铝材磷化及铬磷化处理

［ ＋［ 一Ｈ。 Ｏ］ Ｈ］ Ｏ
（ ）磷 酸根 的多 级离解 ３
（） ４
度 积 时则在 工件 表面析 出 ＡＬ （ Ｐ） 及 Ｃ Ｐ 与 此 同 ｒＯ ；
时 ， 件 表 面 还 有 Ａｌ ） 析 出 。 Ｔ ：。 （
Ｈ３ ＰＯ 一 Ｈ２ Ｏ ＋ Ｈ 一 Ｈ Ｐ（ Ｐ ） ＋ ２ Ｈ 一
２Ｈ ＋ ２ ｅ— Ｈ２
（） ２
（ ３）
铬 磷 化膜 形 成 机理 为 ： 当铝 件浸 入 铬 磷化 处 理
液 中， 铝溶解 ， 价 铬被 还 原 为 三 价铬 ， 属 与溶 液 六 金
（ ）在 促进 剂 的作 用 下 ， 的质 量浓 度 进一 步 ２ Ｈ
降低
界面 的 ｐ 值 升 高 ； 着 三价 铬 及 Ａｌ Ｈ 随 。 的质 量浓 度 的不断 增大 ， Ｐ 电离 加 快 ， 其 离 子 积 大 于 溶 Ｈ。 Ｏ 当
（ ）对平 面 件 、 片件 进行 酸 洗 时 ， 参 照 上述 ３ 薄 应 除油 时 的方法 进行 操作 。
１ ３ 活 化 的 影 响 ．
对 镀前 处 理 的每一 个 步骤都 认 真对 待 。
１ １ 除 油 的 影 响 ．
（ ）活化 液 的酸度 过 低会影 响镀 层 的结合 力 。 １ （ ）控制 好 活化 时 间 ， 间过 短 ， ２ 时 基体 表 面 的氧
铝材 锌 系磷化 膜形 成机 理 为 ：
（ ）基 体金 属及 其表 面氧化 物溶 解 １
Ａｌ ３ — Ａｌ 一 ｅ 抖 （ １）
热 性 比铬酸盐 转 化膜 的好 ， ２ ０。 与 有机 涂 层 在 ０ Ｃ内 结 合 良好 ， 用于 烤漆 及粉 末涂装 的底 层 。 适
Ａ１ ＋６ 一［ 抖 Ｆ～ ＡＷ ］
成 。该膜 层 多孔 ， 结 晶状 ， 独 使 用 时 防护 性 差 ， 呈 单
Ａｌ ”配 位形 成ｌ ｒ ］ ， ＡＩ 可避 免 Ａ１ 对磷 化 过程 的 ”
影响。
具 有亲水 性及 绝缘 性 ， 与有机 涂层 结合 良好 。
（ ）耐 蚀 性 及 耐 热 性 ３ 铬 磷 化 膜 的 耐 蚀 性 比 铬 酸 盐 转 化 膜 的 差 ， 耐 但
除尽工 件 表 面上 的各种 油 污 。 （ ）对 平 面件 、 片件 进行 化 学 除油 时 ， ３ 薄 由于 其
２ 清 洗 的影 响
（ ）铜／ ／ 电镀 工 艺 中 清洗 槽 比较 多 ， 些 １ 镍 铬 这 清洗槽 要 单独设 立 ， 可混用 ， 不 以免产 生交叉 污染 。 （ ）清洗 槽 的结构 设 计要 合 理 。溢水 口要有 足 ２ 够 的宽度 ； 下水 管 的 口径要 粗 于进水 口的 ； 清洗 水要
由磷 酸 二氢锌 、 酸 锌 以及 促 进 剂 （ 酸 盐 、 硝 酸 硝 硝 亚
盐） 组成 。所 不 同的 是 铝材 锌 系 磷 化 液 中含 有 一 定 量 的氟化 物 （ 如氟 硅酸 盐 、 氟硼 酸盐 及 氟化 钠 ） ～ 。Ｆ
磷 化膜 呈绿 色 。
（ ）组 成 及 状 态 ２
２ 铝 材 铬 磷 化 处 理
１ 铝 材 磷 化 处 理
铝材 铬磷 化处 理工 艺简单 、 于掌握 ， 易 目前 已得 铝材 磷化 可 以选用铁 系磷 化或 锌 系磷化 。使 用 不 同的磷 化液所 形 成 的磷 化膜 不 同 ， 系 磷 化 中形 铁 成 的磷化 膜 为 ＡＬ （ ； 系磷 化 中形成 的磷 化 膜 为 Ｐ） 锌
质量 浓度 较 高 时 ， 化 能 力 变 强 ， 层 中 Ａ１（ 氧 膜 ） 。的 质量浓 度 较高 ， 层致 密 ， 膜 呈无 色至 浅绿 色 。转化 膜 显色 不仅 受 Ｆ 的影 响 ， 与铝 及其 合金 成分 及 工艺 还 条件 有关 。一 般 纯 铝 偏 蓝 绿 色 ， 一 ｕ合 金 呈 橄 榄 Ａ１ Ｃ
时 ， Ｐ 的质 量 浓 度 较 高 ， 色 变 浅 ； Ｃ Ｏ ＡｌＯ 绿 当 ｒ 。的
色 。温度 偏高 或 时间偏 长都 会使 膜层 颜色偏 重 。 随着 对 有 害 化 学 品铬 酐 及铬 酸盐 限 制使 用 ， 铝 材涂 装前 处理 将会 更 多地选 择磷 化处 理 。
收 稿 日期 ：０ １０ —６ ２ １—５１
（ ）磷 酸盐 沉淀结 晶成 为磷 化膜 ４
３ ｎ ＋ ２ Ｏｊ ＋ ４ ２ Ｚ Ｐ Ｈ Ｏ—Ｚｎ （ （４ ２・４ ２） ３ Ｐ ）） Ｈ （
（ ６）
膜 层 中 Ｃ Ｐ 显 绿 色 ， Ｆ 的 质 量 浓 度 较 低 ｒＯ 当
２１ 年 １ ０３ 月
电 镀 与 环 保
第 ３ 卷第 １ （ ３ 期 总第 １９ ） ・５ ・ ８期 １
由于 Ｆ 对 Ａ１ （ Ｐ ） 选择性溶解 ， 对 ＣＰ） 有 而 ｒ（
Ｐ ） ＋３ （ ｉ Ｈ
（） ５
溶 解很 差 ， 膜层 产生 孔 隙 。同时 Ｆ 和基 体不 断反 使
应， 使膜 层增 厚 ， 及 Ｈ。 Ｏ Ｆ Ｐ 的质 量浓 度 过 高会 造
成膜层 疏松 ， 至难 以成膜 。 甚
的位 置 ， 达 到彻 底除 油 的 目的 。 以
（ ）加强 对工 件孑 眼及缝 隙 处 的 除油 力 度 。这 ４ Ｌ
些 部位 的油污 若不 除 去 ， 影 响镀层 的结 合力 ， 要 会 必
３ 光 亮镀 镍 工 艺及 操 作 条 件 的 影 响
（ ）ｐ 值 的 影 响 １ Ｈ
时需采 用超 声 波强 化 除油 ， 以达 到彻 底 除油 的 目的 。 （ ）使用 电解 除 油 工 艺 时 ， ５ 必须 先 进 行 阴 极 电 解 除油 ， 后再 进 行 阳极 电解 除 油 。单 一 阴极 电解 然 除油或 者单 一 阳极 电解 除油 都不 符合 工 艺要 求 。电
ｐ 值过 高 时 ， Ｈ 阴极 附 近 出现 碱式 镍 盐 的沉 积 ， 使 镀层 夹 杂氢 氧化 物 ， 导致镀 层脆 性增 大 、 合 力下 结
降 ； Ｈ 值 过 低 时 ， 极 上 析 氢严 重 ， 层 的 结 合 力 ｐ 阴 镀 大 幅 降低 。所 以 ， 电镀 生 产 中 应将 ｐ 值 控 制 在 在 Ｈ
浅 谈 影 响 铜 ／ ／ 镀 层 结 合 力 的 因 素 镍 铬
王 士 磊
（ 岛安普 泰科 电子有 限公 司 ， 青 山东 青 岛 ２ ６ ０ ） ６ １ ８
中图分类号 ： Ｑ １３ Ｔ ５ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章编 号 ： ０ ０ ４ ４ （ ０ ３ ０ — ０ １０ １ ０ ７ ２ ２ １ ） １０ ５ －２
从槽 底 向上 翻 ， 水面 上 出现 的油花 及时 排掉 。 使
表 面很 容 易贴 在一 起 ， 影响 除油 效果 ， 致镀 层结 合 导
力 不 良。对 于这类 工件 ， 除油 时要 逐个 放入 ， 保 在 并 证 工 件 与工件 之 间有 一 定 的间 距 ， 多移 动 几 次 工 件
可在 酸液 中加 入适 量 的缓 蚀 剂 ， 一 定 程度 上抑 制 在 酸液 对基 体 的过腐 蚀 。
１ 镀 前 处 理 的 影 响
基 体 表 面的状 态 和清 洁度 是保 证镀 层质 量 的先 决条 件 。镀层 的结 合 力差 在很 多情 况下 是 由于镀 前
处 理 不好 导致 的 。所 以我 们 在 电镀 生 产 中 ， 定 要 一
０ 前 言
磷 化 及 铬磷 化 工 艺 多用 于 铝 材涂 装底 层 ， 化 磷
膜及 铬磷 化膜具 有 膜层厚 、 隙率高 、 烤漆 及涂料 孔 与 结合 良好 等特 点 。随 着 铝材 在 机 械 Ｔ 业 、 电及交 家 通运输 业 中的应 用 越 来越 广 泛 ， 铝材 磷 化 及 铬 磷 化 工艺 被 日益重 视 。
主要是 消 除 因铝 的腐 蚀 而 产 生 的 Ａ１ 对 磷 化 过 程 抖 产 生 的不 良影 响 。Ａｌ 。 磷 化 液 中积 累过 多会 使 在
磷 化速 率 变 慢 ， 层 变 薄 ， 至 终 止 磷 化 。Ｆ 与 膜 甚
铬 磷化膜 由 Ａｌ（ Ｃ Ｐ ・ 。 。・Ｈ。 组 Ｐ） ・ ｒ Ｏ Ａ１ Ｏ Ｏ
Ａｌ ＋ Ｐ（ 一 Ａ１ ） ＰＯ
（） ７
铝材 锌 系磷 化 通 常 采用 常 温 或低 温 ， 且 游离 而
酸度 和总 酸度较 低 （ 酸 度 为 １ ～ ２ 总 ２ ０点 ， 离 酸度 游 为 ０５ ． 点） ． ～１ ２ 。尽量避 免 Ａｌ 。 量积 累 ， 大 以减 少 Ａｌ 对 磷化 过 程 的 影 响 。锌 系磷 化 对 于 铁 铝 组 合 件有适 用 价值 ， 可使 铁和 铝 同时形 成磷化 膜保 护层 。
Ｚ 。 Ｐ ・ Ｈ Ｏ， 含 有 Ａ Ｐ 以 及 少 量 的 Ｚ 。 ｎ（ Ｏ ） ４ 并 ｌＯ ｎ
到广 泛 的应用 。铬 磷 化 处 理 液 的 主要 成 分 为磷 酸 、
铬 酐及氟 化物 。铬磷 化膜 的主要成 分 为铝 的磷酸 盐 及 三价 铬 的磷 酸盐 。铬磷 化 膜 的主要特 征为 ：
Ｏ 前 言
铜 ／ ／ 镀层 作 为 当今 用 量 最 多 的 防 护一 饰 镍 铬 装
性 镀层 之 一 ， 在实 际 的 电镀 生 产 中经 常 出现 各 种 各
解 除油 的时 问不宜 过 长 ， 则会 影 响镀层 的结 合力 。 否
１ ２ 酸 洗 的影响 ．
（ ）必须 将 毛坯表 面 的氧 化膜 及 锈蚀 等 彻底 清 １
除干 净 ， 否则会 影 响镀层 的结合 力 。
样 的故 障 ， 中镀 层 的结 合 力 不 良是 常 见 的故 障 。 其 影 响镀 层 结合 力 的 因素有 多方 面 ， 面从 镀前 处 理 、 下 清 洗及 光 亮镀 镍 等几方 面 进行 分析 。
（ ）对工 件 进 行 酸 洗 时 ， ２ 酸液 的质 量 浓 度 和 温 度不 宜过 高 ， 酸 洗 时 间 不 宜过 长 ； 且 否则 ， 的析 出 氢 会加 剧 ， 造成 基体 过 腐 蚀 ， 而 影 响 镀层 的结 合 力 。 从