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[摘 要]推出一种铝及合金电镀新工艺，采用了新的铝合金表面预处理液，使铝合金电镀工序变得简单，镀层质量大大提高，是目前铝合金电镀过程中，成本较低，操作简单，方法可靠，的新工艺。该工艺达到了铝合金电镀技术的先进水平。
[关键词]铝合金；电镀；铝；工艺；镀液；镀合金
铝及铝合金电镀比较困难，因铝对氧有很强的亲和力，表面极易氧化；铝是两性金属，在酸、碱中均不稳定：铝的电位很负，在电镀液中易被浸蚀并置换出被镀金属：铝的膨胀系数较大多数金属的大，因而镀层易气泡、脱落，影响结合力。
铝及铝合金电镀的关键是特殊的镀前处理，除去天然氧化膜，并防止其重新形成，以及铝制件浸入电解液时，阻止置换反应的发生。作为海军大修飞机的工厂，我们在修理过程中经常遇到铝及铝合金电镀。通过试验，摸索出最佳的工艺条件。铝合金镀福零件表面不仅光泽度好，而且结合力、耐蚀性也非常好，达到航标要求。
1.铝及合金电镀工艺原理
铝是一种化学活性很高的活泼金属，它的电极电势很低(φ＝－1.67v).具有很强的亲氧性。同时又是一种两性金属，在空气中极易发生钝化，给铝合金电镀带来了困难。铸造铝合金因有砂眼、起泡等缺陷。在电镀中容易滞留残液和气体。会引起氢脆和镀层脱落等现象。
铝及其合金电镀的关键是镀层与基体金属的结合力问题：而影响结合力的关键是预镀是否合理。目前常用的工艺有两次浸锌法、化学镀镍磷、浸锌后镀镍、浸锌后镀锌、磷酸阳极氧化法和盐酸浸蚀法等。这些工艺的过程大致相近都是先去除表面的氧化膜。再通过不同方法获得稳定的中间层，最后进行电镀。稳定的中间层可以防止自然氧化膜的再生。在镀前保护好裸铝表面：同时形成具有超微观、均匀的凹凸结构以及较大的孔体积和较小的电阻：保证在电镀时沉积金属快，晶核形成多，附着好；而且可以避免高硬度的铬层与较软的铝基体直接接触而可能引起开裂和凹陷。
2.铝及合金的镀前处理
铝及其合金表面电镀层可以提高其耐蚀性、导电性、耐磨性、可焊性及装饰性等，但铝的化学活泼性很强，对氧具有高度亲和力，新鲜的铝件暴露在空气中，其表面会迅速生成一层氧化膜，这层氧化膜在镀前需清除掉，否则会导致镀层起泡、脱皮。清除氧化膜及保护新鲜铝表面是铝件镀前处理的关键。众所周知，铝的电极电位较负，易失去电子，当被镀件人槽未通电的瞬间，铝极易与镀液中的金属离子发生置换反应，生成一层疏松、粗糙的置换层，影响镀层与基体金属的结合力。铝及其合金在酸、碱液中都不稳定，在铝件上直接沉积某种金属的过程中，会发生复杂的电化学反应，影响镀层的质量，破坏了镀液组成。要在铝件上沉积出合格的镀层，就要找寻一种特殊的前处理工艺，使镀层与基体金属之间获得一层既与铝基体结合力强，又与镀层结合力好的中间层。这层中间层能阻碍空气中氧对纯净铝件表面的氧化，同时避免零件入槽后发生置换反应。铝的电极电位为(-1.56v)，故可利用其电极电位较负的特性，先与电极电位较正的锌(－0.76v)、铁(－0.036V)、镍(－0.25v)等离子进行置换反应，在铝件表面生成一层极薄且相对稳定的置换层，这就是化学浸锌(或浸锌镍合金)处理。
3.铝及合金电镀工艺流程
铝及铝合金电镀比较困难，因铝对氧有很强的亲和力，表面极易氧化；铝是两性金属，在酸、碱中均不稳定：铝的电位很负，在电镀液中易被浸蚀并置换出被镀金属：铝的膨胀系数较大多数金属的大，因而镀层易气泡、脱落，影响结合力。铝及铝合金电镀的关键是特殊的镀前处理，除去天然氧化膜，并防止其重新形成，以及铝制件浸入电解液时，阻止置换反应的发生。作为海军大修飞机的工厂，我们在修理过程中经常遇到铝及铝合金电镀。通过试验，摸索出最佳的工艺条件。铝合金镀福零件表面不仅光泽度好，而且结合力、耐蚀性也非常好，达到航标要求。经过多年努力，目前，我国生产的软质铝管包装材料已达到国际同步水平。这种材料还广泛应用于化妆品和轻工产品的包装，大有全面替代传统塑料、铅锡并部分替代铝塑复合管的趋势。产品广泛应用于电热管材料、制冷、机械、电器、五金灯饰、汽车、化工管材等生产领域。从专业性的角度来讲，铜铝管的综合效果比銅管更优。而且在当今提倡环保的社会环境下，铜铝管的节能优势也更好的适应了社会的需要。那么铜铝管的节能优势是如何体现的：空调器室内机与室外机的连接管路，传热效率越低越节能，或者说，隔热效果越好越省电。不论使用铜管还是铝管作为连接管，都要在金属管外包一层保温套管，这层套管的主要作用，就是提高隔热效果，以降低连接管带来的冷量损失。而铜的导热系数为铝的1.8倍，因此采用铜铝连接管将有利于连接管的保温，减小冷量浪费，提高节能水平。再加上外表有一层用于防止腐蚀的交联聚乙烯管，隔热作用进一步增加，因此，铜铝连接管的散热量远小于铜管，具有节能优势。
选择最佳的镀前预处理工艺是在铝及其合金上得到结合力好的电镀层的关键，浸锌镍合金工艺克服了锌酸盐化学浸锌工艺中复杂件及盲孔件电镀时存在结合力差、易起泡的质量问题，所浸的锌镍合金结晶细致、光亮致密、结合力更好。下面介绍预处理浸锌镍合金工艺流程、配方、镀液配制及操作中的注意事项。
锌镍合金溶液的配制用所需溶液体积的1／2水溶解氰化钠和氢氧化钠并用少量的水将氧化锌调成糊状，在不断搅拌下慢慢加入镀槽中，使之完全溶解。在另外的容器中用酒石酸钾钠分别络合三氯化铁、氯化镍，待完全络合后加入槽液中，最后加入溶解好的硝酸钠，搅拌均匀，加水至规定体积。配制锌镍合金溶液时，切忌将未和酒石酸钾钠络合完全的三氯化铁、氯化镍加入氢氧化钠溶液中，以防止碱性状态下铁、镍离子易形成沉淀，降低溶液的有效浓度，影响镀层结合力。
槽液维护溶液使用一段时间后，应把沉渣抽出，并根据化验结果调整溶液成分至规定的含量。注意铝件电镀的挂具应采用铝丝，防止其他金属和铝材发生置换，导致附着力不良或挂处出现起泡现象。浸锌镍合金时避免零件互相碰撞，以免破坏锌镍合金层。电镀氰化铜时一定要带电下槽，用比正常电流密度高1.5～2.0倍的电流冲击1～2min，然后恢复至正常电流电镀。
近年来，应用铝制件预处理浸锌镍合金工艺代替传统的浸锌酸盐工艺，对军品腔体镀银2000余件，屏蔽盖镀铅锡合金后热熔4000余件，经过老化试验、厂检、军检，未发现起皮、起泡现象，质量稳定、工艺成熟，适合批量生产。
随着我国军用设备的小型化、高机动化的发展，机载设备产品上越来越多地采用铝合金材料。通过试验以及调研，摸索出一套完整的铝及铝合金镀镐修复工艺流程，产品质量完全满足了军需要求，并获得了用户单位的一致好评。特别是在退镍工艺上有新的突破，该工艺的特点是污染小、气体少、防过腐蚀好等，对于飞机上铝及铝合金零件的修复有着非常重要的作用。
[参考文献]
[1]石磊，石勇，董新民，铝及铝合金电镀[J].表面技术，2007，36.
[2]哑光纯锡电镀层的制备工艺研究，材料保护，2007，(07).
[3]不锈钢电镀铬复合型添加剂工艺的研究，材料保护，2007，(08).
[4]电镀与涂饰，表面工程资讯，2007，(04).
[5]氯化物体系三价铬电镀的管理与维护，材料保护，2007，(10).
[6]甲基磺酸盐电镀锡的镀层性能，腐蚀与防护，2007，(10).
[关键词]铝合金；电镀；铝；工艺；镀液；镀合金
铝及铝合金电镀比较困难，因铝对氧有很强的亲和力，表面极易氧化；铝是两性金属，在酸、碱中均不稳定：铝的电位很负，在电镀液中易被浸蚀并置换出被镀金属：铝的膨胀系数较大多数金属的大，因而镀层易气泡、脱落，影响结合力。
铝及铝合金电镀的关键是特殊的镀前处理，除去天然氧化膜，并防止其重新形成，以及铝制件浸入电解液时，阻止置换反应的发生。作为海军大修飞机的工厂，我们在修理过程中经常遇到铝及铝合金电镀。通过试验，摸索出最佳的工艺条件。铝合金镀福零件表面不仅光泽度好，而且结合力、耐蚀性也非常好，达到航标要求。
1.铝及合金电镀工艺原理
铝是一种化学活性很高的活泼金属，它的电极电势很低(φ＝－1.67v).具有很强的亲氧性。同时又是一种两性金属，在空气中极易发生钝化，给铝合金电镀带来了困难。铸造铝合金因有砂眼、起泡等缺陷。在电镀中容易滞留残液和气体。会引起氢脆和镀层脱落等现象。
铝及其合金电镀的关键是镀层与基体金属的结合力问题：而影响结合力的关键是预镀是否合理。目前常用的工艺有两次浸锌法、化学镀镍磷、浸锌后镀镍、浸锌后镀锌、磷酸阳极氧化法和盐酸浸蚀法等。这些工艺的过程大致相近都是先去除表面的氧化膜。再通过不同方法获得稳定的中间层，最后进行电镀。稳定的中间层可以防止自然氧化膜的再生。在镀前保护好裸铝表面：同时形成具有超微观、均匀的凹凸结构以及较大的孔体积和较小的电阻：保证在电镀时沉积金属快，晶核形成多，附着好；而且可以避免高硬度的铬层与较软的铝基体直接接触而可能引起开裂和凹陷。
2.铝及合金的镀前处理
铝及其合金表面电镀层可以提高其耐蚀性、导电性、耐磨性、可焊性及装饰性等，但铝的化学活泼性很强，对氧具有高度亲和力，新鲜的铝件暴露在空气中，其表面会迅速生成一层氧化膜，这层氧化膜在镀前需清除掉，否则会导致镀层起泡、脱皮。清除氧化膜及保护新鲜铝表面是铝件镀前处理的关键。众所周知，铝的电极电位较负，易失去电子，当被镀件人槽未通电的瞬间，铝极易与镀液中的金属离子发生置换反应，生成一层疏松、粗糙的置换层，影响镀层与基体金属的结合力。铝及其合金在酸、碱液中都不稳定，在铝件上直接沉积某种金属的过程中，会发生复杂的电化学反应，影响镀层的质量，破坏了镀液组成。要在铝件上沉积出合格的镀层，就要找寻一种特殊的前处理工艺，使镀层与基体金属之间获得一层既与铝基体结合力强，又与镀层结合力好的中间层。这层中间层能阻碍空气中氧对纯净铝件表面的氧化，同时避免零件入槽后发生置换反应。铝的电极电位为(-1.56v)，故可利用其电极电位较负的特性，先与电极电位较正的锌(－0.76v)、铁(－0.036V)、镍(－0.25v)等离子进行置换反应，在铝件表面生成一层极薄且相对稳定的置换层，这就是化学浸锌(或浸锌镍合金)处理。
3.铝及合金电镀工艺流程
铝及铝合金电镀比较困难，因铝对氧有很强的亲和力，表面极易氧化；铝是两性金属，在酸、碱中均不稳定：铝的电位很负，在电镀液中易被浸蚀并置换出被镀金属：铝的膨胀系数较大多数金属的大，因而镀层易气泡、脱落，影响结合力。铝及铝合金电镀的关键是特殊的镀前处理，除去天然氧化膜，并防止其重新形成，以及铝制件浸入电解液时，阻止置换反应的发生。作为海军大修飞机的工厂，我们在修理过程中经常遇到铝及铝合金电镀。通过试验，摸索出最佳的工艺条件。铝合金镀福零件表面不仅光泽度好，而且结合力、耐蚀性也非常好，达到航标要求。经过多年努力，目前，我国生产的软质铝管包装材料已达到国际同步水平。这种材料还广泛应用于化妆品和轻工产品的包装，大有全面替代传统塑料、铅锡并部分替代铝塑复合管的趋势。产品广泛应用于电热管材料、制冷、机械、电器、五金灯饰、汽车、化工管材等生产领域。从专业性的角度来讲，铜铝管的综合效果比銅管更优。而且在当今提倡环保的社会环境下，铜铝管的节能优势也更好的适应了社会的需要。那么铜铝管的节能优势是如何体现的：空调器室内机与室外机的连接管路，传热效率越低越节能，或者说，隔热效果越好越省电。不论使用铜管还是铝管作为连接管，都要在金属管外包一层保温套管，这层套管的主要作用，就是提高隔热效果，以降低连接管带来的冷量损失。而铜的导热系数为铝的1.8倍，因此采用铜铝连接管将有利于连接管的保温，减小冷量浪费，提高节能水平。再加上外表有一层用于防止腐蚀的交联聚乙烯管，隔热作用进一步增加，因此，铜铝连接管的散热量远小于铜管，具有节能优势。
选择最佳的镀前预处理工艺是在铝及其合金上得到结合力好的电镀层的关键，浸锌镍合金工艺克服了锌酸盐化学浸锌工艺中复杂件及盲孔件电镀时存在结合力差、易起泡的质量问题，所浸的锌镍合金结晶细致、光亮致密、结合力更好。下面介绍预处理浸锌镍合金工艺流程、配方、镀液配制及操作中的注意事项。
锌镍合金溶液的配制用所需溶液体积的1／2水溶解氰化钠和氢氧化钠并用少量的水将氧化锌调成糊状，在不断搅拌下慢慢加入镀槽中，使之完全溶解。在另外的容器中用酒石酸钾钠分别络合三氯化铁、氯化镍，待完全络合后加入槽液中，最后加入溶解好的硝酸钠，搅拌均匀，加水至规定体积。配制锌镍合金溶液时，切忌将未和酒石酸钾钠络合完全的三氯化铁、氯化镍加入氢氧化钠溶液中，以防止碱性状态下铁、镍离子易形成沉淀，降低溶液的有效浓度，影响镀层结合力。
槽液维护溶液使用一段时间后，应把沉渣抽出，并根据化验结果调整溶液成分至规定的含量。注意铝件电镀的挂具应采用铝丝，防止其他金属和铝材发生置换，导致附着力不良或挂处出现起泡现象。浸锌镍合金时避免零件互相碰撞，以免破坏锌镍合金层。电镀氰化铜时一定要带电下槽，用比正常电流密度高1.5～2.0倍的电流冲击1～2min，然后恢复至正常电流电镀。
近年来，应用铝制件预处理浸锌镍合金工艺代替传统的浸锌酸盐工艺，对军品腔体镀银2000余件，屏蔽盖镀铅锡合金后热熔4000余件，经过老化试验、厂检、军检，未发现起皮、起泡现象，质量稳定、工艺成熟，适合批量生产。
随着我国军用设备的小型化、高机动化的发展，机载设备产品上越来越多地采用铝合金材料。通过试验以及调研，摸索出一套完整的铝及铝合金镀镐修复工艺流程，产品质量完全满足了军需要求，并获得了用户单位的一致好评。特别是在退镍工艺上有新的突破，该工艺的特点是污染小、气体少、防过腐蚀好等，对于飞机上铝及铝合金零件的修复有着非常重要的作用。
[参考文献]
[1]石磊，石勇，董新民，铝及铝合金电镀[J].表面技术，2007，36.
[2]哑光纯锡电镀层的制备工艺研究，材料保护，2007，(07).
[3]不锈钢电镀铬复合型添加剂工艺的研究，材料保护，2007，(08).
[4]电镀与涂饰，表面工程资讯，2007，(04).
[5]氯化物体系三价铬电镀的管理与维护，材料保护，2007，(10).
[6]甲基磺酸盐电镀锡的镀层性能，腐蚀与防护，2007，(10).