CN110714214A - 一种压铸铝合金电镀前处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤指一种压铸铝合金电镀前处理工艺，本发明压铸铝合金电镀前处理工艺采用活化处理替换了传统的一次沉锌、退锌、二次沉锌和碱性化学镍等工序，简化了工艺流程，提高生产效率，大大地减少了废水排放、节约了原材料成本、减少了设备投入、降低了人工成本，并且本除垢工艺减少了磷的排放，更加环保；其中，由于活化液施镀时间短，原材料消耗少，槽液变化慢，成本低，经过活化处理的压铸铝合金件具有良好的附着力，为电镀工序打下良好的基础，而且经本活化液施镀后的产品表面活性高，活化后在化学镍槽1‑2秒就起镀。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤指一种压铸铝合金电镀前处理工艺。
背景技术
一般压铸铝合金在成型时为了避免出现气孔以及增加硬度和增强延展性等各项性能，会在压铸时添加入一定量的Si、Cu、Mg和Fe等元素。含有这些元素的压铸铝合金电镀前处理时，采取普通的除油、碱蚀、除垢、一次沉锌、退锌、二次沉锌等电镀前处理工艺，再电镀化学镍。其中，一次沉锌和二次沉锌均是置于浓度为100g/L的锌酸盐溶液中处理一定时间。
但是采用上述沉锌溶液处理的压铸铝合金件的附着力不良，影响后续的电镀工艺，而且传统的沉锌工艺由于锌层松软，在有些电镀溶液中会发生溶解，在沉锌后还会加上碱性化学镍工艺。因此，现有技术中的压铸铝合金电镀前处理工艺的工序繁多，使用原材料也多，做铝件电镀原材料成本高，导致设备投入大、人工成本高、工作效率低，而且由于工序太长，要管控的槽液多，废水排放量大，所以槽液管控失控现象屡屡发生，造成电镀结合力也不好。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种压铸铝合金电镀前处理工艺，大大降低了附着力不良的可能性，提高良品率，而且简化了工序，减少了设备的投入、降低了企业的用工人力成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种压铸铝合金电镀前处理工艺，包括如下步骤：
S1、除油处理，使用除油剂对压铸铝合金件进行除油处理，除去表面的油污，然后进行水洗处理；
S2、碱蚀处理，将压铸铝合金件置于碱性溶液中进行碱蚀处理，以除去表面的氧化膜及金属离子，然后进行水洗处理；
S3、除垢处理，使用除垢剂对压铸铝合金件进行除垢处理，除去碱蚀后表面的残渣，然后进行水洗处理；
S4、活化处理，在常温下把压铸金属合金件置于PH值为5.5-6.6的活化液进行活化处理10-30s，使得表面形成具有良好附着力的薄镍层，再进行水洗处理。
其中，在S3中，所述除垢剂的组分及浓度分别为：氟化氢铵20-30ml/L、双氧水30-40ml/L、硫脲1-1.5g/L、无水乙醇8-10g/L、磷酸1-1.5g/L。
进一步地，所述活化液的组分及浓度分别为：硫酸镍10-70g/L、硫酸铵10-80g/L、氢氟酸2-20ml/L、柠檬酸钠120-180g/L、苯胺3-10ml/L、表面活性剂3-10ml/L。
进一步地，所述表面活性剂的组分包括聚乙二醇、乙二胺、2-乙基己基磺酸钠、聚山梨酯-80以及聚乙二醇辛基苯基醚。
进一步地，所述水洗处理包括三道流动水洗工序，每道水洗工序时间为3-10s。
本发明的有益效果在于：本发明压铸铝合金电镀前处理工艺采用活化处理替换了传统的一次沉锌、退锌、二次沉锌和碱性化学镍等工序，简化了工艺流程，提高生产效率，大大地减少了废水排放、节约了原材料成本、减少了设备投入、降低了人工成本，并且本除垢工艺减少了磷的排放，更加环保；
其中，由于活化液施镀时间短，原材料消耗少，槽液变化慢，成本低，经过活化处理的压铸铝合金件具有良好的附着力，为电镀工序打下良好的基础，而且经本活化液施镀后的产品表面活性高，活化后在化学镍槽1-2秒就起镀；
此外，本工艺处理的产品与基材结合牢固，镀层均匀致密，经实验在300℃高温烘烤不起泡、不脱皮。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明关于一种压铸铝合金电镀前处理工艺，包括如下步骤：
S1、除油处理，使用除油剂对压铸铝合金件进行除油处理，除去表面的油污，然后进行水洗处理；
S2、碱蚀处理，将压铸铝合金件置于碱性溶液中进行碱蚀处理，以除去表面的氧化膜及金属离子，然后进行水洗处理；
S3、除垢处理，使用除垢剂对压铸铝合金件进行除垢处理，除去碱蚀后表面的残渣，然后进行水洗处理；
S4、活化处理，在常温下把压铸金属合金件置于PH值为5.5-6.6的活化液进行活化处理10-30s，使得表面形成具有良好附着力的薄镍层，再进行水洗处理。
在S3中，所述除垢剂的组分及浓度分别为：氟化氢铵30ml/L、双氧水40ml/L、硫脲1.5g/L、无水乙醇10g/L、磷酸1g/L。并且槽液比重为13-15Be，槽液温度控制在15-30℃。
其中，上述水洗处理包括三道流动水洗工序，每道水洗工序时间为3-10s
与现有技术相比，把传统工艺的除油→碱蚀→除垢→沉锌→退锌→沉锌→碱性化学镍→电镀焦铜或电镀化学镍或电镀镍的工艺简化为除油→碱蚀→除垢→活化→电镀焦铜或电镀化学镍或电镀镍，减少了前处理的沉锌→退锌→沉锌→碱性化学镍的工序，本实施例与基体结合牢固、镀层均匀致密，镀好的成品锉、锯不掉层，经实验在300℃高温烘烤不起泡、不脱皮；由于工艺的简化，减少了在电镀过程中槽液的管控，大大降低了发生着附力不良的可能性，从而大大地提高了良品率；同时还减少了40％左右的废水排放，更有利于环境的保护，此外还减少了电镀企业产线人员的使用，降低了企业的用工人力成本，提高了企业在同行业的竞争力。
进一步地，所述活化液的组分及浓度分别为：硫酸镍10-70g/L、硫酸铵10-80g/L、氢氟酸2-20ml/L、柠檬酸钠120-180g/L、苯胺3-10ml/L、表面活性剂3-10ml/L。
采用上述方案，在本具体实施例中，上述配方中的各种组分的作用分别为：由于氢氟酸是强酸，氧化铝是两性氧化物，能够反应，其化学反应式为Al2O3+6HF＝2AlF3+3H2O；在此溶液中有氟化铝ALF3存在，避免其在铝表面抱团聚集，添加表面活性剂能使氟化铝减少团聚，并使其都以纳米级粒径存在于槽液中，不在铝表面聚集而影响表面沉积的薄膜镍与铝的结合力；由于在氢氟酸作用下，浸泡在槽液中的铝为不含氧化铝的纯铝，在酸性条件下，铝会同镍离子发生置换反应而形成一层微薄镍层，其中置换化学反应式为AL+NiSO4＝Ni+AlSO4，为下一道工序电镀铜或化学镀镍起到了承上启下的作用，确保了下道工序在铝表面沉积的附着力；而柠檬酸钠、硫酸胺作为络合剂，络合镍离子。
进一步地，所述表面活性剂的组分包括聚乙二醇、乙二胺、2-乙基己基磺酸钠、聚山梨酯-80以及聚乙二醇辛基苯基醚。
采用上述方案，由于有机物的存在，聚山梨酯-80起到乳化稳定槽液不易分层的作用，同时起到湿润作用；聚乙二醇辛基苯基醚是去垢剂，又称表面活性剂，是一类即具有亲水基又具有疏水基的物质,一般具有乳化、分散、和增溶作用,在本活化液中能起到剥离疏松沉积在铝表面的镍层，留下坚固层的目的。
在本实施例中，通过以上成份的组合，在此液槽中发生如下物理、化学反应：A、转换反应，由此沉积镍；B、由于有表面活性剂的共同作用，对沉积在铝表面疏松的镍层实时剥离；C、氟化氢去氧化膜，以此达到基材清洁干净不含氧化膜的目的；D、工件在槽液中10-30秒内，反复发生A、B两类物理化学反应，从而达到形成全覆盖铝表面致密、具有非常好附着力的薄镍层，为下道电镀工序打下良好的基础。
在本实施例中，由于本槽液中发生在不断地发生沉积-退疏松层-再沉积-再退疏松层的过程，因此完全替代了原来铝件电镀工序中沉锌-退锌-再沉锌这三道工序，实际是通过选取有关化合物的组合达到由一道工序替代三道工序的目的。传统沉锌工序由于锌层松软，在有些电镀溶液中会发生溶解，通过还会在沉锌后加上一道碱性化学镍工序，而此发明的新工艺，由于沉积层为镍层，而且致密结合力好，所以可以连同为保护锌层而设立的碱性化学镍工序，等同于此发明新工序替代了传统沉锌-退锌-再沉锌-碱性化学镍这四道工序，大大地减少了废水排放、节约了原材料成本、减少了设备投入、降低了人工成本。
本实施例采用微腐蚀方法，利用高分子材料做裁体，把金属离子分解成纳米级元素，镶嵌渗透到铝材表面基体内，在铝材表面形成与镍、铜有非常好结合力的纳米层，从而使铝件可以直接电镀焦铜或直接沉积化学镍。其中，本压铸铝活化液只适用于压铸铝电镀、铝合金喷砂件电镀。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种压铸铝合金电镀前处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、除油处理；
S2、碱蚀处理；
S3、除垢处理，使用除垢剂对压铸铝合金件进行除垢处理，除去碱蚀后表面的残渣，其中除垢剂的组分及浓度分别为：氟化氢铵20-30ml/L、双氧水30-40ml/L、硫脲1-1.5g/L、无水乙醇8-10g/L、磷酸1-1.5g/L，然后进行水洗处理；
S4、活化处理，在常温下把压铸金属合金件置于PH值为5.5-6.6的活化液进行活化处理10-30s，使得表面形成具有良好附着力的薄镍层，再进行水洗处理。
2.根据权利要求1所述的一种压铸铝合金电镀前处理工艺，其特征在于，在S3中，所述除垢剂的组分及浓度分别为：氟化氢铵30ml/L、双氧水40ml/L、硫脲1.5g/L、无水乙醇10g/L、磷酸1g/L。
3.根据权利要求1所述的一种压铸铝合金电镀前处理工艺，其特征在于，在S1中，使用除油剂对压铸铝合金件进行除油处理，除去表面的油污，然后进行水洗处理。
4.根据权利要求1所述的一种压铸铝合金电镀前处理工艺，其特征在于，在S2中，将压铸铝合金件置于碱性溶液中进行碱蚀处理，以除去表面的氧化膜及金属离子，然后进行水洗处理。
5.根据权利要求1所述的一种压铸铝合金电镀前处理工艺，其特征在于，所述活化液的组分及浓度分别为：硫酸镍10-70g/L、硫酸铵10-80g/L、氢氟酸2-20ml/L、柠檬酸钠120-180g/L、苯胺3-10ml/L、表面活性剂3-10ml/L。
6.根据权利要求5所述的一种压铸铝合金电镀前处理工艺，其特征在于：所述表面活性剂的组分包括聚乙二醇、乙二胺、2-乙基己基磺酸钠、聚山梨酯-80以及聚乙二醇辛基苯基醚。
7.根据权利要求1所述的一种压铸铝合金电镀前处理工艺，其特征在于：所述水洗处理包括三道流动水洗工序，每道水洗工序时间为3-10s。
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