关于锌及铝合金电镀的一些经验和体会

０概述

１经验和体会１．１锌合金压铸件电镀

１．２铝合金压铸件电镀

１．２．１挂具

随着我国经济的高速发展，国家对环境污染整治力度逐步加大，作为高能耗、高污染的电镀行业，当前又面临生产成本不断提高，所以对新技术、新工艺的开发与提升尤为重要，这需要我们广大的电镀工作者共同努力。我是一位基层普通的电镀工作者，下面就谈谈我多年积累的一些关于锌和铝合金电镀的经验和体会，希望对大家有所帮助，不妥之处，请多指点。

其实锌及铝合金电镀已不再是一门新兴电镀工艺。由于锌及铝合金压铸的材料、压铸、机加工、抛光、电镀等工艺的缺陷造成很多次品甚至报废。但目前也有很多领域都采用型材制作。一般锌合金压铸常用牌号为２ＺｎＡｌ４－１、２ＺｎＡｌ４－３为主，铝合金压铸材料为ＡＤＣ－１２、ＬＹ－１２等为主，型材常用牌号５０５２、６０６１及６０６３等，这些铝型材往往因铝纯度或含镁量过高，前处理方法也有所区别，才能获得与铝结合力良好的镀层。（１）锌合金大多以压铸居多，由于压铸成型后冷却时的温度不均匀，表面容易产生偏析现象，对于压铸件必须进行热处理（即去应力），检查是否有鼓泡现象，如有则不能进行抛光或电镀工序。热处理要求在１５０℃的烘箱中，保温３０ｍｉｎ以上，以无鼓泡为合格，这一点我们压铸厂往往没做到，而国外已成为必做的工序，这样可以预防镀后起泡的隐患。

（２）压铸件往往具有外表层致密、内壁疏松的特性，由于压铸模具设计及压铸等原因，导致裂纹、缩孔、麻点、花斑等表面缺陷，而片面强调要求抛光工人把这些缺陷打磨掉，结果劳命伤财。

（３）锌及铝压铸零件一定要选择一种良好的脱膜剂，千万不能用工业脂、凡士林等重油作脱膜剂，否则零件内腔或打磨不到位的地方，因去油不净而底铜无法镀覆，唯独热浓硫酸除蜡才能去净。

（４）由于压铸零件结构复杂，有很多零件都有螺丝孔及盲孔，这种零件很易镀后产生毛刺，最好的办法就是用相应的螺丝把眼堵上，没有螺丝的盲孔用超声波清洗相对容易些，也不会污染镀槽。

（５）对形状比较复杂，上挂时特别要注意“排气”，特别是锌合金零件，由于排气不良而致使预镀铜层无法镀覆，在酸铜中腐蚀而产生毛刺。

（６）一般品质要求比较高的锌合金零件，大多采用直接上挂，经热脱超声除蜡、除油，再经阴极电解除油，活化进入预镀，需要注意的是，阴极电解除油要采用循环过滤，必须加入适量的金属络合剂，防止金属沉积到零件表面，导致发花。活化槽酸浓度不

要太高，零件要保持本色，有条件的可以采用活性炭循环过滤，活化时有轻微气泡析出，这样不易产生麻点。

（７）锌合金零件最好先在高氰低铜氰化预镀铜中０．５￣１．０ｍｉｎ冲击镀，再在低氰高铜氰化预镀铜中加厚，由于氰化钠分解会产生游离碱，特别要防止ｐＨ过高。反应式：ＮａＣＮ＋ＨＯ＝ＮａＯＨ＋ＨＣＮ↑。如果ｐＨ过高，会使锌合金表面在预镀铜的同时发生麻点状的腐蚀，或使镀层起点状小泡，在当时不易发现，到酸铜后就显得更明显，所以应及时用亚硫酸氢钠，酒石酸或柠檬酸等溶液来中和，使ｐＨ为９￣１０左右。而本人采用２０￣３０ｇ／Ｌ焦磷酸钾作为辅助络合剂，即稳定ｐＨ，又能帮助阳极溶解，提高深镀能力，大大节约了氰化钠的用量，同时采用不溶性石墨作阳极增减来调节ｐＨ值，配备过滤机定期活性炭循环过滤，使镀液更稳定、更省钱。

（８）碱铜电源：由于锌合金零件电镀成功与否，关键在于碱铜。在控制好工艺的同时，更要注重碱铜电源。据成都表面处理研究会袁诗璞老师介绍，本人很受启发。他说：氰化预镀铜采用高纹波系数并带有间隙或周期换向的电源，要比人们通常所追求低纹波直流电源所获得铜层更细致、半光亮范围更大，并能大大提高抗杂质能力。铝合金压铸件电镀已经是非常成熟的工艺，但要达到１００％的成品率几乎很难找到几家，当然包括压铸、抛光等毛坯的缺陷，所以我们这里电镀基地打着“专业铝合金电镀”的厂比比皆是，真正做得比较好的也没几家。这里我说说关于铝合金电镀的几点体会与大家交流一下。对于铝合金电镀来讲，挂具是先决条件，特别是大件，必须要保证足够大的接触面积，以保证导电良好，不要用镀过铜的挂具，因为铜触点与铝件发生铜置换而产生触点起泡。

２关于锌及铝合

一些

◎汪岳明（宁波市电镀行业协会专

表面工程资讯·２０１０年第４期

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经验交流

Jingyan

Jiaoliu

１．２．２碱蚀

１．２．３酸蚀（除垢）

１．２．４铝合金件必须浸镀过渡金属层

１．２．５预镀层

２结束语

在保障去油、去蜡清洗干净的前提下，碱蚀的浓度、温度、时间控制至关重要，由于铝在氢氧化钠中优先溶解，易发生过度腐蚀和碱蚀不匀现象。由于铝合金是由铜、铁、镁、硅等成分组成，通常不与碱液发生反应，所以必须通过酸蚀（除垢）工艺除掉这些氧化物，使表面裸露出洁净金属基体。酸蚀（除垢）液一定要控制温度、浓度和时间这三个要素，特别温度，这是夏季铝合金易起泡的罪魁祸首，在夏天一定要有冷冻降温设备。对于含镁较高的铝合金在除垢之前必须用以下工艺，才能获得结合力良好的镀层。以下浸蚀工艺为：硫酸１５％（体积百分浓度），时间２￣５ｍｉｎ，温度８０℃。以下除垢工艺为：硝酸５０％，温度１５￣２５℃，时间１￣２ｍｉｎ，再沉鋅。如浸锌、锡、镍金属，才能获得结合力良好的镀层，目前大多应用于大量生产的以沉锌为多，以二次沉锌工艺占主导，沉锌一般由市售、自配各占半壁江山，自配的以传统锌酸络合盐为基础，再加入铁、镍、铜与有机络合剂，即成了四元合金沉锌液，自配成本相应较低些，沉锌液的维护与管理需要注意以下几点：

（１）沉锌液温度：沉锌最好维持在１５￣２５℃之间，过高由于锌等金属置换过快，得到灰黑疏松、粗糙，甚至海绵状的置换层，这种锌置换层结合力很差。而温度较低时，沉锌液反应比较温和，锌等合金析出量少，锌等合金置换层均匀致密，耐蚀性能和基体的结合力大有提高，所以很多厂家总抱怨夏天铝件总是起泡，其实铝合金电镀，夏天冷冻机是不可缺少的设备。

（２）沉锌时间：沉锌时间与沉锌液温度、浓度成反比（特别是金属离子的浓度），在沉锌液温度１５￣２５℃，浓度２０波美度时，沉锌时间第一次１ｍｉｎ左右，第二次３０ｓ，过长会变得粗糙多孔，致密性、均匀性降低，影响后续工序。

（３）严格控制好沉锌的浓度，特别是碱与锌的综合比，一般ＮａＯＨ与Ｚｎ最佳比值为（１０￣１２）∶１。当碱与锌比值过高时，置换出的锌合金结晶细致，但在铝合金表面沉积速度缓慢，对铝表面溶解速度加快，电镀后易产生麻点；当ＮａＯＨ对Ｚｎ比值过低时，在沉锌液中浸３￣５ｓ，就会置换灰黑色的锌合金，这种置换层粗糙多孔，致密性差，电镀中途就会发现起泡，一般小型电镀厂沉锌液是市售的，没有分析条件，浓度完全靠波美计测定，据本人经验得出，低于１５波美度，有的会出现起泡现象，高于２５波美度，应缩减沉锌时间，当然应考虑沉锌液老化程度，比如，铝在沉锌液中会有溶解，随其铝溶解量的增加，溶液波美度也随之上升，所以会产生误差，如果带出量很少的话，应及时更换部分老液，适当补充新液。（１）铝合金电镀必须要求有一层结晶细致，厚度均匀，无孔隙的过渡镀层，避免在电镀酸铜被腐蚀而起泡。

２００９年３月宁波市电镀行业协会专家工作委员会开会推广ＨＥＤＰ无氰镀铜工艺，取代了铝合金通常用昂贵的预镀镍工艺，这是铝合金电镀的一次革命，值得推广。

（２）预镀镍

由于目前铝合金普遍采用瓦特镀镍液为基础的预镀镍工艺，作为过渡层，所以一向被人们所接受。但其最大的缺点就是：镀液易被铝、锌、铁等金属杂质所污染，经常需要电解或化学方法予以净化，才能保证预镀层的质量。

中性镍：由于中性镍ｐＨ值近中性，对工件腐蚀

很小，即使少量Ｚｎ溶解，因柠檬酸钠会隐蔽Ｚｎ，不影响镀层。

参考配方：硫酸镍１４０ｇ／Ｌ、氯化镍３０ｇ／Ｌ、柠檬酸钠１４０ｇ／Ｌ、硫酸铵３５ｇ／Ｌ、葡萄糖酸钠３０ｇ／Ｌ、湿润剂２ｍｌ／Ｌ、ｐＨ值６．８￣７．２、温度５０￣６０℃、电流密度２￣３Ａ／ｄｍ。

本人认为先镀中性镍作为预镀层，再用瓦特镍镀镍加厚，这样不但可以缩短预镀时间，减少金属杂质污染，并且可使预镀层更细致，紧密无孔隙，以保证铝合金表面结合力耐蚀性进一步提高，特别适用于汽车等高防腐耐用消费品。关于酸铜、亮镍、镀铬，在此我不再赘述。锌及铝合金电镀关键在于把握好前处理的每一个环节，精心操作，仔细观察，终会克服遇到的各种问题。有些在电镀过程中所产生的各种现象，一时很难用现代电化学的基本理论来解释清楚，倒不如在实践中不断摸索、改进提高。

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经验交流

Jingyan Jiaoliu

金电镀的

经验和体会

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