锌合金压铸件的前镀实践

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锌合金压铸件的前镀实践

发布时间:2018.02.06 新闻来源:江苏梦得新材料科技有限公司 浏览次数:


锌合金压铸件的前镀实践

江苏梦得电镀化学品有限公司 步华  杭东良 (212341)

摘要:详细介绍了锌合金压铸件的前镀工艺和方法,特别强调了锌合金压铸件镀前处理和预镀在整个电镀工艺过程中的重要性。
关键词:锌合金压铸件、镀前处理、前镀、氰化预镀黄铜、氰化预镀铜
1) 前言:
    锌合金压铸件(成分合格、压铸件工艺合格、毛坯无疵病)的电镀过程中存在起泡、结合力指标率低、蚀点等问题,笔者在接触锌合金压铸件电镀过程中通过数年的实践。总结出锌合金压铸件电镀不良品80%的病因出在镀前处理和前镀工艺。锌合金基材不同于铜基材可以退镀、重新抛光、回镀。目前还没有一种理想的退镀剂可退去锌基上铜、镍而不腐蚀基件。回镀成本较高且合格率低,可以书哦锌合金压铸件因电镀存在起泡结合力差,蚀点等引起的次品就是废品。所以说要想获得良好的镀层镀前处理和预镀是关键。
2) 镀前处理
 2.1 磨光
    零件首先应磨去表面的毛刺、分模线、飞边等表面缺陷。其方法有三种。
一、 布轮磨光。俗称打边沙。
    在布轮或连续布带上粘附粒度为0.069~0.045mm磨料以黄油膏为辅助磨料。新粘的磨料用前要倒去锐角,布轮磨光零件表面时,一般用1100~1400m/mm的速度,磨光时不得干磨,磨光的压力也不宜大。这样才能够防止零件的局部过热和避免摸削量过多。
二、 滚光。
    在装有磨料(花岗石陶瓷)和滚光液(5% 38洗净剂、3%除蜡水余量水)的滚筒中进行滚动磨光。磨料与零件的重量比约为2.25:1。滚筒转速不宜高,以防冲击搭坏零件表面,通常为以5γ/min为好,时间为1.5-2h。
三、 振光。
    在装有磨料和振光液(1%NaCN、1%38洗净剂余量水)的振动筒内进行振动磨光,振动频率为10-50HZ,振幅08-6.4mm,时间为1-4h。
2.2 抛光
    抛光使零件获得机械的整平和光亮。
    抛光应采用整体布轮,先用黄油膏粗抛后再用白油膏精抛,抛光时应注意少用、勤用抛光膏,因为抛光膏多时会使抛光蜡粘在零件的凹处,给除油带来困难,抛光膏少时会使零件表面局部过热而出现密集的细麻点,镀后此处易产生气泡,特别是经烘烤后出现气泡,往往使电镀工作者步入误处,错认为是基体材料问题。抛光轮直径和转速不宜太高,最大圆周速度不应超过2150m/min。较小的或复杂零件采用1100~1600m/min的较低速度。不应破坏零件表面的改密层,以防止和减少表层下面空隙的暴露,做到轻抛轻放。精抛以后要用柔软物隔开,排放整齐。以防擦伤碰伤。抛光后用白粉擦拭,除去残留的抛光膏,送电镀部做到即抛即镀。
3) 脱脂
  3.1预先脱脂
    用有机溶剂或表面活性剂、分散剂(常用冷脱液)将零件表面上的残留抛光膏和油污基本清除干净这样可缩短后面碱液脱脂的时间,从而减轻对零件的浸蚀。这一工序应在抛光后尽早进行,不宜超过12h。否则残留的抛光蜡固化干燥而难以除去。
  3.2 碱液脱脂
         Na2CO3                      15g/L
         Na3PO4•12H2O               15g/L
        Na2SiO3                      10g/L
        除蜡水                      5ml/L
        T                           70-80℃
        t                           1-2min(配合超声波除油效果更佳)          
  3.3 酸液脱脂去氧化皮
         浓H2SO4                   1份
         缓蚀剂(硫脲)             8g/Kg
         T                          70℃
         t                         20-40S(第一次)
         t                         8S(第二次)
3.4 电解脱脂
         Na2CO3                      15g/L
         Na3PO4•12H2O               15g/L
        Na2SiO3                      10g/L
        T                           60-70℃
        DK                         3-5A/dm2
        t                           15-40S
3.5 技术和工艺要求
1、锌合金压铸件有自己的特点,他的主要成分为锌和铝,压铸时的偏析现象会使表面某些部位产生富铝和富锌相,强碱能使铝,强酸能锌优先溶解。在表面上形成针孔并在其间残存溶液。电镀后即容易产生气泡,结合力差。为此锌压铸件的除油工艺优选显得更为重要。通常采用碱酸化学与电解除油组合进行。
2、除油过程中水洗一定要彻底,除油后工件经活化水洗后应不破水与水亲合不应因除油不彻底存在残留抛光蜡,经酸铜加厚后而产生蚀点(烂点)。
3、除油溶液应保持一定的浓度和纯度,定期更换。以防异金属离子浓度达到一定值时而产生置换层,影响镀层的结合力,特别是除油液应与铁基件、铜基件分开进行。这一点往往被电镀工作者所忽略。
4) 弱浸蚀
    通常采用3%氢氟酸进行酸性浸蚀,因酸性浸蚀溶液浓度、纯度、浸蚀时间在操作过程中往往难以控制。因而因附着力不良而造成镀后气泡往往较多。我们可以采用对金属杂质容忍性较高的碱性浸蚀。30%NaCN,30%间硝基苯磺酸钠。时间为30-50S。经浸蚀后将除油清洗后残留的挂灰全部除去使基体充分暴露。
5)活化
    为了进一步提高镀层的附着力,使基体的晶格充分暴露,必须进行活化。活化可选择酸活化碱活化。酸活化可在2%的HF中活化时间5S。经水洗后浸NaCN液带电入槽。碱活化可在3-10g/LnaCN溶液中活化后不水洗直接带电入槽。
6)前镀
    预镀铜层厚度不应小于7μm,因为镀铜层可以扩散到锌基中形成较脆的铜锌合金中间层,影响结合力。而镀铜层越薄则扩散作用发生得越快。当锌基暴露时进酸铜后易产生蚀点,造成不应有的损失。因而锌合金压铸件的前镀应采用分散能力和覆盖能力较好的氰化镀铜电解液预镀,前镀可采用预镀氰化黄铜,预镀氰化铜组合进行。
  6.1预镀氰化黄铜                      6.2  预镀氰化
 CuCN             20-25g/L            CuCN               20-25g/L
 游离NaCN(总)   40-45g/L           游离                 8-12g/L
 [Zn(CN)2]        8-14g/L            Na2CO3              30g/L
 MP3•H2O          0.3-0.8ml/L         KNaC4H4O •4H2O   10-20g/L
 pH                9.8-10.5            pH                  10.5
 T                 15-35℃            T                   50-60℃
 DK               05-1.5A/dm2               DK                  05-1.5A/dm2
 t                 1min                 t                   1min
 阳极              移动
 6.3技术与工艺要求
1.预镀氰化黄铜    预镀氰化铜必须进行二道水洗以防Zn+的带入。
2.工件应全部覆盖上铜层且须致密呈半光亮微红色。
3.严格控制阳极电流密度和阴阳极面积比   S阳:S阴=2:1~3:1
4.阳极不能使用含磷的铜阳极,采用电解铜板或电解铜角,钛筐阳极袋一并使用。
5.控制镀液的pH值,pH太高使阴极电流效率下降且腐蚀锌基体,应控制在10.5左右。
6.碳酸钠应控制在30-55g/L,以防镀层的麻沙与粗糙。
7.严格控制金属铜与游离NaCN的比值。Cu:CN ̄(游离)=1:0.5~0.6。
8.可以使用活性炭连续过滤,减少有机物的污染,以防镀层的粗糙。
9.镀液温度应控制在50-55℃之间,减少NaCN的分解,维护镀液的稳定。
10.预镀氰化黄铜时,开始时给予冲击电流,以防止因置换作用而造成镀层结合力不良。
7) 小结
    锌合金压铸前镀是整个电镀过程中的关键。必须控制镀前处理和预镀的工艺和方法。镀前处理特别要注意除油液活化液的浓度和纯度要做到定期更换水洗要彻底干净。工件不能长时间搁置在空中、水中、空气中易形成的氧化物难以彻底清除造成结合力不良。水中的水膜也会造成镀层起泡。预镀特别要注意预镀层达到一定的厚度才可能进入下步工序电镀,以及镀液维护。工件掉入槽中要及时捞出,定期分析,定期过滤槽液(清缸),只要按工艺规程去做。锌合金压铸件电镀良好的合格率是可以做到的。前镀过程中出现故障可以返回重新除油,镀层不良可退镀再回镀,而不应镀了光亮酸性镀铜或光亮镍之后才发现不良品的起因是前镀故障而造成不应有的损失。
[参考文献]
  1.曾华梁 《电镀工艺手册》     北京机械工业出版社   2002
  2.王士逯  《常用电镀问题解答》    机械工业出版社   2001
  3.沈品华   吴久章等《电镀技术教材》  上海市腐蚀科学技术学会
  4.李鸿年《电镀实用工艺》   北京国防工业出版社   1990
  5.上海轻工业专科学校编  《电镀原理与工艺》   上海科学出版社  1978

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