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铝合金电镀问题分析
来源:
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作者:chinacaw
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发布时间: 2014-09-16
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很多朋友都认为铝合金电镀最主要的问题还是镀层结合力的问题，特别是所加工生产的铝合金电镀件种类繁多、结构复杂，问题就突出反映在铝铸造件的内腔、凹槽、背面、盲孔和螺牙孔的四周等处。
综上所述有，铝合金电镀前处理附着力问题主要有以下原因造成：
(1)铝合金电镀件的内腔孔径过小且太深，这样镀液与清洗液在工件内部流动与循环量少，这样，产品的内孔槽周边前处理工作就做的很不彻底，如此，该处镀层结合力就差或无结合力;而产品根部夹角与直角，这些地方都存在界面张力而导致无法清洗干净，这时得到的镀层是没办法保障有好的结合力的。
(2)在前处理过程中，由于酸碱液的浸蚀作用，尤其是表面粗糙多孔油的表面更不易彻底清洗干净，后期在电镀加工时夹缝内与微粒孔表面的溶液返吐出就一定会影响深沉积层的质量。
针对性铝合金电镀的工艺前处理部分的改进方案
根据对铝合金电镀工艺过程反复试验发现，电镀面的夹角与夹缝在酸碱溶液中是可以得到有效的处理，但是为何问题多次重复出现?这主要还是由于铝合金电镀加工时在前处理水清洗时对电镀件的粗糙面、夹角、夹缝的污垢清洗不彻底造成的。
为了解决铝合金电镀常规前处理清洗中存在的问题，我们反复试验了多种水清洗方法，最后总结出，在既保证镀层质量又经济高效的条件下，我们在第一沉锌和第二次浸锌前各增加一道超声波震荡水清洗，更进后的铝合金电镀工艺流程：
碱蚀一水洗一酸洗一水洗一超声波清洗一一次浸锌一水洗一酸洗一水洗一超声波清洗一二次浸锌。
工艺改进
1铝合金电镀过程中水清洗方式改进
2引入超声波清洗进行铝合金电镀加工生产应用中。
我们知道由于超声波具有很强的穿透能力，对有复杂形状、内腔、细孔工件均有良好的清洗效果，是其它清洗方法无法比拟的。
(1)铝合金电镀中使用超声波清洗原理。
超声波清洗的基本原理是“空化”效应。在超声波产生“空化”效应的过程中，形成超过100MPa的瞬问高压冲击波，对介质溶液产生激烈的搅拌作用。“空化”效应持续在工件表面和清洗液的界面附近，把黏附在工件表面的污物撞击下来。
(2)铝合金电镀加工生产中超声波设备选型及参数设计。
①超声波设备。近年来，国内专业生产超声波设备的企业不断涌现，专门用于表面处理领域的超声波清洗机已有多款面市。我公司是在现有铝合金自动镀银线进行技术改造，在一、二次浸锌槽前各增加一个超声波清洗槽，槽体尺寸为1500mm×1000mm×1000mm，槽体为PP材料。根据镀银线槽体结构，采用振盒式超声波，超声波振盒材料采用316I不锈钢板制成，不锈钢板氩弧焊成型。超声波振盒安装在清洗槽的侧面，同时在槽体内衬316L不锈钢，可有效降低超声能量被PP材料吸收。超声波振盒发射面采取镀硬铬处理，可增强超声波振盒的使用寿命。
②超声波功率。超声波的功率越高，空化效果越强，清洗效果越好，速度也越快。但对于加工精度较高、表面粗糙度低及工件材质疏松的工件，如长时间强洗会导致表面状态损坏，甚至报废，所以清洗功率大小应根据工件的几何形状、尺寸精度要求及工件材质合理选择。我公司工件大部分为铝合金锻坯件，表面粗糙度低，同时还有部分铝合金铸造件，工件材质疏松。在确保清洗质量的同时，经计算分析，对于长1500×宽1000×高1000mm的清洗槽，每槽需超声波振子12个，振子总功率为1296w。
③超声波频率。超声波频率越低，空化现象越多，作用也越强但由于波长相应变长，使冲击力方向性减弱，工件被遮盖的部分表面清洗效果将受到影响，然而对工件缝隙或小孑L深处的污物都能清除，所以在选择超声波频率范围时，也要按工件形状和构造的不同有所区别，一般小型工件应采用较高频率，大工件采用较低频率为宜。在电镀前处理工艺中，常用的频率为15～40kHz之间。根据我公司工件的结构特点和工件材质状态，将超声波频率固定为28Khz。
铝合金电镀前处理改进后的效果验证
我们在铝合电镀的工艺改进之前，我们在工件浸锌前使用PH试纸测试工件的内腔槽根部、狭缝等处明显呈红色，这是因为工件处理面夹角处的酸液没有被清洗到，说明前处理是不彻底的。而在增加超声波清洗应用到铝合金电镀工艺中之后，再使用PH试纸测试工件处理面的各个夹角处均不变色。这直观的反映说清洗的效果是大大的提高了。
铝合金电镀加工生产前处理总结
我们在电镀加工生产的长期实践得以证明，铝合金电镀质量问题比较一般的五金件要多，但我们只要抓住生产过程中的各种问题的核心关键，在电镀加工作业过程中仔细观察、勤于思考、总结，再将这些发现有效的结合与改进，就可以成功的撑握好铝合金电镀件产品质与稳定。
综上所述有，铝合金电镀前处理附着力问题主要有以下原因造成：
(1)铝合金电镀件的内腔孔径过小且太深，这样镀液与清洗液在工件内部流动与循环量少，这样，产品的内孔槽周边前处理工作就做的很不彻底，如此，该处镀层结合力就差或无结合力;而产品根部夹角与直角，这些地方都存在界面张力而导致无法清洗干净，这时得到的镀层是没办法保障有好的结合力的。
(2)在前处理过程中，由于酸碱液的浸蚀作用，尤其是表面粗糙多孔油的表面更不易彻底清洗干净，后期在电镀加工时夹缝内与微粒孔表面的溶液返吐出就一定会影响深沉积层的质量。
针对性铝合金电镀的工艺前处理部分的改进方案
根据对铝合金电镀工艺过程反复试验发现，电镀面的夹角与夹缝在酸碱溶液中是可以得到有效的处理，但是为何问题多次重复出现?这主要还是由于铝合金电镀加工时在前处理水清洗时对电镀件的粗糙面、夹角、夹缝的污垢清洗不彻底造成的。
为了解决铝合金电镀常规前处理清洗中存在的问题，我们反复试验了多种水清洗方法，最后总结出，在既保证镀层质量又经济高效的条件下，我们在第一沉锌和第二次浸锌前各增加一道超声波震荡水清洗，更进后的铝合金电镀工艺流程：
碱蚀一水洗一酸洗一水洗一超声波清洗一一次浸锌一水洗一酸洗一水洗一超声波清洗一二次浸锌。
工艺改进
1铝合金电镀过程中水清洗方式改进
2引入超声波清洗进行铝合金电镀加工生产应用中。
我们知道由于超声波具有很强的穿透能力，对有复杂形状、内腔、细孔工件均有良好的清洗效果，是其它清洗方法无法比拟的。
(1)铝合金电镀中使用超声波清洗原理。
超声波清洗的基本原理是“空化”效应。在超声波产生“空化”效应的过程中，形成超过100MPa的瞬问高压冲击波，对介质溶液产生激烈的搅拌作用。“空化”效应持续在工件表面和清洗液的界面附近，把黏附在工件表面的污物撞击下来。
(2)铝合金电镀加工生产中超声波设备选型及参数设计。
①超声波设备。近年来，国内专业生产超声波设备的企业不断涌现，专门用于表面处理领域的超声波清洗机已有多款面市。我公司是在现有铝合金自动镀银线进行技术改造，在一、二次浸锌槽前各增加一个超声波清洗槽，槽体尺寸为1500mm×1000mm×1000mm，槽体为PP材料。根据镀银线槽体结构，采用振盒式超声波，超声波振盒材料采用316I不锈钢板制成，不锈钢板氩弧焊成型。超声波振盒安装在清洗槽的侧面，同时在槽体内衬316L不锈钢，可有效降低超声能量被PP材料吸收。超声波振盒发射面采取镀硬铬处理，可增强超声波振盒的使用寿命。
②超声波功率。超声波的功率越高，空化效果越强，清洗效果越好，速度也越快。但对于加工精度较高、表面粗糙度低及工件材质疏松的工件，如长时间强洗会导致表面状态损坏，甚至报废，所以清洗功率大小应根据工件的几何形状、尺寸精度要求及工件材质合理选择。我公司工件大部分为铝合金锻坯件，表面粗糙度低，同时还有部分铝合金铸造件，工件材质疏松。在确保清洗质量的同时，经计算分析，对于长1500×宽1000×高1000mm的清洗槽，每槽需超声波振子12个，振子总功率为1296w。
③超声波频率。超声波频率越低，空化现象越多，作用也越强但由于波长相应变长，使冲击力方向性减弱，工件被遮盖的部分表面清洗效果将受到影响，然而对工件缝隙或小孑L深处的污物都能清除，所以在选择超声波频率范围时，也要按工件形状和构造的不同有所区别，一般小型工件应采用较高频率，大工件采用较低频率为宜。在电镀前处理工艺中，常用的频率为15～40kHz之间。根据我公司工件的结构特点和工件材质状态，将超声波频率固定为28Khz。
铝合金电镀前处理改进后的效果验证
我们在铝合电镀的工艺改进之前，我们在工件浸锌前使用PH试纸测试工件的内腔槽根部、狭缝等处明显呈红色，这是因为工件处理面夹角处的酸液没有被清洗到，说明前处理是不彻底的。而在增加超声波清洗应用到铝合金电镀工艺中之后，再使用PH试纸测试工件处理面的各个夹角处均不变色。这直观的反映说清洗的效果是大大的提高了。
铝合金电镀加工生产前处理总结
我们在电镀加工生产的长期实践得以证明，铝合金电镀质量问题比较一般的五金件要多，但我们只要抓住生产过程中的各种问题的核心关键，在电镀加工作业过程中仔细观察、勤于思考、总结，再将这些发现有效的结合与改进，就可以成功的撑握好铝合金电镀件产品质与稳定。
