PDF《铝合金压铸件化学表面处理》

铝合金压铸件化学表面处理 香港生产力促进局 材料及制造科技部(表面处理通讯第33期) 铝压铸件电镀 铝件上电镀比其他金属上电镀要困 难,主要是 1.

铝和氧有很强的亲和力,表面常有一 层氧化膜存在;

2. 铝的电极电位较负(-1.67),当工件浸 入镀液但未通电时易形成置换层,影 响与基体金属之间的结合力;

3. 铝和镀层金属的热膨胀系数差异大;

4. 铝与镀层之间常有氢气吸藏,镀层容 易起泡. 相对於锻铝,铝压铸件电镀更形困难,原 因有 1. 电镀时,具复杂几何形状的压铸件, 电流分布很难达致完全平均一致;

2. 压铸件密度并不如锻铝般致密,尤其 是当有气泡、缩孔、缩等缺陷时, 电镀会吸藏上工序过程的酸、碱、电 镀液等而带入下一工序造成污染,并 於其他过程例如烘乾时渗漏出来;

3. 压铸件一般含较高的硅及锰,这些元 素在化学除油过程并不溶解於碱,垢 膜残留於工件表面的现象严重,造成 电镀困难. 电镀工艺流程 1. 机械前处理 机械前处理是在电镀前,把铸件表面 原先存在的刮痕、擦伤、凹洞及其他污点 消除,机械前处理可分研磨及喷砂两种方 法,研磨的目的是为了得到光泽良好及均 一的表面,而喷砂则为了要获得消光缎面 的表面状态,研磨及喷砂二者皆有消除氧 化膜的功效. 研磨可分为粗磨、中磨、细磨、打光.粗磨一般用金钢砂,中磨及细磨一 般用矽藻土、氧化铬、油脂、蜡等混合 物,一般人手打磨的布轮转速在1800 C

2400 m/min为宜,而自动打磨布轮转速

1200 C1800 m/min较佳,研磨剂一般不 能含有氧化铁,否则令铸件变暗. 喷砂可除去表面污垢及消除金属光 泽,可用硅、砂、钢丸、玻璃砂等,但须 注意压缩机空气压力要比应用於其他材料 时为低,否则砂粒打入铝材内会造成以后 处理的困难,喷砂角度与物品以30 ~

45 度最适宜,砂粒及空气之比例视乎特定喷 砂时间内所达致之粗幼平均程度. 2. 脱脂及洗净 一般来说,铝材经过机械加工后,材 料表面多少会附著油脂及其他各种污垢, 要除去这些物品包括有机溶剂、酸及碱各 种方法.如前所述,有机溶剂是指以三氯 乙烯(C2HCl3)等进行擦拭,或配合蒸汽, 或配合超声波除油.三氯乙烯(C2HCl3)对 人体有害,它的使用已逐渐受到限制或以 其他的除油方法所取代.三氯乙烯受光、 热、氧、水的作用会分解成有毒的光气 (碳酰氯)和带腐蚀性的氯化氢(盐酸),如 果在铝、镁等金属催化下,这种情况会更 趋严重. 酸脱脂一般用硫酸,或硫酸、磷酸的 二元或三元混合酸,使用酸脱脂必须严格 控制浓度、温度以及脱脂时间,以防工件 过度侵蚀.碱脱脂是指铝合金於氢氧化 钠等碱性溶液浸渍脱脂,铝置於氢氧化钠 时,会轻微溶解,在表面发出大量氢气并 除去表面油脂,但必须注意若液中铝溶解 过量时,会生成氧化铝固态物附著於加 热器及槽壁,影响正常作业,有关反应如 下: 2Al + 2NaOH A H2O A 2NaAlO2 + 2H2C 2NaAlO2 + 4H2O A 2NaOH + 2Al(OH)3 2Al(OH)3 A Al2O3 ・3H2O D 超声波除腊 如前所述,除腊水是含有表面活性剂 的清洁剂,超声波除腊是针对那些粘附著 工件表面的残余抛光物料.超声波配合除

122 腊水的使用在现代电镀工艺非常普及,对 细小零件以及工件阴暗位置之处除油功效 显著. 化学除油/弱腐蚀 化学除油是电镀的一项标准工艺流 程,碱脱脂也是化学除油的一种,但其成 分不应单是氢氧化钠或碳酸钠,还包含 磷酸三钠、三聚磷酸钠以及表面活性剂等 等.铝压铸件化学除油液的pH值不应太 高,可含微量或适量的氢氧化钠,在化学 除油过程中同时造成表面弱腐蚀效果.弱 腐蚀的意思是除了除油的目的外,进一步 除去铝基的自然氧化膜和粗糙的表面,提 高结合力.弱腐蚀与化学除油可分开二步 骤分别处理,也有在同一槽同时进行. 除垢 在除油和弱碱腐蚀中,压铸铝中的 硅、锰、铜、镁等是不溶於碱的、微溶 的只是铝.这些元素、特别是硅、锰为 甚,常残留於铝表面形成浅灰色垢膜,俗称「挂灰」,除垢的意思就是用酸液将这 层黑膜除去,除灰、酸蚀出光、酸蚀除 垢、除黑班等术语都是同一意思.除垢的 配方,常用压铸铝