CN113604849A - 一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属表面处理技术领域，具体公开了一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺，将铝合金沟槽轴瓦进行表面清洗，清洗后采用浸锌液进行浸锌处理，再对浸锌处理后的铝合金沟槽轴瓦进行镀镍处理；所述浸锌液包括：无机碱、氧化锌、酒石酸盐、葡萄糖酸钠、硫酸铁、氯化镍、氯化钴、硝酸钠、硫酸铜、硫酸锰、醋酸钠和去离子水。采用本发明的方案，通过在铝合金沟槽轴瓦上预先进行镀锌处理，使得轴瓦的勾缝和峰顶附近预先沉积出一层镀锌层，通过置换的锌层代替活性较高的铝层，这样再进行镀镍时，镀镍层与基体之间的结合力增强，尤其是在轴瓦的勾缝和峰顶附近，通过热震实验表明，镀锌后再进行镀镍的镍层与轴瓦之间具有良好的结合力。
Description
技术领域
本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及了一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺。
背景技术
铝合金具有导电、导热、延展性优良的特点，另外其还具有比强度高、加工成型性好、较高的机械强度和较高的延展性、易加工，且重量轻等优点，所以在军工生产和民品生产中得到广泛的应用。由于铝合金表面与氧具有较高的亲合能力，极易氧化，表面上总有一层自然氧化膜；同时由于铝及铝合金与铜、镍、铬等金属镀层膨胀系数有显著的差距，容易在镀层结合处形成裂纹、开裂等缺陷，这就给铝及铝合金的电镀带来了很大的困难。
另外铝同时具有两性，在酸和碱中都容易发生溶解，铝合金电镀的关键是镀层与基体的结合力，但影响铝合金电镀后结合力的因素有很多，其中由于铝的标准电位是-0.167v，使得铝的标准电位很低，导致在溶液中极其容易与电位较正的金属离子发生置换反应，产生置换层，若置换层不紧密，则会影响镀层的稳定性。
轴瓦是滑动轴承和轴颈接触的部分，形状为瓦状的半圆柱面，主要起到耐磨的作用，由于铝合金沟槽轴瓦表层带有许多勾缝与峰顶，因此会导致镀层金属的晶粒在勾缝和峰顶附近沉积不均匀，另外由于铝合金沟槽轴瓦中所含的各金属成分比例的不同也会对沟槽轴瓦的镀镍造成较大的影响，削弱镀层与铝合金的结合力。基于此本申请提供了一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺，解决现有技术中镀层金属的晶粒在勾缝和峰顶附近沉积不均匀，使得镀层与铝合金沟槽轴瓦之间的结合力不足的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺，将铝合金沟槽轴瓦进行表面清洗，清洗后采用浸锌液进行浸锌处理，再对浸锌处理后的铝合金沟槽轴瓦进行镀镍处理；所述浸锌液包括：无机碱、氧化锌、酒石酸盐、葡萄糖酸钠、硫酸铁、氯化镍、氯化钴、硝酸钠、硫酸铜、硫酸锰、醋酸钠和去离子水。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
本方案中通过在铝合金沟槽轴瓦上预先进行镀锌处理，使得轴瓦的勾缝和峰顶附近预先沉积出一层镀锌层，通过置换的锌层代替活性较高的铝层，这样再进行镀镍时，镀镍层与基体之间的结合力增强，尤其是在轴瓦的勾缝和峰顶附近，通过热震实验表明，镀锌后再进行镀镍的镍层与轴瓦之间具有良好的结合力。
进一步，所述浸锌处理包括一次浸锌、酸洗和二次浸锌。
有益效果：由于第一次浸锌后锌层通常颗粒大且粗糙，所以在第一次浸锌后，在酸中酸洗掉一部分锌层后再次进行二次浸锌，这样得到的锌层细腻且致密，能够进一步提高基体与镀镍层之间的结合力。
进一步，浸锌处理时，浸锌液的体积占比为10～85％。
有益效果：浸锌液使用量若低于10％会导致使用时浸锌速度缓慢、锌层厚度不足；若高于85％则会导致浸锌速度过快、与基体之间的置换反应快，使得锌层较厚从而影响基材与后续镀层间的结合力稳定性。
进一步，浸锌处理时，浸锌温度为15～40℃，第一次浸锌时间不超过60s，第二次浸锌时间不超过30s。
有益效果：这样设置保证锌层的厚度达到镀镍的条件。
进一步，本发明还公开了所述浸锌液的配置工艺，包括以下步骤：
步骤1：将无机碱、氧化锌置于去离子水中，加热搅拌至完全溶解；
步骤2：另取一个容器将酒石酸盐、葡萄糖酸钠置于去离子水中，搅拌至完全溶解后，再依次加入三氯化铁、氯化镍、醋酸钠、氯化钴、硝酸钠和硫酸铜，搅拌至完全溶解；
步骤3：将步骤2中的溶液加入到步骤1中，搅拌混合均匀，得到用于铝合金沟槽轴瓦的浸锌液。
有益效果：本方案步骤1中，加热是为了使得氧化锌能够完全溶于无机碱溶液中，得到锌离子溶液，而步骤2中，将作为络合剂的酒石酸盐和葡萄糖酸钠先溶解于去离子水形成溶液后，再加入金属离子，使得络合剂能够更好的络合铁、镍、钠等金属离子。
进一步，所述无机碱的含量为80～150g/L、氧化锌的含量为10～25g/L、酒石酸盐的含量为100～200g/L、葡萄糖酸钠的含量为10～30g/L、硫酸铁的含量为1～10g/L、氯化镍的含量为25～50g/L、氯化钴的含量为5～20g/L、硝酸钠的含量为1～10g/L、硫酸铜的含量为1～10g/L、硫酸锰的含量为1～10g/L、醋酸钠的含量为1～10g/L。
有益效果：通过实验证明，本方案提供浸锌液能够得到满足沟槽轴瓦镀镍要求的锌层，使得镀镍层与基体之间的结合力增强。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明，并给出具体实施方式。
实施例1：
一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺，包括以下过程：将铝合金沟槽轴瓦依次经过除油、水洗、除垢、水洗、碱蚀、水洗、抛光、水洗、超声波清洗、一次浸锌、水洗、酸洗、水洗、超声波清洗和二次浸锌，其中浸锌液与去离子水的体积配比为10～85％：1，本实施例中选用30％:1，浸锌温度为25℃，第一次浸锌时间为60s，第二次浸锌时间为30s，得到具有浸锌层的沟槽轴瓦；再将此浸锌处理后的沟槽轴瓦进行镀镍处理，得到与基体结合力强的镀镍层。
在浸锌工艺中，由于第一次浸锌后锌层颗粒大且粗糙，所以在第一次浸锌后需要在酸中酸洗掉一部分锌层后再次进行二次浸锌，这样得到的锌层细腻且致密，能够提高基体与镀镍层之间的结合力。
上述浸锌液包括100g/L的无机碱、25g/L的氧化锌、150g/L的酒石酸盐、20g/L的葡萄糖酸钠、5g/L的硫酸铁、30g/L的氯化镍、10g/L的氯化钴、5g/L的硝酸钠、5g/L的硫酸铜、5g/L的硫酸锰、5g/L的醋酸钠，余量为去离子水；本实施例1中无机碱为氢氧化钠。
上述用于铝合金沟槽轴瓦的浸锌液的配置工艺，包括以下步骤：
步骤1：将无机碱、氧化锌置于去离子水中，开启搅拌装置，加热搅拌至完全溶解并呈现澄清透明状。
步骤2：另取一个容器将酒石酸盐、葡萄糖酸钠置于去离子水中，开启搅拌装置，搅拌至完全溶解；再依次加入三氯化铁、硫酸锰、氯化镍、醋酸钠、氯化钴、硝酸钠和硫酸铜搅拌至完全溶解。
步骤3：将步骤2中的溶液加入到步骤1中，开启搅拌装置，混合均匀，即得到用于铝合金沟槽轴瓦的浸锌液。
实施例2～实施例8：
与实施例1的区别仅在于，浸锌液中各组分的含量不同，具体如下表1所示。
表1为实施例2～8中各组分的含量
实施例2～8中浸锌液的配置工艺与实施例1相同。
对照组：
与实施例1的区别在于，未采用浸锌液进行前处理，直接在铝合金沟槽轴瓦上进行镀镍，得到具有镀镍层的铝合金沟槽轴瓦试样。
实验：
将铝合金沟槽轴瓦试样分别在实施例1～8制备的浸锌液中进行镀锌处理，再进行镀镍处理，得到八个具有镀镍层的铝合金沟槽轴瓦试样。
将上述试样采用热震实验(条件：180℃、烘烤1h)对镀镍层进行结合力测试，发现八个试样在热震实验后，其表面的镀镍层表面无起泡现象；因此实验表明镀镍层与沟槽轴瓦之间结合力良好，符合镀层结合力的质量标准，说明此浸锌液对沟槽轴瓦浸锌有良好的作用。
而对照组提供的试样在烘箱中180℃烘烤1h后，沟槽轴瓦表面会有大量起泡现象，进一步说明未进行浸锌前处理的沟槽轴瓦直接进行镀镍处理，形成的镀层与基体之间的结合力较差。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺，其特征在于：将铝合金沟槽轴瓦进行表面清洗，清洗后采用浸锌液进行浸锌处理，再对浸锌处理后的铝合金沟槽轴瓦进行镀镍处理；所述浸锌液包括：无机碱、氧化锌、酒石酸盐、葡萄糖酸钠、硫酸铁、氯化镍、氯化钴、硝酸钠、硫酸铜、硫酸锰、醋酸钠和去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺，其特征在于：所述浸锌处理包括一次浸锌、酸洗和二次浸锌。
3.根据权利要求1所述的一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺，其特征在于：浸锌处理时，浸锌液的体积占比为10～85％。
4.根据权利要求2所述的一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺，其特征在于：浸锌处理时，浸锌温度为15～40℃，第一次浸锌时间不超过60s，第二次浸锌时间不超过30s。
5.根据权利要求1所述的一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺，其特征在于：所述浸锌液的配置工艺，包括以下步骤：
步骤1：将无机碱、氧化锌置于去离子水中，加热搅拌至完全溶解；
步骤2：另取一个容器将酒石酸盐、葡萄糖酸钠置于去离子水中，搅拌至完全溶解后，再依次加入三氯化铁、氯化镍、醋酸钠、氯化钴、硝酸钠和硫酸铜，搅拌至完全溶解；
步骤3：将步骤2中的溶液加入到步骤1中，搅拌混合均匀，得到用于铝合金沟槽轴瓦的浸锌液。
6.根据权利要求5所述的一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺，其特征在于：所述无机碱的含量为80～150g/L、氧化锌的含量为10～25g/L、酒石酸盐的含量为100～200g/L、葡萄糖酸钠的含量为10～30g/L、硫酸铁的含量为1～10g/L、氯化镍的含量为25～50g/L、氯化钴的含量为5～20g/L、硝酸钠的含量为1～10g/L、硫酸铜的含量为1～10g/L、硫酸锰的含量为1～10g/L、醋酸钠的含量为1～10g/L。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110722375.9A Pending CN113604849A (zh) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 一种用于铝合金沟槽轴瓦的预处理工艺 |
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113604849A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160108254A1 (en) * | 2014-10-17 | 2016-04-21 | Meltex Inc. | Zinc immersion coating solutions, double-zincate method, method of forming a metal plating film, and semiconductor device |
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| CN110965087A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-07 | 上海应用技术大学 | 一种无氰浸锌液及其制备方法与应用 |
-
2021
- 2021-06-28 CN CN202110722375.9A patent/CN113604849A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160108254A1 (en) * | 2014-10-17 | 2016-04-21 | Meltex Inc. | Zinc immersion coating solutions, double-zincate method, method of forming a metal plating film, and semiconductor device |
| CN107245742A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-10-13 | 佛山市南博旺环保科技有限公司 | 一种铝合金用无氰沉锌剂及铝合金沉锌方法 |
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| CN110965087A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-07 | 上海应用技术大学 | 一种无氰浸锌液及其制备方法与应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| В.Г.霍米亚科夫 等: "高等学校教学用书 电化生产工艺学 下册", vol. 1956, 高等教育出版社, pages: 544 * |
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