1 前言
众所周知,锌为两性金属,在酸、碱溶液中易发生腐蚀,使镀层与基体结合力显著下降。因此,在装饰性电镀中,锌基合金表面的预处理是关键。通常零件经磨、抛光后,以磷酸钠和碳酸钠为主要组分的去油液进行化学和电化学除蜡、脱脂,随后浸氰化钠溶液活化、预镀氰化铜,再镀其它镀种。然而,基体腐蚀难以避免,且存在分散能力和深镀能力问题,往往出现凹槽、内孔缺镀、边角烧焦、产生多孔疏松,甚至起泡脱皮等不良镀层。
本文拟将某厂试验改进相关的技术和工艺流程,减少环境污染,并使镀层与基体结合力良好的锌合金压铸件镀装饰铬工艺予以介绍。
2 工艺流程
毛坯检验-机械磨光-精抛光-汽油刷洗-化学除油-热水洗-水洗-酸洗-活化水洗-碱性化学浸镍-水洗-中性镀镍-水洗-镀亮镍-水洗-复合镀铬-回收-热水洗-干燥-检验
3 镀液配方及工艺条件
3. 1 化学除油
无磷洗衣粉(优质) 50～80 gPL ,碳酸钠5～10gPL ,60～100 ℃,去净为止。
无磷洗衣粉是一种独特的表面活性剂,其主要成分含有阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、污渍悬浮剂及增白、护色等助剂。因此,用这种洗衣粉配成的去油液,对锌压铸件表面具有去除蜡及其它污垢的特殊功能,能迅速分解各种污垢,达到去污作用。工件入槽约5 min 就能彻底除净,并且不造成基体腐蚀,保持表面光洁如新。此外,这种洗衣粉由于不用磷酸盐做助剂,因此,不会造成水体富营养化。
3. 2 酸洗活化
氢氟酸15～20 mLPL ,硫酸5～10 mLPL ,室温,3～5 s。
氢氟酸是弱酸,在HF 水溶液中再加入H2SO4(或HNO3 、H3BO3 等) 能起稳定作用。
3. 3 化学浸镍
氯化镍40～50 gPL ,柠檬酸钠90～100 gPL ,氯化铵45～55 gPL ,次磷酸钠10～12 gPL ,pH 值8. 5～9. 5 ,80～90 ℃,5～10 min。
化学浸(镀) 镍有酸性和碱性二种,相比之下,锌合金压铸件采用碱性化学浸镍比酸性化学浸镍效果要好。后者易于腐蚀基体,并出现镍层发花现象,而本工艺则克服了此弊病。3. 4 中性镀镍
硫酸镍160～180 gPL ,柠檬酸钠180～200 gPL ,氯化钠10～15 gPL ,硼酸20～30 gPL ,丹宁酸0. 4～0. 6 gPL ,pH 值6. 5～7. 0 ,室温,0. 4～1. 0 APdm2 ,15min ,阴极移动。
丹宁酸的加入主要掩蔽Zn2 + ,并使镀层结晶更细化,减少镍层的孔隙率。
3. 5 镀光亮镍
硫酸镍250～300 gPL ,氯化钠15～20 gPL ,硼酸30～40 gPL ,1 ,4 丁炔二醇0. 4～0. 5 gPL ,糖精0. 8～1. 0 gPL ,十二烷基硫酸钠0. 05～0. 10 gPL ,pH 值4. 0～5. 1 ,50～55 ℃,2～3 APdm2 ,15 min ,阴极移动。
本配方为一般性的全光亮镀镍工艺。
3. 6 复合镀铬
铬酐250～300 gPL ,氟硅酸4～6 gPL ,硫酸1. 0～1. 5 gPL ,三价铬2～6 gPL ,45～55 ℃,15～30 APdm2 ,1. 0～1. 5 min ,阳极为铅锡合金。
复合镀铬,又称氟硅酸镀铬。采用本工艺旨在克服锌合金压铸件因形状复杂(即凹槽内孔多) 套普通铬往往出现“露黄”现象,而氟硅酸镀液的阴极胶体膜比只含硫酸的普通镀铬液的阴极胶体膜薄得多,铬层钝化趋势较小,能在低温、低电流密度下获得光亮镀层,液温升高,则光亮范围更宽。因此,复合镀铬工艺特别适用于锌合金压铸件装饰性电镀。
4 操作要点
(1) 对于较小零件,可进行滚光处理(不需磨抛) 。适合磨、抛的零件,操作时用力要均匀,除去锌铸件表面的厚度不应超过其致密层的厚度,因为下面则为多孔、疏松结构。若磨光用力过度会破坏基体表面的致密层,结果使抛光膏和槽液进入已裸露的孔隙、裂纹中,影响镀层质量。
(2) 抛光时,应先用黄抛光膏粗抛,然后用白抛光膏精抛。使用抛光膏应少量、勤用为原则,用量多时,抛光膏会粘在工件的凹槽、内孔处,给去污带来困难,但也不能太少,否则,会使表面局部过热而出现小麻点,使镀层产生起泡、脱皮等疵病。
(3) 零件经过上述磨、抛光后,应尽快用汽油刷洗去除抛光膏残留物,以免抛光膏固化,影响化学除油质量。
(4) 应使用优质洗衣粉(B 型) ,颗粒小、密度大、泡沫少,放入水中溶解快,手接触溶液无烧手感,溶液清而滑爽,去污效果明显。要特别注意:加酶洗衣粉的水温不能超过60 ℃,否则,酶将会失去活性,影响除油效果。此外,对于体积大的锌压铸件,可以用毛刷或抹布粘上洗衣粉手工擦拭除油。
(5) 酸洗活化时间不宜太长,当看到工件表面冒出氢气泡就应取出,并迅速进入流水中清洗干净。否则,表面易产生腐蚀产物附着,即挂灰、疏松膜。该膜很难水洗掉,这是锌合金压铸件电镀成品率低的重要原因。如果出现这种情况,可采用草酸和磺基水杨酸各15 gPL 的有机酸络合清洗液,在常温下浸渍约5 min ,除去这一腐蚀膜。
(6) 零件经化学浸镍后,电镀中性镍时,使用电流密度不能过高(约0. 5 APdm2 ) ,否则,镀层容易产生镍碱式盐的夹杂,结果使镀层多孔、疏松。同时注意中性镍层分布要均匀,无烧焦现象,并具有低的孔隙率,否则,工件进入光亮镍槽中易出现蚀点,影响镀层与基体结合力和外观质量。
(7) 光亮镀镍和套复合铬操作,按常规电镀工艺进行。
5 结语
综上所述,本工艺取消了预镀氰化铜,以碱性化学浸镍替代。锌合金压铸件镀装饰铬工艺的关键因素在于镀前基体洁净、无过腐蚀及其产物附着。只要注意每道工序,其成品率是比较高的。
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