CS205020B2 - Process for metalplating aluminium substrate - Google Patents

Process for metalplating aluminium substrate Download PDF

Info

Publication number
CS205020B2
CS205020B2 CS762544A CS254476A CS205020B2 CS 205020 B2 CS205020 B2 CS 205020B2 CS 762544 A CS762544 A CS 762544A CS 254476 A CS254476 A CS 254476A CS 205020 B2 CS205020 B2 CS 205020B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
metal
substrate
aluminum
temperature
coating
Prior art date
Application number
CS762544A
Other languages
English (en)
Inventor
Miguel Coll-Palagos
Original Assignee
Stauffer Chemical Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stauffer Chemical Co filed Critical Stauffer Chemical Co
Publication of CS205020B2 publication Critical patent/CS205020B2/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/48After-treatment of electroplated surfaces
    • C25D5/50After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/10Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
    • C25D5/42Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated of light metals
    • C25D5/44Aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
    • C25D5/625Discontinuous layers, e.g. microcracked layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/627Electroplating characterised by the visual appearance of the layers, e.g. colour, brightness or mat appearance
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S205/00Electrolysis: processes, compositions used therein, and methods of preparing the compositions
    • Y10S205/917Treatment of workpiece between coating steps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12736Al-base component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12736Al-base component
    • Y10T428/1275Next to Group VIII or IB metal-base component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12785Group IIB metal-base component
    • Y10T428/12792Zn-base component

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Description

Vynález se obecně týká způsobu pokovování kovů, zejména způsobu -spojování hliníkového substrátu s mezilehlým kovovým povlakem a pokovenou kovovou plochou.
Jsou známy četné způsoby opatřování kovových substrátů kovovými povlaky. Využití těchto způsobů spočívá obecně v dekorativních a funkčních aplikacích.
Je tradičně známo, že je -obtížné opatřovat určité kovové- substráty přilnavými kovovými povlaky. Například hliník a slitiny hliníku (v následujícím textu souhrnně označované jako „hliník“) jsou charakteristické četnými obtížemi při pokovování, zahrnujícími problémy týkající se přilnutí kovových povlaků.
Řešení těchto problémů, vyvstávajících při pokovování hliníku je obzvláště důležité vzhledem k současné potřebě lehkých vozidel, která jsou úsporná z hlediska energie. U takových vozidel jsou užívána vzrůstající množství hliníku a vyvstává p-otřeba -opatřit tento hliník přilnavými povlaky dekorativních a funkčních kovů.
Podle- vynálezu je navrhován způsob pokovování -hliníkového substrátu, jehož podstata spočívá v tom, že se hliníkový substrát opatří povlakem směsi kovů, tvořené
0,01 -až 99,99 % hmot, niklu a 99,99 až 0,01 % - hmot, cínu nebo 0,01 až 99,98 % hmot, -zinku, 0,01 až 99,98 % hmot, cínu a 99,98 až -0,01 % hmot, mědi nebo 0,01 až 99,99 % hmot, mědi a 99j99 až --0,01 % hmot, Čínu, a to například elektrolyticky, bezproudově apod., načež se na - tento povlak - nanese chrom nebo nikl, -a to například elektrolyticky, chemicky, bezproudově, srážením kovových par atd. a - pokovený hliníkový -substrát se podrobí tepelnému zpracování při teplotě 270 az 280 °G po dobu 30 min.
Podle teorie vynálezu jsou složky a koncentrace složek uvedeného určitého - kovového systému voleny z metalurgických fázových -diagramů v bodech odpovídajících likvidu. Teplota likvidu zvoleného -systému musí odpovídat teplotě, při níž. mohou -být- i«termetalické směsi, definované v tomto textu jako slitiny nebo intermetalické sloučeniny, tvářeny jak -s kovovým substrátem, tak i - s - určitým kovovým systémem a s první vrstvou kovu, která je nanesena na vložený -kovový povlak a určitý kovový systém. Jsou-Η splněny všechny tyto- parametry, je povlakem opatřený a pokovený hliníkový substrát ohřát za účelem vytvoření difusního spojení, při němž je hliníkový substrát difusně spojen s vloženým kovovým povlakem a vložený kovový povlak je difusně spojen s naneseným kovem.
Pokud je· k dispozici dostatečná doba ohřevu, která umožní vznik difuse (to jest, vytvoření uvedených intermetalických sloučenin), může být tepelné zpracování prováděno při teplotě likvidu nebo při teplotě nižší. Proběhne-li difuse, dochází ke· spojení kovového substrátu s vloženým kovovým povlakem a s naneseným kovem. Kovový substrát je tudíž opatřen přilnavou plochou, opatřenou kovovým povlakem, která může odolávat značnému mechanickému zatížení a působení okolního prostředí.
Využití vynálezu jsou četná a jsou omezena pouze různými funkčními a dekorativními aplikacemi, které jsou odborníkům v daném oboru ve spojení s· pokovenými kovovými · substráty zřejmé. Například hliníkové automobilové nárazníky mohou být nyní opatřovány přilnavým pokoveným povrchem vysoké kvality.
Zjednodušeně řečeno je proces podle vynálezu prováděn následujícím způsobem:
Je zvolen kovový substrát, zejména hliníkový, je-li to nutné, je povrch uvedeného substrátu očištěn a · zbaven veškeré · vrstvy kysličníku, · je zvolena přibližná teplota likvidu, která je vhodná z hlediska konečného použití pokoveného kovového výrobku, na základě zvolené teploty likvidu jsou z · metalurgických fázových diagaramů zvoleny kovové sloučeniny, je zvolen funkční nebo dekorativní kov, z kovových sloučenin jsou vybrány určité kovové systémy, které při teplotě likvidu nebo při nižší teplotě · vytvoří intermetalické sloučeniny s ' ' kovovým substrátem a · funkčním nebo dekorativním kovem, na kovový substrát je nanesen povlak jednoho určitého kovového systému, který vytváří vložený kovový povlak, funkční nebo dekorativní kov (v následujícím textu nazývaný „plátovaným kovem“) je nanesen na vložený kovový povlak, · povlakem · opatřený a plátovaný kovový · substrát je ohřát · za účelem vytvoření intermetalických sloučenin, čímž dochází ke· vzniku difusních spojení, kdy je · kovový substrát difusně spojen s vloženým kovovým povlakem a vložený kovový povlak je difusně spojen s plátovaným kovem.
Rovněž může být užíváno četných způsobů · opatřování .kovového substrátu povlakem určitého kovového · systému.
Tyto způsoby zahrnují chemické a elektrické · pokovování a ekvivalentní způsoby, jako pokovování srážením kovových par a jiné, známé odborníku v daném oboru. Každá z různých složek určitého · kovového· systému, pokud je nanášena na substrát odděleně, může být nanášena různými způsoby.
Některé kovové substráty vyžadují speciální zpracování, jako je předběžná úprava, za účelem přípravy povrchu, který má být opatřen povlakem určitého kovového systému. Substráty tvořené hliníkem a slitinami hliníku mají například přirozenou vrstvu kysličníku. Před opatřením sub^s^rátu povlakem musí být vrstva kysličníku v rámci předběžné úpravy odstraněna.
Jsou známy četné způsoby odstraňování vrstvy kysličníku. Některé z těchto způsobů jsou popsány v publikacích Handbook der Galvanotechnik autorů H. W. · Dettnera a J. Elze [C. H. Verlag, Mnichov (1966) ] a The Surface Treatment and Finishing of .Aluminium autorů S. Wernicka a R. Pinner.a (Draper, 1973).
Tloušťka vloženého kovového povlaku se může měnit v rozmezí 0,00000127 cm a 0,000762 cm. Tato tloušťka bude záviset na difusních koeficientech jednotlivých složek určitého kovového· systému. ' · Například jsou-l.i difusní koeficienty velké, může být při snížení difusní doby užito silnějšího povlaku. Jednotlivé tloušťky různých složek vloženého kovového povlaku, pokud jsou nanášeny · odděleně, jsou přibližně úměrné · koncentracím- složek v určitém kovovém systému.
Určitý kovový systém je tvořen složkami vybranými na základě bodů nebo čar teploty likvidu v metalurgických fázových diagramech. Odborník v daném oboru, který uvádí vynález do praxe, zvolí nejprve minimální teplotu likvidu na základě konečného použití pokoveného kovového výrobku. Má-li být tento výrobek používán -například v teplé atmosféře, bude zvolena minimální teplota likvidu, která je vyšší než teplota · ohřáté atmosféry.
Poté jsou z · metalurgických fázových diagramů vybírány četné kombinace kovových složek, majících požadované charakteristiky teploty likvidu.
V oboru metalurgie je dobře známo, že · fázové diagramy pro různé kovy nebo směsi kovů mají · likvidus. Likvidus · je čára nebo plocha v diagramu teploty · a složení, vyznačující rovnovážnou teplotu dokonalého roztavení v případě ohřátí kovu nebo směsi kovů, nebo dokonalého ztuhnutí v případě, kdy je kapalný kov nebo směs kovů ochlazována.
Jak je uvedeno výše, fázové diagramy jsou diagramy znázorňující závislost teploty a složení směsí kovů. Proto, je-li podle 'vynálezu zvolena minimální teplota likvidu, může být vybrán nekonečný počet kovových směsí · podél 'části linie nebo plochy, která leží na uvedené minimální teplotě likvidu nebo nad ní.
Při · praktické · aplikaci teorie podle vynálezu je ' nekonečné · množství variant vhodných kovových směsí sníženo na konečný počet. Z úvah jsou samozřejmě vyňaty všechny kovové sloučeniny, jejichž teploty · likvidu ' ' jsou nižší, než je minimální zvolená teplota likvidu. Z úvah jsou rovněž vyňaty kovové směsi, jejichž teploty likvidu · jsou příliš vysoké pro· praktické využití, například na základě omezení týkajících se ohřívací pece. Tím je tudíž dán i rozsah kon205020 centrací kovových směsí. Například v případě ' směsi cínu a niklu je teplota likvidu při 100% cínu 231°C, zatímco - při. - 100% niklu činí 1455 °C. - Je-li zvolena . minimální teplota likvidu cca 450 °c a je-li rozhodnuto, že by teploty likvidu - nad -900 °C byly nepraktické, jakýkoli fázový diagram Cínu a .. niklu ukáže, -že budou vhodné· směsi cínu a niklu obsahující mezi 98 % a 85 % cínu.
Je možné, že jediný kov by měl charakteristické vlastnosti, které splňují požadavky uvedeného určitého kovového systému. Je však.· též možné, že by mohlo nebo mělo' být užito vícesložkových kovových . . systémů. Myriáda možných kombinací vhodných kovových -směsí bude odborníku v daném oboru zřejmá z teorie vynálezu. - Optimální - systémy mohou být vybírány na základě poznatků podle vynálezu a z . . literatury.
Poté co byly zvoleny jedna · nebo více - kovových směsí, musí být stanoveny - charakteristické vlastnosti každé směsi · -s ohledem na její schopnost . vytvářet intermetalické směsi jak s kovovým substrátem, tak i s první prstvou plátovaného kovu. Vytváření intermetalických směsí by mělo nastávat přibližně při teplotě . likvidu nebo teplotě nižší než je teplota likvidu. Pro stanovení okamžiku, kdy se budou vytvářet . - - intermetalické směsi, může být mimo jiné užito - následující publikace: J. H. Westbrook: Intermetallic Co-mpounds (Wiley, 1967).
Z předcházejícího . textu - - je - . zřejmé, že - - ne všechny směsi kovů, -. které splňují požadované . charakteristické - - vlastnosti, -týkající· - se teploty likvidu, budou nutně vhodné pro' splnění druhého pažadavku vytváření intermetalické směsi. Jakékoli směsi kovů, která splňuje oba požadavky, může být užito jako určitého kovového systému podle vynálezu.
Je-li uvedený - kovový - systém - tvořen .více než jednou kovovou složkou, budou koncentrace těchto složek; jak bylo vysvětleno výše,. . určovat - teplotu likvidu, - jak -je . .patrno z vhodného metalurgického fázového - ' diagramu. Tyto složky mohou být nanášeny na povrch kovového . -substrátu jednotlivě nebo v kombinací. - Pokud - jsou nanášeny - jednotlivě, bude . tloušťka jejich - odpovídajících - .povlaků přibližně úměrná . koncentracím .- těchto složek, jak je dáno fázovým diagramem. Například určitý kovový systém 90 % cínu a 10 procent niklu by mohl být nanášen na kovový - substrát v tloušťkách 22,86.-10-6 a 2,54. 1O~6 cm.
V . . současné době je dostupná četná literatura . týkající se metalurgických fázových diagramů a tvorby intermetalických směsí. Tak jsou například dostupné následující publikace: . Phase Stability in Metals. and Alloys, P.- -Rudinan, . J. Stringer a- R. Jaffe- (MCG-raw Hill, 1967), Metals Reference Book . C.- . - J. Srnith [Washington, 1962), a Metals Handbook, svazek 8, (ASM Handbook Commitee, 1973).
Kovy určené k nanášení na vložený kovový povlak mohou - být vybírány -na .základě . dekorativních . nebo· - funkčních .faktorů. . - Jiné kovy mohou být následně nanášeny .na . první - plátovanou vrstvu . buď . . před . tepelným zpracováním . - nebo. . po ' - - něm. Funkční - kritérium pro výběr první nanášené vrstvy .- imůže . být založeno na . konečném použití pokoveného . . výrobku nebo . .na metalurgických faktorech -s . ohledem -na vytvoření - přilnavé - - vrstvy . .: kovu, která může být následně plátována . požadovanou vnější vrstvou nebo jakýmikoli vloženými - vrstvami mezi první plátovanou -.vrstvou a . vnější. . vrstvou - kovu. . Například - je - - měď funkčním. k.ovem, v- tom .smyslu, že může být snadno opatřována povlaky dekorativních kovů, . jako . je chrom, pomocí běžných . prostředků. Takže například opatření hliníkového. substrátu přilnavou vrstvou mědi - umožňuje účinné vytvoření vysoce kvalitního povrchu hliníku, opatřeného povlakem chrómu.
Pokovování - je obecně prováděno - běžnými elektrolytickými - způsoby . nebo ekvivalentními způsoby, .které - . poskytnou kovovou .vrstvu požadované . . tloušťky a . uniformity, - která . je určována konečným použitím - pokoveného kovového výrobku. Způsoby elektrického -. pokovování jsou popsány v . četných .publikacích, zahrnujících následující: Modern Electroplating. F. A. Lowenheim (Wiley, 1974) a Handbook der Galvanotechnik, H. - W.- -Detter a J. Elze) C. H. Verlag, Mnichov (1966).
Různé faktory budou -určovat dobu . -a - -teplotu, při -níž bude prováděno- tepelné zpracování povlakem opatřeného a pokoveného . kovového substrátu. Difuse, - . která . nastává při tepelném zpracování, je funkcí času a - teploty. Jsou-li teploty snižovány, vzrůstají časy -potřebné - pro -difusi. - Jak -bylo - uvedeno v předcházejícím·--- textu, - působí difuse, - nastávající podle vynálezu . vytváření intermetalických směsí na přechodech -vloženého kovového povlaku, a-kovového . - substrátu - a - první vrstvy- plátovanéh kvu. - Tato difuse způsobí přilnavé spojení - kovového -substrátu . s vloženým kovovým povlakem a . plátovaným· kovem.
Časové a teplotní charakteristiky pro difusi . různých - kovů, jichž může být užíváno podle vynálezu, jsou - dostupné v literatuře. Některé z příslušných . -publikací- -. jsou uvedeny v předcházejícím textu ve -spojení s intermetalickým! směsmi.
V případě praktické aplikace - musí být uvažovány. . faktory, . - Jako je tepelná kapacita dostupné -ohřívací pece a . . nejúčinnější doba tepelného zpracování. - Například pracuje-li dostupná - pec . nejúčinněji při 300 °C a nemůže-li být tepelnému . zpracování přiděleno více než 30 minut, bude zapotřebí užít určitého kovového - systému, který lze . provozovat při splnění těchto parametrů. Uvažujeme-li tyto parametry, je z výše uvedeného textu zřejmé, že by bylo· - možno užít systému - tvořeného- 98 - % cínu a- 2 % niklu jako - vloženého - kovového povlaku při -opatřování hliní205020 kového substrátu přilnavou vrstvou plátované mědi.
Dva ' · příkladové specifické kovové systémy pro hliníkové substráty obsahují:
1) mezi OjQl% a 99,99 · % niklu a mezi 99,99 procent a ·0,01 % cínu, a
2) mezi 0,01 a 99,98 % zinku a mezi 0,01 procent a 99,98 % · cínu a mezi 0,01%· a 99,98· % mědi.
Na základě výše · uvedeného popisu může ' odborník v daném oboru snadno vybrat . četné· jiné specifické · kovové systémy pro hliník a · jiné substráty.
Následující příklady jsou uváděny pouze· za účelem ilustrace, avšak nikoli omezení vynálezu.
Příklad 1
Jako · kovového substrátu bylo užito kusu slitiny hliníku. Zvolený kus vykazoval oblast určenou k pokovení o velikosti · cca 65 centimetrů2. Tato slitina je velmi · pevná a je · jí užíváno pro výrobu hliníkových · nárazníků pro automobily.
Složení· směsi je následující:
Cu — 0,1 %, Mn — 0,3 %, Mg · - 1,3 %, Cr—. · 0,12'%, Zn - 7,0 ·%, Ti — 0,03 %, Si — 0,4 % maximálně nečistot a· Fe — 0,35 % · maximálně nečistot.
Slitina byla pokovena podle vynálezu zpracováním probíhajícím v ' následujících po sobě jdoucích Tázích:
.1, · .očištění v perchloretylénové lázni, následované sušením ·na · vzduchu, a· odmaštění · v mírně alkalickém čisticím prostředku,
2. sprchování studenou vodou,
3. ponoření · do lázně 3% kyseliny ·· fosforečné· na dobu · 3 minut při 70 ' °C · za účelem neutralisace a mírného naleptání,
4. sprchování studenou vodou,
5. ponoření do lázně kyseliny dusičné s fluoridem, mající složení:
objemových % 67% koncentrované kyseliny · dusičné a 15 g/1 . bifluoridu amonného, po dobu 1 minuty při teplotě místnosti,
6. sprchování studenou vodou,
7. hydrolysa po dobu 1 minuty při 70 °C ve vodném roztoku, obsahujícím 50 g/1 kyseliny citrónové -a 50 g/1 kyseliny borité za účelem · odstranění nerozpustných · solí hliníku s povrchu,
8. sprchování studenou vodou,
9. aktivace · cínu po dobu . 1 min · 15 · s při 30 °C v roztoku obsahujícím:
37.5 g/1 trihydrátu cíničitanu draselného (KzSnOs . 3 HžO J,
22.5 g/1 glukonátu sodného (NaCeHiiO7j,
3,75 g/1 hydroxidu ddaselného,
10. sprchování studenou vodou,
11. bezproudové · pokovování· niklem · po dobu 15 minut při 85 °C v roztoku · obsahujícím:
g/1 hexahydrátu síranu nikelnatého (NISO4.6H2O), g/1 lignosulfonátu sodného, g/1 fosfornanu sodného (NaHzPOz. H2O) 9 · g/1 kyseliny nitrilotrioctové, monohydrát trojsodné soli, g/1 kyseliny jantarové,
12. sprchování studenou vodou,
13. elektrolytické pokovování mědí po dobu 3 minut při · proudu 0,0155 A/cm2 a pak po · · dobu 15 minut při proudu 0,0465 · A/cmz · v · roztoku obsahujícím:
187 g/1 sirníku mědnatého,
34,3 g/1 kyseliny sírové a mg/1 kyseliny chlorovodíkové; toto pokovení poskytlo · uniformní · povlak · bez · puchýřků,
14. sušení na vzduchu při teplotě místnosti,
15. tepelné zpracování · po dobu · 30 minut při 270 °C,
16. zakalení · prudkým ochlazením ·studenou · vodou.
Přilnutí mědi bylo vynikající. Pokusy ·υύϊněné ve snaze oddělit vrstvu mědi od substrátu pilováním, škrabáním nožem a zdviháním· byly všechny neúspěšné.
Příklad 2
S kusem Tiliník^u byla provedena s^^^tjjn^á procedura jako v příkladu 1, s tou výjimkou, že krok 13 byl následován sprchováním studenou vodou, · načež byly provedeny následující kroky:
14a. elektrolytické pokovování · · niklem · po dobu 5 minut při proudu 0,0795 A/cm2 a teplotě 50 °C v roztoku obsahujícím:
300 g/1 NiSo4 . H2O, g/1 NiCh . 6 · H2O,
14b. sprchování studenou vodou,
14c. elektrolytické pokovování chromém po dobu 3 minut při proudu 0,1 A/cm2 a teplotě 45 °C v roztoku obsahujícím:
300 g/1 kyseliny chromové a g/1 kyseliny sírové,
14d. sv.čení na vzduchu při teplotě místnosti.
Poté by, у provedeny kroky 15 a 16 podle příkladu 1. Přilnutí bylo vynikající, ačkoli se vyskytlo ve vrstvě niklu a chrómu několik puchýřků, vzniklých namáháním.
Příklad 3
S kusem hliníku byla provedena stejná procedura jako v příkladu 1, s tou výjimkou, že po kroku 12 byly provedeny následující úkony:
12a. nanesení lesklé mědi ze standardního roztoku na tloušťku 0,0901778 cm,
12b. sprchování studenou vodou,
12c. nanesení pololesklého niklu ze standardního roztoku na tloušťku 0,0001778 cm,
12d. sprchování studenou vodou,
12e. nanesení lesklého niklu ze standardního roztoku na tloušťku 0,0000762 cm,
12f. sprchování studenou vodou,
12g. nanesení chrómu s mikrotrhlinkami ze standardního roztoku na tloušťku 0,000:00508 cm.
Poté byly provedeny úkony 14, 15 a 16 podle příkladu 1. Přilnutí bylo vynikající bez puchýřků. Vzorek byl podroben slanému postřiku po dobu 48 hodin. Nebyly zjištěny žádné puchýřky nebo koroze. Vzorek byl rovněž podroben pádové zkoušce.
Příklad 4
S kusem hliníku byla provedena stejná procedura jako v příkladu 1, s tou výjimkou, že úkon 9 aktivace cínu byl prováděn při 26°C a úkon bezproudového nanášení niklu 11 byl prováděn po dobu 6 minut při teplotě 90 °C. Poté byl prováděn úkon 12. Po ukončení· úkonu 12 byly prováděny následující úkony:
13a. nanesení lesklé mědi ze standardního roztoku po dobu 20 minut při proudu 0,0537 A/cm2,
13b. sprchování studenou vodou,
13c. ponoření do 50% HC1 po dobu 15 s,
13d. sprchování studenou vodou,
13e. elektrolytické pokovování niklem po dobu 5 minut proudem 0,0645 A/cm2 pří užití stejného roztoku jako při úkonu 14a příkladu 2,
13f. sprchování studenou vodou,
U3g. elektrolytické pokovování chromém proudem 0,215 A/cm2 po dobu 3 minut při užití stejného roztoku jako pří úkonu 14c příkladu 2,
13h. sušení na vzduchu při teplotě místnosti.
Poté bylo provedeno naříznutí nožem za účelem sloupnutí části pokovené plochy. Toto naříznutí bylo následováno tepelným zpracováním při 275 °C po dobu 30 minut a pak prudkým zakalením studenou vodou. Poté nemohla být povrchová plocha sloupnuta naříznutí nožem. Ani údery těžkým kladivem a nárazy ostrého konce kladiva nezpůsobily odloupnutí nebo popraskání pokoveného povrchu.
Příklad 5
Vzorky slitiny hliníku, upravené způsobem podle příkladu 4, byly jak před, tak i po tepelném zpracování rozřezány a analysovány snímacím elektronovým mikroskopem a rentgenovými paprsky. Vzorky podrobené tepelnému zpracování byly jasně odlišné od vzorků, které tomuto zpracování podrobeny nebyly, vzhledem к difusi, která proběhla jako výsledek tepelného zpracování.
Příklad 6
Kus slitiny hliníku (nominální chemické složení: min. 99% čistého hliníku a 0,12% mědi) byl podroben modifikované proceduře podle příkladu 1. Byly provedeny úkony 1—8, následované úkony následujícími:
8a. substituční pokovování zinkem po dobu 1 minuty při teplotě 22 °C,
8b. sprchování studenou vodou,
8c. elektrolytické pokovování cínem a mědí po dobu 1 minuty proudem 0,0387 A/cm2 při teplotě 52 °C v roztoku obsahujícím: 28,2 g/1 pyrofosforečnanu mědi, 41,1 g/1 pyrofosforečnanu cínu, 167 g/1 pyrofosforečnanu sodíku — draslíku a 20 g/1 šťovanu a•monného (roztok měl pH 9),
8d. sprchování studenou vodou,
8e. lesklá měď byla nanášena ze standardního roztoku po dobu 20 minut proudem 0,058 A/cm2 při teplotě 23 °C,
8f. sprchování studenou vodou,
8g. elektrolytické pokovování niklem proudem 0,0774 A/cm2 po dobu 5 minut při tep205020 lotě 54 °C, při užití stejného roztoku jako při úkonu 14a příkladu 2,
8h. sušení na vzduchu při teplotě místnosti,
8i. tepelné zpracování po dobu 30 minut při 280 °C,
8j. prudké zakalení studenou vodou.
Výsledný výrobek neměl žádné puchýřky a vykazoval vynikající přilnavost.
Příklad 7
Kus slitiny hliníku (nominální chemické složení: 4,5 % mědi, 0,6 % manganu, 1,5 % hořčíku, zbytek hliníku) byl podroben modifikované proceduře podle příkladů 1 á 6. Byly provedeny úkony 1—8 podle příkladu 1, následované úkony 8a—8j podle příkladu 6, s tou výjimkou, že úkon 8c byl prováděn po dobu 45 minut proudem 0,0258 A/cm2 při teplotě 51 °C, úkon 8e byl prováděn proudem 0,0516 A/cm2, úkon 8 g byl prováděn proudem 0,073 A/cm2 a úkon 8i byl prováděn při teplotě 275 °C.
Došlo к výskytu několika puchýřků. Avšak na plochách, na nichž puchýřky nevznikly, bylo přilnutí vynikající.
Příklad 8
Kus slitiny hliníku (nominální chemické složení: 0,12 % mědi, 1,2 % manganu, zbytek hliníku). Byly provedeny úkony 1 — 8 podle příkladu 1, následované úkony 8a— 8j podle příkladu 6, s tou výjimkou, že úkon 8a byl prováděn po dobu 30 s při teplotě 24 °C, úkon 8c byl prováděn po dobu 2 minut při proudu 0,0129 A/cm2 a teplotě 57 °C, úkon 8e byl prováděn při proudu 0,0516 А/ /cm2 a úkon 8g byl prováděn po dobu 10 minut při proudu 0,0516 A/cm2 a teplotě 54 °C.
Došlo к výskytu puchýřků, avšak přilnutí bylo jinak vynikající. (Naříznutím nožem nemohlo být dosaženo odloupnutí.)
Příklad 9
Kus slitiny hliníku (nominální chemické složení: 1,6 % mědi, 2,5 % hořčíku, 0,3 % chrómu, 5,6 % zinku, zbytek hliníku) byl podroben modifikované proceduře podle příkladů 1 a 6. Byly provedeny úkony 1—8 podle příkladu 1, následované úkony 8a—8j podle příkladu 6, s tou výjimkou, že úkon 8c byl prováděn při proudu 0,0258 A/cm2 a teplotě 51 °C, úkon 8e byl prováděn proudem 0,0516 A/cm2 a úkon 8g byl prováděn po dobu 10 minut proudem 0,0516 A/cm2. Přilnavost byla vynikající.
Příklad 10
Kus slitiny hliníku (nominální chemické složení: 0,6 % křemíku, 0,25 % mědi, 1,0 % hořčíku, 0,2 °/o chrómu, zbytek hliníku) byl podroben modifikované proceduře podle příkladů 1 a 6. Byly provedeny úkony 1—8 podle příkladu 1, následované úkony 8a—8j podle příkladu 6, s tou výjimkou, že úkon 8c byl prováděn po dobu 2 minut proudem 0,0129 A/cm2 a při teplotě 51 °C, úkon 8e byl prováděn při proudu 0,0516 A/cm2 a úkon 8g byl prováděn při proudu 0,516 А/ /cm2 a teplotě 53 °C.
Došlo к vytvoření několika malých puchýřků, avšak přilnavost byla vynikající, jak dokazuje nemožnost odloupnutí plátovaného kovu ze substrátu užitím nože.
Přikladli
Kus slitiny hliníku o povrchové ploše 16 centimetrů2 byl podroben zpracování podle úkonů 1—8 podle příkladu 1. Poté následovaly tyto úkony:
9a. elektrolytické nanesení tenkého základního povlaku fluoroboritanu cínu po dobu 45 s při celkovém proudu 0,5 A a teplotě 24 QC v roztoku obsahujícím:
g/1 fluoroboritanu cínu Sn(BF4), 100 g/1 kyseliny fluoroborité HBF4,
2,5 g/1 /?-naftolu, 5,0 g/1 želatiny,
Hodnota pH roztoku činila 0,1.
9b. sprchování studenou vodou,
9c. elektrolytické nanášení cínu — mědi po dobu 3 minut při celkovém proudu 0,5 A a teplotě 52 °C při užití stejného roztoku jako při úkonu 8c podle příkladu 6,
9d. sprchování studenou vodou,
9e. nanášení lesklé mědi ze standardního roztoku po dobu 10 minut při celkovém proudu 2 A a teplotě 24 °C,
9f. sprchování studenou vodou (v tomto okamžiku bylo provedeno naříznutí nožem za účelem odloupnutí části plátovaného kovu).
9g. tepelné zpracování po dobu 30 minut při 275 °C,
9h. prudké zakalení studenou vodou.
; - г·.. - ímmswwí» '··
Přilnavost byla vynikající. Plátovaný kov nemohl být dále odloupnut nožem.

Claims (1)

  1. PŘEDMĚT VYNALEZU
    Způsob pokovování hliníkového substrátu, vyznačený tím, že se hliníkový substrát opatří povlakem směsi kovů, tvořené 0,01 až 99,99 % hmot, niklu a 99,99 až 0,1 % hmot, cínu nebo 0,01 až 99,98 % hmot, zinku, 0,01 až 99,98 % hmot, cínu a 99,98 až 0,01 % hmot, mědi nebo 0,01 až 99,99 % hmot, mědi a 99,99 až 0,01 °/o hmot, cínu, a to například elektrolyticky, bezproudově apod., načež se na tento povlak nanese chrom nebo nikl, a to například elektrolyticky, chemicky, bezproudově, srážením kovových par atd., a pokovený hliníkový substrát se podrobí tepelnému zpracování při teplotě 270 až 280 °C po dobu 30 min.
CS762544A 1975-04-18 1976-04-16 Process for metalplating aluminium substrate CS205020B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US56952675A 1975-04-18 1975-04-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS205020B2 true CS205020B2 (en) 1981-04-30

Family

ID=24275800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS762544A CS205020B2 (en) 1975-04-18 1976-04-16 Process for metalplating aluminium substrate

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4092448A (cs)
JP (1) JPS51124635A (cs)
AR (1) AR217625A1 (cs)
BR (1) BR7601948A (cs)
CA (1) CA1090212A (cs)
CS (1) CS205020B2 (cs)
DE (1) DE2615515A1 (cs)
FR (1) FR2307890A1 (cs)
GB (1) GB1525868A (cs)
IT (1) IT1058137B (cs)
NL (1) NL7602264A (cs)
SE (1) SE7601702L (cs)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2460347A1 (fr) * 1979-06-29 1981-01-23 Thomson Csf Procede de metallisation directe d'un substrat conducteur par galvanoplastie et substrat conducteur comportant une telle metallisation
US4300959A (en) * 1979-08-22 1981-11-17 United Technologies Corporation Impermeable electroform for hot isostatic pressing
JPS57192257A (en) * 1981-05-22 1982-11-26 Hitachi Ltd Manufacture of bearing construction with solid lubricant
JPS58187260A (ja) * 1982-04-26 1983-11-01 Mitsubishi Electric Corp アルミニウム金属への半田被着法
DE3343251A1 (de) * 1983-11-30 1985-06-05 W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau Systemtraeger fuer elektrische bauelemente
US4655884A (en) * 1985-08-19 1987-04-07 General Electric Company Nickel plating of refractory metals
US4786324A (en) * 1986-01-10 1988-11-22 Rieger Franz Metallveredelung Nickel-plating bath
US4938999A (en) * 1988-07-11 1990-07-03 Jenkin William C Process for coating a metal substrate by chemical vapor deposition using a metal carbonyl
JPH0611917B2 (ja) * 1988-08-23 1994-02-16 日本鋼管株式会社 陽極酸化処理用多層アルミニウムめっき基体
JP2574016B2 (ja) * 1988-11-22 1997-01-22 日本碍子株式会社 ナトリウム−硫黄電池
US5127998A (en) * 1990-01-02 1992-07-07 General Electric Company Area-selective metallization process
US5230965A (en) * 1990-01-02 1993-07-27 General Electric Company High density interconnect with electroplated conductors
US5277228A (en) * 1990-11-02 1994-01-11 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Limited Welded pipe with excellent corrosion resistance inner surface
JPH05311188A (ja) * 1992-05-08 1993-11-22 Toyota Motor Corp 成形加工性に優れたアルミニウム板
JPH10330950A (ja) * 1997-06-02 1998-12-15 Nippon Parkerizing Co Ltd 改良充填置換析出型めっき金属材料及びその製造方法
US6413588B1 (en) 1999-01-11 2002-07-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method of producing durable layered coatings
US7417290B2 (en) * 2006-01-09 2008-08-26 International Business Machines Corporation Air break for improved silicide formation with composite caps
CN101479397B (zh) 2006-06-30 2013-03-13 肯联铝业轧制品-雷文斯伍德有限公司 高强度、可热处理的Al-Zn-Mg铝合金
US20080308425A1 (en) * 2007-06-12 2008-12-18 Honeywell International, Inc. Corrosion and wear resistant coating for magnetic steel
IT1399805B1 (it) * 2009-03-27 2013-05-03 Torino Politecnico Procedimento per il rivestimento di particolari in lega di alluminio, in particolare in lega di alluminio pressocolata, e particolari realizzati tramite tale procedimento
US8885299B1 (en) * 2010-05-24 2014-11-11 Hutchinson Technology Incorporated Low resistance ground joints for dual stage actuation disk drive suspensions
US20130192982A1 (en) * 2012-02-01 2013-08-01 United Technologies Corporation Surface implantation for corrosion protection of aluminum components
CN115558886B (zh) * 2022-09-13 2024-06-11 首钢集团有限公司 一种耐腐蚀的高碳钢防护膜层及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2428318A (en) * 1942-03-09 1947-09-30 John S Nachtman Electrolytic deposition of rustproof coatings
US2429222A (en) * 1943-06-05 1947-10-21 Bell Telephone Labor Inc Method of making contact wires
US2995814A (en) * 1957-10-11 1961-08-15 Harold A Chamness Method for soldering aluminum
US3282659A (en) * 1965-08-24 1966-11-01 Westinghouse Electric Corp Plated zinc base articles and method of making
US3455014A (en) * 1968-01-11 1969-07-15 M & T Chemicals Inc Method of joining by plating aluminum and alloys thereof

Also Published As

Publication number Publication date
NL7602264A (nl) 1976-10-20
US4092448A (en) 1978-05-30
IT1058137B (it) 1982-04-10
JPS51124635A (en) 1976-10-30
SE7601702L (sv) 1976-10-19
FR2307890A1 (fr) 1976-11-12
BR7601948A (pt) 1976-10-12
DE2615515A1 (de) 1976-10-28
FR2307890B1 (cs) 1980-09-05
GB1525868A (en) 1978-09-20
CA1090212A (en) 1980-11-25
AR217625A1 (es) 1980-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS205020B2 (en) Process for metalplating aluminium substrate
US4938850A (en) Method for plating on titanium
JP2004523663A (ja) アルミニウム加工部材のメッキおよび前処理方法
JP3715743B2 (ja) Mg合金部材の製造方法
JPH04297595A (ja) アルミニウム帯への亜鉛系電気めっき方法
EP2971267B1 (en) Bimetallic zincating processing for enhanced adhesion of aluminum on aluminum alloys
WO2007021327A2 (en) Pretreatment of magnesium substrates for electroplating
US4624752A (en) Surface pretreatment of aluminium and aluminium alloys prior to adhesive bonding, electroplating or painting
IL34111A (en) Conditioning aluminous surfaces for the reception of electroless nickel plating
US2662831A (en) Method of bonding copper to aluminum or aluminum alloys
US3726771A (en) Process for chemical nickel plating of aluminum and its alloys
GB2074189A (en) Treating a titanium or titanium base alloy surface prior to electroplating
EP0497302B1 (en) Process for direct zinc electroplating of aluminum strip
EP0125352B1 (en) Zincating aluminium
US4670312A (en) Method for preparing aluminum for plating
JP3192003B2 (ja) マグネ基合金の高耐食性塗装方法
US4273837A (en) Plated metal article
JP3180197B2 (ja) アルミニウム及びアルミニウム合金の表面処理法
JP2006206977A (ja) ハンダ性に優れた表面処理Al板
US2791553A (en) Method of electroplating aluminum
JP2003073843A (ja) マグネシウム合金素材の無電解ニッケルめっき方法
JPS61183475A (ja) 改善されたすず浸漬めつき方法
JP2962496B2 (ja) マグネ基合金のめっき方法
JP2007509233A (ja) アルミニウム/マグネシウム合金で被覆された加工製品
JP2767066B2 (ja) 溶接性とリン酸亜鉛処理性に優れた表面処理アルミニウム板