锌合金电镀资料

锌合金的主要成份是锌, 还有铝。它们都是两性金属, 化学稳定性差, 在空气中容易氧化、变色.腐蚀.

所以我们首先必须了解电镀或涂装锌合金压铸件表面状态的质量控制

1.1工件的几何形状设计

锌合金铸件在设计其几何形状时, 尽量避免盲孔深的凹部等结构, 因此, 要求在零件设计时,在不影响外观和使用的部位, 留出便于溶液、气体流动的排泄工艺孔。这样不仅能很好地实施镀覆, 而且减轻了镀液被污染的程度。

1.2 压铸件的模具设计和压铸工艺

锌合金压铸件表面是致密层, 厚度约0.1 mm, 内部则是疏松多孔结构。在模具设计和采用压铸工艺时, 尽量使工件表面光滑, 减少裂纹、气孔、冷隔缝隙、飞边及毛刺等铸造缺陷。为此, 必须进行机械清理, 这时应避免损伤表面致密层, 以免露出多孔的基体造成电镀困难,并影响电镀质量。锌合金压铸时常常使用脱模剂, 对脱模剂的使用和去除应给予一定的重视, 它是影响镀层结合力的因素之一。

1.3 工件的材质选择

常用的锌合金材料中用于电镀的有2ZnAl 4-3、2ZnA1 4-1、2ZnAl 4-0.5、2ZnA14 使用最多的牌号为ZnAl-925, ZnAl-903, 但ZnAl-903 比ZnAl-925 更好。

另外, 在压铸时常用一部分回料, 其比例应控制在15%, 最好不要超过20%。因回料中容易掺杂其他(如硅)成分, 影响镀层的结合力。若使用回料多的铸件, 电镀时最好用氢氟酸活化。

2、镀前处理

2.1 毛坯检验

(1) 外观: 查看毛坯表面是否存在裂纹、凸泡、划伤、松孔等严重弊病。判断这些弊病的程度, 若可以使用机械手段(磨光、抛光等)除去, 可以增加打磨工序。

(2) 材质检验: 查阅锌合金的牌号, 了解使用回料的比例, 测试压铸件的质量, 把工件放置在100-110℃烘箱中保温30min, 查看外表有否凸泡。

2.2 表面的机械清理

锌合金压铸件表面存在着铸造缺陷, 必须进行机械清理、磨光和抛光。

(1) 较大工件须采用磨光及抛光除去表面缺陷。例如, 除去毛刺、飞边、模痕等。磨光的砂轮使用的砂粒一般应大于220目, 采用红色抛光膏; 新砂头应适当倒角, 布轮的直径50-40 0 mm, 圆周速度视工件大小而定, 通常为1100-2200 m/min。锌合金磨光时不要过度用力, 尽可能不要损伤表面的致密层, 不要使工件变形。为了使工件表面光滑, 还应该进行抛光口可选用白色抛光膏, 抛光膏不要太少, 以防局部过热, 出现密集细麻点。抛轮的大小和圆周速度可参照磨光, 抛光后最好用白粉拉一下, 清除滞留的抛光膏, 便于电镀。

(2) 较小工件不便抛磨, 可选择滚磨或滚光处理。若工件飞边、瑕疵较多, 应先滚磨。磨料可选择氧化铝、花岗石、陶瓷、塑料颗粒, 以及能除油及润滑的肥皂水、表面活性剂等。磨料及零件的装载量为3/4-4/5滚桶(易变形工件多装些, 溶液均浸满零件), 磨料与零件比为(1.5～2):1, 滚桶的转速6-12 r/min 。容易变形的零件转速慢些。

若工件瑕疵很小, 可以直接选用滚光。可以用塑料颗粒、(软性)谷壳、玉米棒之类, 加上润滑剂打滚擦光。滚桶转速为600 m/min 左右, 时间视工件、磨料而定。有不少小件使用振动磨光, 抛光效果也十分理想。

表面机械清理不但要除去表层瑕疵, 而且又不能破坏表面的致密层。

3.1除抛光膏及油污

(1) 除抛光膏

抛光后应尽早除去抛光膏, 时间久了, 抛光膏易硬化, 不易除去。除抛光膏可将工件浸泡在6 0-70℃的浓硫酸中(尽可能不掺水), 使抛光膏被浓硫酸氧化去除。抛光膏的主要成份除了金属氧化物(MgO、CaO 、Al203、Fe203等)之外, 主要是硬脂酸、石蜡等, 这些有机物会被浓硫酸氧化。这种方法在规模不大的厂家应用颇广。工序关键是浓硫酸中不可掺进水。掺进水的浓硫酸对锌合金产生严重腐蚀, 所以工件抛光后须干的入槽。

比较正规的除抛光膏是使用由有机溶剂、表面活性剂组成的"冷脱剂"、"除蜡剂", 若配以超声波, 效果更佳。

(2) 除油

即使用有机溶剂除油, 也应进行碱性除油。这是因为有机溶剂滞留在工件上会给电镀带来不利影响。

由于锌合金的主要成份是锌和铝, 它们都是两性金属, 因此, 碱性除油液的碱度不能太强。如果是浸渍除油, 可选用下述配方。

配方1:

CH-3脱脂剂30-40g/L, 室温或30-50℃, 1-5 min。

﹡脱脂剂为本公司产品

配方2:

磷酸三钠20-40g/L, 碳酸钠20-30g/L, 洗涤剂少量,50-60℃,3-6min。

配方1比配方2的效果好。

浸渍除油后大件(吊镀)还应进行电解除油。电解除油最佳选择为先用阴极电解除油, 再用阳极电解除油。不要在同一槽中进行阴/ 阳极电解除油。

使用阴极电解除油, 时间10-15s(工件上有均匀气泡即可), 氢氧化钠可以增加溶液电导, 防止电压过高刻蚀工件, 首选配方(1)温度不宜过低, 否则电压会升高; 温度也不能过高, 否则碱同基体的反应会加剧, 从而腐蚀工件, 50–55℃为宜。使用阴极电解除油, 在工件上析出较多氢, 氢有很好的还原作用(活化其表面), 原子氢结合成氢气, 冲击工件表面, 达到很好除油目的。但是仅用阴极电解除油, 由于镀液使用时间一长会被污染, 金属离子会沉积在工件表面, 造成镀层发花、结合力不良等弊病。这时若再用阳极电解除油, 工件表面有一剥离(溶解)过程, 工件就会暴露出活性好的基体表面。即使有轻微的氧化(阳极产生O2会氧化工件), 在后道酸洗时会被除去的。

如果只使用阴极电解去油, 则应该经常更新溶液, 尽可能维护好, 要防止极杆上的铜绿污染溶液。

如仅使用阳极电解去油也是可以的。只要保证在阴极电解去油前油污已经除清, 进行阳极电解去油仅为了剥离污染层。

3.4 活化

除油后的工件经过清洗, 必须进行活化才能电镀。活化可采用以下配方: (1) HF(40%)5-20 g/L, (2) H2S04(98%)15-75g/L, (3) HCl(37%)10-20g/L,室温,3-6s, 以析出氢气后再延长1-2s为宜。

活化配方的选择, 视锌合金的牌号或回料使用的比例而定。回料较多的, 使用氢氟酸型活化,因为回料中时常会带入硅杂质。氢氟酸属于弱酸, 对基体的腐蚀速率也比较小。

预镀前进行预浸处理, 采用预浸更有利于保证镀层结合力。

(1) 如果氰化物预镀铜(或氰化物预镀黄铜)应在5-10g/L氰化钠溶液中预浸,不要清洗, 直接入槽预镀。

(2) 如果用柠檬酸盐中性镍预镀, 应在30-40g/L的柠檬酸溶液中预浸, 不清洗, 直接人槽预镀。

4、工艺流程

4.1 抛光件

毛坯检验→打磨→抛光→除抛光膏→超声波除蜡、除油→化学除油→阴极电解除油→阳极电解除油→活化→预浸→预镀