CN106521590A - 一种铝合金胎体金刚石复合电镀工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,包括铝合金胎体的电镀前处理流程,该流程包括以下步骤:利用铝合金酸性除油剂去除铝合金胎体表面上的油污;利用砂纸打磨铝合金胎体,得到平整光亮表面;利用电镀胶带屏蔽铝合金胎体上无需电镀的部位;利用酸性溶液去除铝合金胎体表面的金属氧化膜;将铝合金胎体浸于浸锌液中,在铝合金胎体表面形成浸锌层。本发明方案依次通过超声波除油、机械抛光、屏蔽、酸蚀、浸锌等前处理步骤,有效解决了产生镀层起泡和脱落等电镀层与基体结合力不好的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电镀工艺,尤其是指一种铝合金胎体金刚石复合电镀工艺。
背景技术
在现有技术中,大多数金钢石复合电镀的胎体是钢铁。钢铁在空气中容易被腐蚀生锈,从而使磨具尺寸发生变化,使用过程中跳动性比较大,严重削减磨具的寿命。而铝合金具有密度低、强度高、韧性好和耐腐蚀等优点,在航空航天工业中被广泛用作结构材料。但是,在铝硅合金压铸过程当中容易造成偏折现象,产生富铝富硅态,这在大的平面压铸件表现更为突出,造成电镀处理的更加困难。金属铝的化学性质比较活泼,与氧的亲合力较强,在大气中极易在其表面生成一层氧化膜,甚至此氧化膜刚除去又会迅速重新生成新的氧化膜,严重影响镀层与基体铝的结合力。铝的电极电位较负,约-1.67v,很易失去电子,在电解液中能与多种金属离子立即发生置换反应,形成接触层,此种镀层疏松粗糙,严重影响镀层结合力;铝的膨胀系统比许多金属镀层大,当温度差别变化大时,由于基体与镀层的膨胀系数不一致,易产生内应力而破坏镀层。铸铝件有砂眼、铸孔、气泡等,电镀中易残留槽液和氢气,引起化学和电化学腐蚀,产生镀层起泡和脱落
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明公开了一种铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,包括铝合金胎体的电镀前处理流程,该流程包括以下步骤:
S1、超声波除油,在超声波作用下,利用铝合金酸性除油剂去除铝合金胎体表面上的油污;
S2、机械抛光,利用砂纸打磨铝合金胎体,得到平整光亮表面;
S3、屏蔽,利用电镀胶带屏蔽铝合金胎体上无需电镀的部位;
S4、酸蚀,利用酸性溶液去除铝合金胎体表面的金属氧化膜;
S5、浸锌,将铝合金胎体浸于浸锌液中,在铝合金胎体表面形成浸锌层。
进一步的,所述浸锌步骤中,依次包括第一次浸锌、退锌、第二次浸锌。
进一步的,所述浸锌步骤中,所用浸锌液中包含无氰浸锌添加剂,无氰浸锌添加剂中包括金属元素镍、锌、铁、铜。
进一步的,所述第一次浸锌时,所用无氰浸锌添加剂浓度为350~450mL/L,处理温度为20~28℃,处理时间为25~30s;所述第二次浸锌时,所用无氰浸锌添加剂浓度为250~350mL/L,处理温度为20~28℃,处理时间为20~25s。
进一步的,所述退锌中,采用浓度为400~500mL/L的硝酸溶液进行处理,处理温度为20~28℃,处理时间为15~20s。
进一步的,所述酸蚀步骤中,所用酸性溶液中包含500~600mL/L的硝酸和2~4mL/L的氢氟酸,处理温度为常温,处理时间30~60s。
进一步的,所述超声波除油步骤中,所用铝合金酸性除油剂浓度为50~60mL/L,处理温度为45~55℃,处理时间5~10min。
进一步的,所述屏蔽步骤中,所述电镀胶带为耐高温耐酸碱胶带。
进一步的,所述铝合金胎体金刚石复合电镀工艺还包括电镀流程,该流程中,将铝合金胎体在带电情况下置入电镀槽,以2~3A/dm2的电流先进行预镀。
进一步的,所述铝合金胎体金刚石复合电镀工艺还包括电镀后处理流程,所述电镀后处理流程包括:
除去屏蔽层,除去作为屏蔽层的电镀胶带;
表面活化,利用浓度为450~550mL/L的盐酸溶液活化表面、去除氧化膜,其中处理温度为常温,处理时间为20~30s;
表面钝化,利用浓度为150~200mL/L的镀层封闭剂在镀层表面形成防腐防变色的保护膜,其中处理温度为15~45℃,处理时间为1~3min。
本发明所公开铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,针对铝合金胎体的特性,依次通过超声波前处理、机械抛光、屏蔽、酸蚀、浸锌等前处理步骤,有效解决了产生镀层起泡和脱落等电镀层与基体结合力不好的问题。
附图说明
图1为一种铝合金胎体金刚石复合电镀工艺电镀前处理的流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式详予说明。
结合图1,本发明方案公开了一种铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,包括铝合金胎体的电镀前处理流程,该流程包括以下步骤:
超声波除油,即在超声波作用下,利用铝合金酸性除油剂去除铝合金胎体表面上的油污。此处选用广州二轻研究所BH-8铝合金酸性除油剂进行除油处理。按照铝合金酸性除油剂50~60mL/L的浓度范围配制清洗液,同时浓度值可优选60mL/L。除油清洗时,保持清洗温度为45~55℃,同时温度可优选50℃。除油清洗的时间控制在5~10min。BH-8铝合金酸性除油剂适用于多种铝合金基材表面化学除油,其特点如下:1.含特效缓蚀剂,对铝基材腐蚀性少;2.特别适用于含铜较高的铝合金铸件,有效解决了这类基材除油后挂灰,发黑等问题;3.泡沫适量,水洗容易,除油效果好;4.选用特效中低温表面活性剂,节能环保,是一种新型的除油产品,故本方案选用该种铝合金酸性除油剂。
机械抛光,在铝合金胎体经过超声波除油后,取出并经过三道水洗,然后进行机械抛光,即利用砂纸打磨铝合金胎体,得到平整光亮表面。选择适宜型号砂纸(如400#),把铝合金胎体固定在旋转机上旋转,然后用砂纸打磨胎体,对胎体表面除垢,并得到平整光亮的表面。
屏蔽,利用电镀胶带屏蔽铝合金胎体上无需电镀的部位。此处选用耐高温耐酸碱胶带,如深圳市佳盈通电子科技有限公司的电镀高温胶带,通过屏蔽到无需电镀的部位可避免造成尺寸误差及成本的浪费。
酸蚀,利用酸性溶液去除铝合金胎体表面的金属氧化膜。铝合金胎体暴露于空气之中,其表层会生成氧化膜,为了增加电镀层与基体之间的结合力,在电镀前需将氧化膜除去。此处利用硝酸和氢氟酸所组成的混合酸液进行处理,其中硝酸的浓度为500~600mL/L,优选为550mL/L,而氢氟酸的浓度为2~4mL/L,优选为3mL/L。用酸性溶液进行处理的温度为常温,处理时间为30~60s,优选的处理时间为45s。
浸锌,酸蚀结束后,先将铝合金胎体进行三道水洗,清楚其表面所残留的酸性溶液或其它杂质,然后再将铝合金胎体浸于浸锌液中,在铝合金胎体表面形成浸锌层。此处利用广州二轻研究所BH-126M无氰浸锌添加剂进行四元合金浸锌,该添加剂中包含镍、锌、铁、铜等金属元素。该无氰浸锌添加剂专用于高硅铝合金浸锌处理,同时亦可用于普通铝合金浸锌处理。其特点是与基材结合力好、浸锌层结晶均匀、细致、镀液操作范围宽、开缸补加一体化,使用方便。此次浸锌步骤采用两次浸锌,即包括第一次浸锌、退锌和第二次浸锌。所述第一次浸锌时,所用无氰浸锌添加剂浓度为350~450mL/L,优选为400mL/L,处理温度为20~28℃,处理时间为25~30s。所述第二次浸锌时,所用无氰浸锌添加剂浓度为250~350mL/L,优选为300mL/L,处理温度为20~28℃,处理时间为20~25s。此外,所述退锌中,采用浓度为400~500mL/L的硝酸溶液进行处理,处理温度为20~28℃,处理时间为15~20s。
在铝合金胎体进行电镀前处理后即可采用广州二轻研究所BH-986电镀镍添加剂进行电镀。该流程中,将铝合金胎体在带电情况下置入电镀槽,以2~3A/dm2的电流冲击先进行预镀,以最快的上镍速度包裹浸锌层,防止电镀液腐蚀锌层及污染电镀液。该流程所用的具体电镀液成分及操作参数如表1。
表1 电镀液成分及操作参数表
原料及操作条件 | 范围 | 优选值 |
硫酸镍g/L | 250~300 | 280 |
硫酸钴g/L | 15~20 | 17 |
氯化镍g/L | 40~60 | 50 |
硼酸g/L | 40~50 | 45 |
BH-986镍主光剂ml/L | 0.4~0.6 | 0.5 |
BH-986镍柔软剂ml/L | 8~12 | 10 |
BH-98镍润湿剂ml/L | 1.0~2.0 | 1.5 |
pH值 | 3.8~4.5 | 4.0 |
温度 | 40~60℃ | 50℃ |
阴极电流密度A/dm2 | 1~3 | 2 |
电镀后,所述铝合金胎体金刚石复合电镀工艺还包括电镀后处理流程,所述电镀后处理流程包括:
除去屏蔽层,除去作为屏蔽层的电镀胶带。
表面活化,利用浓度为450~550mL/L的盐酸溶液活化表面、去除氧化膜,盐酸浓度可优选为500mL/L,其中处理温度为常温,处理时间为20~30s,优选处理时间为25s。
镀光亮,在表面活化完成后,可根据需要,采用广州二轻研究所BH-981快速电镀镍添加剂进行快速电镀,并在镀件表面形成一光亮镀层。该流程所用的具体电镀液成分及操作参数如表2。
表2 电镀液成分及操作参数表
原料及操作条件 | 范围 | 优选值 |
硫酸镍g/L | 250~300 | 280 |
氯化镍g/L | 45~55 | 50 |
硼酸g/L | 40~50 | 45 |
BH-981开缸剂ml/L | 9~11 | 10 |
BH-98镍润湿剂ml/L | 1.5~2.5 | 2.0 |
pH值 | 4.0~5.0 | 4.5 |
温度℃ | 45~65 | 55 |
阴极电流密度A/dm2 | 2~8 | 4 |
搅拌 | 空气或机械均可 | |
过滤 | 需要 | 连续过滤 |
表面钝化,镀光亮后进行镀件的表面钝化,即利用浓度为150~200mL/L的广州二轻研究所BH-170镀层封闭剂在镀层表面形成防腐防变色的保护膜,其中处理温度为15~45℃,处理时间为1~3min。
最后,在对镀件进行三道水洗,然后将镀件放入120℃的烤箱中进行烘干20分钟,然后再对镀件进行检验、包装如库即可完成铝合金胎体金刚石复合电镀,并得到对应的电镀工件。
本发明所公开铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,针对铝合金胎体的特性,依次通过超声波前处理、机械抛光、屏蔽、酸蚀、浸锌等前处理步骤,有效解决了产生镀层起泡和脱落等电镀层与基体结合力不好的问题。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,包括铝合金胎体的电镀前处理流程,该流程包括以下步骤:
S1、超声波除油,在超声波作用下,利用铝合金酸性除油剂去除铝合金胎体表面上的油污;
S2、机械抛光,利用砂纸打磨铝合金胎体,得到平整光亮表面;
S3、屏蔽,利用电镀胶带屏蔽铝合金胎体上无需电镀的部位;
S4、酸蚀,利用酸性溶液去除铝合金胎体表面的金属氧化膜;
S5、浸锌,将铝合金胎体浸于浸锌液中,在铝合金胎体表面形成浸锌层。
2.如权利要求1所述的铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,其特征在于:所述浸锌步骤中,依次包括第一次浸锌、退锌、第二次浸锌。
3.如权利要求2所述的铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,其特征在于:所述浸锌步骤中,所用浸锌液中包含无氰浸锌添加剂,无氰浸锌添加剂中包括金属元素镍、锌、铁、铜。
4.如权利要求3所述的铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,其特征在于:所述第一次浸锌时,所用无氰浸锌添加剂浓度为350~450mL/L,处理温度为20~28℃,处理时间为25~30s;所述第二次浸锌时,所用无氰浸锌添加剂浓度为250~350mL/L,处理温度为20~28℃,处理时间为20~25s。
5.如权利要求4所述的铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,其特征在于:所述退锌中,采用浓度为400~500mL/L的硝酸溶液进行处理,处理温度为20~28℃,处理时间为15~20s。
6.如权利要求5所述的铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,其特征在于:所述酸蚀步骤中,所用酸性溶液中包含500~600mL/L的硝酸和2~4mL/L的氢氟酸,处理温度为常温,处理时间30~60s。
7.如权利要求6所述的铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,其特征在于:所述超声波除油步骤中,所用铝合金酸性除油剂浓度为50~60mL/L,处理温度为45~55℃,处理时间5~10min。
8.如权利要求7所述的铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,其特征在于:所述屏蔽步骤中,所述电镀胶带为耐高温耐酸碱胶带。
9.如权利要求8所述的铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,其特征在于:还包括电镀流程,该流程中,将铝合金胎体在带电情况下置入电镀槽,以2~3A/dm2的电流先进行预镀。
10.如权利要求9所述的铝合金胎体金刚石复合电镀工艺,还包括电镀后处理流程,所述电镀后处理流程包括:
除去屏蔽层,除去作为屏蔽层的电镀胶带;
表面活化,利用浓度为450~550mL/L的盐酸溶液活化表面、去除氧化膜,其中处理温度为常温,处理时间为20~30s;
表面钝化,利用浓度为150~200mL/L的镀层封闭剂在镀层表面形成防腐防变色的保护膜,其中处理温度为15~45℃,处理时间为1~3min。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170322 |
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