压铸铝合金枪黑色电镀工艺

davison11

随着科学技术的迅速发展，铝合金应用范围日益扩大，目前已被广泛地应用在飞机、汽车、摩托车、仪器仪表及电影机械工业上。铝合金不仅具有优良的强度及刚性，而且复杂几何形状零件的压铸可一次成型，实现了无切削加工，工艺简单，生产效率高。我们采用铝合金压铸件先镀光亮镍，再镀一层枪黑色的电镀工艺，既节约成本，又能获得一种高装饰性表面镀层更有特色，提高产品在国际市场上竞争能力。铝合金电镀与普通电镀工艺有一定区别，由于铝合金是一种比较活泼的金属，还原、置换能力强，给电镀工艺带来不少困难，一般都采用浸锌方法来作预处理。最近几年，国内外电镀科技工作者开发了许多铝合金电镀新工艺，在此基础上，研制了新型铝合金表面前处理液———Ｈ?Ｓ?Ｆ液，铝合金电镀工艺更为简单，镀层结合力大大提高，从而保证铝合金压铸件镀枪黑色电镀质量。
: P( u1 S% ^) j" y# F
铝合金压铸件前处理
8 U" M( K" p0 }铝合金压铸件含硅较高，表面常有小气孔和缝隙存在，为了获得高装饰性外观，需机械抛光。由于铝合金的硬度较低，机械抛光轮要柔软而有一定弹性，以免机械抛光时零件边角变形。前处理主要有有机溶剂脱脂、碱蚀、酸蚀，浸Ｈ?Ｓ?Ｆ液等处理。
; K' s, J1 U; F, n  W
有机溶剂脱脂
3 ]. |' S) |- ]) A& q一般采用汽油、三氯乙烯等有机溶剂脱脂，以溶解矿物和抛光膏，也可用洗涤剂溶液擦洗。

6 `( O9 O: T& L( L" ~$ g碱蚀
为了除去零件表面轻微油脂和Ａｌ2Ｏ3薄膜，在弱碱液中进行腐蚀，以暴露铝合金基体并产生微观粗糙度。但溶液碱性不宜太强，同时要严格控制碱蚀液的温度和碱蚀时间，以免产生过腐蚀的现象，碱蚀工艺条件如下:
    Ｎａ2ＣＯ3　　　　　　　　30ｇ/Ｌ
　　Ｎａ3ＰＯ4　　　　　　　　30ｇ/Ｌ
　　添加剂　　　　　　　　　　2～4ｇ/Ｌ
　　ＯＰ-10乳化剂　　　　　　0.5～1ｍＬ/Ｌ
　　温度　　　　　　　　　　　75～85℃
　　时间　　　　　　　　　　　30～60ｓ
* E( d2 M: a) [/ y- K0 j
1 z* h3 o6 U3 I. L- p2 v9 |. A酸蚀(除灰)
铝合金压铸件在热碱蚀溶液中腐蚀时，由于铝的化学溶解和合金元素Ｓｉ的不溶解，在零件表面上会残留一层附着的黑色膜，为了彻底除去这层膜，必须在以下混合酸中处理:
) ~# U' g/ Q) D( j5 k
　　ＨＮＯ　　　　　　33份
' R  w4 C' ?# @' B8 \　　ＨＦ　　　　　　　1份
$ ^* `8 {; ^5 R4 R5 i  p9 K　　水　　　　　　　　少量
　　温度　　　　　　　室温
　　时间　　　　　　　20～40ｓ

浸Ｈ?Ｓ?Ｆ液
& M& q  i7 V) G- T- mＨ?Ｓ?Ｆ液是浸锌溶液的改进，是我们自行研制的专用于铝件表面预处理的溶液，所获得的多元合金层结构紧密，结晶细致，孔隙较小，结合力良好，而且浸Ｈ?Ｓ?Ｆ溶液后可以直接光亮镀镍，简化了电镀工序，其工艺规范如下:
2 [/ d& S; E0 t# d# Z
　　Ｈ?Ｓ?Ｆ　　　　　浓缩液500ｍＬ/Ｌ
2 T7 T! k; W" F, ]4 l) c4 L7 q1 l9 p　　水　　　　　　　　余量
　　温度　　　　　　　15～30℃
　　时间　　　　　　　30～40ｓ
1 U; y% m% s* W
- f3 Z, N, e* J3 X$ B5 L电镀中间层中间层一般采用普通光亮镀镍溶液配方及工艺条件:
4 L& ?' t' a  n$ l  T; Z9 ]
　　硫酸镍(ＮｉＳＯ4?7Ｈ2Ｏ)　　　　　　250ｇ/Ｌ
　　氯化镍(ＮｉＣｌ2?6Ｈ2Ｏ)　　　　　　60ｇ/Ｌ
! n) h5 e7 t1 x$ R7 v/ N! V' _4 F1 p　　硼酸(Ｈ3ＢＯ3)　　　　　　　　　　　40ｇ/Ｌ
  ?- z  V8 N2 j; N1 ^　　十二烷基硫酸钠　　　　　　　　　　　0.05～0 1ｇ/Ｌ
$ X4 d/ M9 I' r7 l3 f9 D4 z" q　　光亮剂　　　　　　　　　　　　　　　适当
& l, l- l, V. [2 N　　ｐＨ　　　　　　　　　　　　　　　　4～4 5
; R1 L* N, s7 m# A6 @7 d9 f: m3 l. H　　温度　　　　　　　　　　　　　　　　52～55℃
　　阴极电流密度　　　　　　　　　　　　2 5～4Ａ/ｄｍ2
# c7 @8 D% F% @0 h; m- E: Q　　时间　　　　　　　　　　　　　　　　12～15分
3 S( n- o3 M1 U4 O" W4 |　　阴极移动　　　　　　　　　　　　　　需要
电镀光亮镍时最好带电入槽，用大一倍的电流冲击镀1～2分钟，然后按常规镀镍。

铝合金压铸件电镀枪黑色工艺
/ v/ D5 y) `+ }# `! y/ b) F2 X1 b
铝合金压铸件毛坯→毛坯检验→机械抛光→汽油或三氯乙烯除油→凉干→上夹具→化学除油及碱腐蚀→温水清洗→冷水洗→流水中清洗→酸蚀→水洗→流水中清洗→浸Ｈ?Ｓ?Ｆ溶液→水洗→流水清洗→镀光亮镍(最好带电入槽)→水洗→流水中清洗→5%Ｈ2ＳＯ4溶液中活化→水洗→流水中清洗→镀枪黑色→水洗→流水中清洗→化学钝化→水洗→流水中清洗→烘干(5～10分钟)→下夹具→检验→浸漆或喷漆。国内枪黑色电镀工艺大都是锡镍合金镀层，也有锡钴合金镀层。其镀液有3种类型:氟化物型、氰化物型、焦磷酸盐型，从环保安全考虑，我们选择焦磷酸盐型枪黑色电镀工艺。
) i/ A) C$ O3 K) Y; g0 i" v" v
镀液配方及工艺条件

　　ＳｎＣｌ2?2Ｈ2Ｏ　　　　　　13～15ｇ/Ｌ
　　ＮｉＣｌ2?6Ｈ2Ｏ　　　　　　55～60ｇ/Ｌ
/ f7 s% v6 |4 ^5 C0 B: ~) T" A　　Ｋ4Ｐ2Ｏ7?3Ｈ2Ｏ　　　　　　230～250ｇ/Ｌ
　　Ｈ?Ｓ?Ｆ-2添加剂　　　　　　5～15ｇ/Ｌ
) F8 v, s, t5 t　　氨水或乙二胺　　　　　　　　5～10ｍＬ/Ｌ
　　ｐＨ　　　　　　　　　　　　8～9
　　Ｔ　　　　　　　　　　　　　45～55℃
　　ｔ　　　　　　　　　　　　　1～3′
　　Ｄｋ　　　　　　　　　　　　0.5～1.5Ａ/ｄｍ2
! r7 k+ ]& J1 ~7 L1 }1 J　　阳极　　　　　　　　　　　　镍板
　　阴极移动　　　　　　　　　　需要

镀液配制
0 W' \' R0 `$ D7 A
, N1 ?( |; [" k$ z①把计算量的氯化亚锡、氯化镍及焦磷酸钾等分别用50～60℃热水溶解。
& H- w1 A- Y+ u2 y0 c& k  f②把溶解好的锡盐和镍盐溶液在不断搅拌下慢慢加至焦磷酸钾溶液中，再搅拌15ｍｉｎ左右，若有混浊，还要继续加温搅拌直至全部澄清。
③加入计算量的添加剂，用水溶解时加少量ＮａＯＨ。
+ C7 A! n8 _9 o; G④将计算量氨水加入，加水至所需容积，搅拌均匀。
⑤测量并调整ｐＨ至8～9，加温至45～55℃，边电解边试镀。
! `! O/ V# P" U1 T4 z
镀液各成份的作用
2 D' C+ D5 K* ^, }
氯化亚锡
' g. }2 X: E) c5 ~& E它是提供锡离子的主盐。氯化亚锡的含量增加，锡镍合金镀层中锡的含量增加。氯化亚锡含量在较大范围内变化对镀层颜色没有明显的影响。当氯化亚锡含量过高时，镀层色泽变浅;含量过低时，镀层呈茶色。该镀液不允许加入双氧水等氧化剂，也不允许用空气搅拌，只能采用阴极移动。

氯化镍
它是提供镍离子的主盐。氯化镍含量增加，锡镍合金镀层中镍的含量略有增加。当氯化镍含量过低时，镀层色泽较浅。氯离子有利于镍板阳极活化和溶解。
) q; s; m; L3 h8 B6 B+ Q( D0 Y
5 g3 w$ `/ P2 N' l7 C" N焦磷酸钾
) L, }, s/ y' h" J7 H' W8 f它是镍离子、锡离子的络合剂。焦磷酸钾除了络合镍、锡外，必须存在一定量的游离焦磷酸钾。焦磷酸钾含量偏低时，镀层粗糙，色泽不均匀。含量偏高时，阴极电流密度降低，沉积速度减慢。
: Q/ k" @9 w3 Q4 b+ L9 ]. t
; t. e5 D3 |' L; ^$ Q1 a4 }氨水或乙二胺
加入氨水可降低镀层的内应力，并使镀层色泽均匀，由于氨水气味重，镀液经加温后，挥发更严重，故采用乙二胺替代。

添加剂
Ｈ?Ｓ?Ｆ-2添加剂也称发黑剂，是锡、镍离子的络合剂，是枪黑色电镀不可缺少的组份。由于发黑剂种类和含量的不同，可获得浅、中、深铁灰色和茶色外观。

镀后处理
铝合金压铸件枪黑色电镀后，必须立即水洗，并钝化、烘干。钝化能提高镀层抗蚀能力，在烘箱中烘干的过程就是镀层坚膜的过程，此工序是不可缺少的。

化学钝化
2 e3 p' Q% \1 j4 F# y- @" p# i铬酐　　40～60ｇ/Ｌ
　　醋酸　　1～2ｍＬ/Ｌ
- k- q- D$ ^4 H8 F2 {　　温度　　室温
" @6 \/ z; e6 b7 v) l　　时间　　30～60ｓ
' Q2 O* Q% I: B5 M- C% k
坚膜
老化镀层，改善提高镀层的耐蚀性。镀层钝化后，经水洗，放入烘箱内在100℃中烘干15～20分钟即可。
5 T: I: O* R; x" o5 r5 m. l5 J
7 S- X6 V- E6 L. _4 ?' I4 b涂漆
- q, z; G$ Y' A; n- E涂漆的目的，是延长枪黑色镀层的使用寿命。根据产品质量档次高低而定。一些低档次的产品浸油提高防蚀性能，产品质量要求高的，必须进行喷漆处理。

) _5 ^4 h$ T' o结束语
+ c9 n, V7 Q! }1 R铝合金压铸件镀枪黑色，镀层色泽似黑非黑，似灰非灰，而且光泽性好，呈现出高雅柔和的特殊外观，令人爱不释手。枪黑色电镀已在装饰性电镀领域占有一席之地，得到了推广应用。由于铝合金压铸件比重轻，能一次成型，降低成本，产品价格具有竞争能力，使应用范围进一步扩大，尤其适合于轿车、摩托车、灯具及轻工产品上应用。
) m9 F  C( ]# p. k$ C资料来源：大卫逊工业设计
; p6 _* y6 D3 ~; }* ~) X
8 x# T) c, S3 |  c