中主要含有鋁、鋅和鐵3 種元素,沒有硅夾雜物。
2.鋁在電鍍前經一次浸鋅處理后,由于浸鋅層中存在硅夾雜物,造成鋁受到鍍液的腐蝕,因此,鋁合金電鍍層之間的結合強度較差,僅為10.7 MPa。經二次浸鋅處理后,鋁合金電鍍層之間的結合強度優(yōu)于一次浸鋅的
,可達28.5 MPa。
3.一次浸鋅溶液的配方如下:
氧化鋅(ZnO) 100 g/L
氫氧化鈉(NaOH) 500g/L
三氯化鐵(FeCl3·6H2O) 2 g/L
酒石酸鉀鈉(KNaC4H4O6·4H2O) 10g/L
二次浸鋅溶液的配方如下:
氧化鋅(ZnO) 20 g/L
氫氧化鈉(NaOH) 120 g/L
三氯化鐵(FeCl3·6H2O) 2 g/L
酒石酸鉀鈉(KNaC4H4O6·4H2O)10g/L
硝酸鈉(NaNO3) 1 g/L。
4.鋁合金產品加工的沉鋅一般由市售、自配各占半壁江山,自配的以傳統(tǒng)鋅酸絡合鹽為基礎,再加入鐵、鎳、銅與有機絡合劑,即成了四元合金沉鋅液,自配成本相應較低些,沉鋅液的維護與管理需要注意以下幾點
:
(1)沉鋅液溫度
沉鋅最好維持在15~25 ℃之間,過高由于鋅等金屬置換過快,得到灰黑疏松、粗糙,甚至海綿狀的置換層,這種鋅置換層結合力很差。而溫度較低時,沉鋅液反應比較溫和,鋅等合金析出量少,鋅等合金置換層均勻
致密,耐蝕性能和基體的結合力大有提高,所以很多廠家總抱怨夏天鋁件總是起泡,其實鋁合金電鍍,夏天冷凍機是不可缺少的設備。
(2)沉鋅時間
沉鋅時間與沉鋅液溫度、濃度成反比(特別是金屬離子的濃度),在沉鋅液溫度15~25℃,濃度20波美度時,沉鋅時間第一次1 min左右,第二次30 s,過長會變得粗糙多孔,致密性、均勻性降低,影響后續(xù)工序。
(3)嚴格控制好沉鋅的濃度
特別是堿與鋅的綜合比,一般NaOH與Zn最佳比值為(10~12)∶1。當堿與鋅比值過高時,置換出的鋅合金結晶細致,但在鋁合金表面沉積速度緩慢,對鋁表面溶解速度加快,電鍍后易產生麻點;當NaOH對Zn比值過低時
,在沉鋅液中浸3~5 s,就會置換灰黑色的鋅合金,這種置換層粗糙多孔,致密性差,電鍍中途就會發(fā)現(xiàn)起泡,一般小型電鍍廠沉鋅液是市售的,沒有分析條件,濃度完全靠波美計測定,據本人經驗得出,低于15波美度,有的會出現(xiàn)起泡現(xiàn)象,高于25波美度,應縮減沉鋅時間,當然應考慮沉鋅液老化程度,比如,鋁在沉鋅液中會有溶解,隨其鋁溶解量的增加,溶液波美度也隨之上升,所以會產生誤差,如果帶出量很少的話,應及時更換部分老液,適當補充新液。
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