(1)鋁和鋁合金特性；

 

對鋁和鋁合金的電鍍比對鋼和銅等金屬材料的電鍍要困難得多，復(fù)雜得多。

 

鋁和鋁合金與氧的親和性高，容易形成氧化皮膜，一旦除去該氧化皮膜，在短時(shí)間內(nèi)會生成新的氧化皮膜，對鍍層的結(jié)合力有很大影響。

 

2鋁的電極電位非常負(fù)，浸在電鍍液中容易被正電位的金屬離子置換，對鍍層的接合強(qiáng)度產(chǎn)生影響。

 

3鋁和鋁合金與其他金屬相比，熱膨脹系數(shù)大，因此不適合在溫度變化較大的范圍內(nèi)進(jìn)行電鍍。 由于鋁和鋁合金以及其他金屬涂層的不同膨脹系數(shù)會產(chǎn)生更大的應(yīng)力，因此涂層與鋁和鋁合金之間的結(jié)合強(qiáng)度并不強(qiáng)。

 

4鋁是兩性金屬，可溶于酸和堿，酸性和堿性電鍍液均不穩(wěn)定。

 

5鋁合金壓鑄零件有砂孔和氣孔，它會留下電鍍液和氫氣。 并且，它容易起泡，并且減少涂層和母材之間的結(jié)合力。

 

為了在鋁及鋁合金的表面上得到具有良好結(jié)合強(qiáng)度的鍍層，出于上述理由，必須在鍍層之前采用某種前處理方法。 除了以往的脫脂、蝕刻和光提取以外，為了準(zhǔn)備過渡金屬層或?qū)щ娦远嗫谆瘜W(xué)膜層以確保下一個(gè)鍍層的良好粘接，需要特別的前處理。 現(xiàn)在有兩種常用的方法:第一種化學(xué)浸鍍鋅，第二種金屬電鍍，第一種陽極氧化，第二種金屬電鍍。

 

(2)化學(xué)鋅浸漬

 

化學(xué)鋅浸漬是最早、最成熟、最廣泛使用的處理方法。 該方法是將鋁及鋁合金部件浸入強(qiáng)堿性鋅鹽溶液中，一邊除去鋁表面的氧化膜，一邊除去致密且附著性堆積的鋅層。 鋅的這一層，一方面防止鋁的再氧化，另一方面使鋁的電極電位變化。 在鋅的表面上電鍍比在鋁的表面上電鍍要容易得多。 鋁合金的電鍍，達(dá)到令人滿意的結(jié)合力。

 

1 )化學(xué)鋅浸漬的原理

 

將鋁和鋁合金浸在強(qiáng)堿性鋅鹽溶液中，在界面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即氧化鋁膜和鋁的溶解，以及鋅的析出。

 

al2o3+2NaOH = = = =2naalo2+ H2O

 

2 al +2na0h + 2h 20 = = = =2naal 02 + 3h2&

 

2 al +3Zn 022-+ 2h 20 = = = = 3zn + 2a 102-+ 40 h -

 

在鋅浸漬溶液中，鋅作為錯(cuò)體存在，沉淀電位變?yōu)樨?fù)，然后反應(yīng)緩慢且均勻地進(jìn)行。 由于氫對鋅具有高過電壓，因此氫發(fā)生反應(yīng)被強(qiáng)烈抑制，其結(jié)果是鋁基體不受劇烈腐蝕，從而促進(jìn)置換反應(yīng)，從而得到均勻且致密的鋅堆積物。

 

2 )化學(xué)鋅浸漬工藝規(guī)格

 

鋅浸漬工藝一般使用2次鋅浸漬。 在第1次的鋅浸漬中，首先氧化被膜溶解發(fā)生置換反應(yīng)，得到的鋅層粗糙多孔質(zhì)且密合性差，少量的氧化被膜不可避免地殘留。 為了得到鋁表面的均勻且微細(xì)的活性化，需要在1:1的硝酸溶液中除去第1鋅浸漬層。 接著，得到鋅的第2鋅浸漬液，得到薄且均勻且微細(xì)的強(qiáng)結(jié)合。 鋅浸漬層優(yōu)選為米色，兩個(gè)浸漬鋅可以在同一鋅浸漬溶液中進(jìn)行，或者在濃縮溶液后在稀溶液中進(jìn)行。

 

鋅浸泡液中的氫氧化鈉是鋅的錯(cuò)化劑，通過控制氧化鋅的相對含量，可以以較慢的速度控制置換反應(yīng)，改善鍍敷組織，使結(jié)晶微細(xì)且均勻。 在化學(xué)鋅浸泡溶液中，氫氧化鈉:鋅一般為(5-6):1，但鋁-銅合金的比率增加到(6- 10 ):1。 在鋅浸漬溶液中，除氫氧化鈉和氧化鋅外，還添加了少量其他物質(zhì)，其目的是改善鋅浸漬層的結(jié)構(gòu)，改善鋅浸漬層與基板之間的結(jié)合力。 添加少量的FeCl 3時(shí)，F(xiàn)e3 +與al發(fā)生置換反應(yīng)，少量的鐵析出，添加酒石酸鉀鈉時(shí)，可以防止Fe3 +在堿溶液中析出，通過調(diào)整添加量可以調(diào)整鋅層中的鐵量。 向內(nèi)容溶液中導(dǎo)入f使鋁-硅合金活性化。

 

在化學(xué)鋅浸漬的情況下，不能使用銅或銅合金來防止銅或鋁合金置換為銅或鋁合金，在對鋼線或銅或銅合金實(shí)施鍍鎳后進(jìn)行化學(xué)浸漬。

 

(3)陽極氧化處理

 

陽極氧化處理是指在特定的工藝條件下，在鋁及鋁合金的表面上形成具有特定厚度及特殊結(jié)構(gòu)的氧化物膜。 該氧化膜具有許多氣孔、大氣孔尺寸、良好的導(dǎo)電性和與基板的強(qiáng)結(jié)合力。 電鍍過程中，金屬粒子堆積在薄膜的孔中，提高涂層的粘接性。

 

與其他陽極氧化處理得到的氧化膜相比，顯示出比較均勻的粗糙度，具有超微細(xì)且均勻的凹凸結(jié)構(gòu)、最大孔徑及最小電阻。 如果在該表面析出金屬，則結(jié)晶核更多地形成，鍍層均勻且緊密且密合性良好。 因此，磷酸陽極氧化是電鍍最適合的陽極氧化工藝。 在磷酸陽極氧化中一般使用的工藝規(guī)格如下。

 

磷酸( h3p4o ) 300500 g/l電壓2040 v

 

溫度25~35℃氧化時(shí)間10~15分鐘

 

陽極電流密度1~2 a/DM 2

 

氧化膜的氣孔率隨著磷酸含量及溫度的增加而增加，隨著電流密度的減少而減少，氧化膜的厚度隨著磷酸濃度的增加而減少。 氧化膜的厚度僅約3 μm。 由于氧化膜非常薄，在其后的鍍敷中使用強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性的鍍敷液是不合適的，通常鍍敷的ph應(yīng)該是5~8。 為了不使局部溫度過高，一邊進(jìn)行陽極氧化一邊攪拌溶液。 鋁及鋁合金部件，由于在稀氫氟酸溶液(0. 51.0 ml/l )中被陽極氧化及活性化，清洗后需要電鍍。