环保退锌工艺在铝合金电镀前处理中的应用.docx
环保退锌工艺在铝合金电镀前处理中的应用针对在铝合金电镀前处理中使用的硝酸退辞工艺气体挥发性大、对人体危害大等问题，介绍了一种环保退辞工 艺。该工艺配方组成为：10mL/L浓硫酸、50g/L退锌剂。从退辞效果比照和镀层结合力测试结果来看，该退锌工艺完全 能替代传统的硝酸退辞工艺。且该退锌工艺具有浓度低、无挥发、无黄烟及对人体危害极低等特点，符合目前推行的清 洁生产及环境保护法规要求。关键词：退锌;铝合金；电键;前处理引言随着科学技术的迅速开展，铝合金在航天、汽至、仪表及曳王等行业中的应用越来越广泛。但由于铝合金是一种比 较活泼的金属,其应用必定要进行外表功能化处理，而电镀处理就是一个很好的方式。铝合金电镀的关键是前处理工艺。目前工业化生产中使用最广泛的是浸锌工艺，一次浸锌工艺由于锋层较为疏松， 对于杂质含量高的铝合金材料（如ADC类）不能保证与电镀层之间结合力良好。为了提高工艺稳定性及保证产品质量，大 多数电镀厂均采用两次浸锌工艺，通过第一次浸锌去除氧化膜并以锌层代替，然后再将锌层浸于50%的硝酸中进行退锌, 将不良的锌层去除。退金辛后所暴露出来的外表为第二次浸锌提供了良好的条件，使铝合金材料外表得到充分活化，保证 基材与电镀层之间获得良好的结合力。硝酸退锌工艺，存在酸雾挥发大，使用过程易产生气体N0x（俗称黄烟），造成环境污染和人体危害，不符合环保要 求，应予以淘汰。环保退锌工艺的开发是以危害较小的氧化剂替代硝酸，在到达同样退锌效果的同时，最大限度降低对环境运染和人 体危害。本文介绍一种环保退锌工艺，并对该工艺的退锌机理及其退锌效果与硝酸退锌做比照，以推动环保退锌工艺的 广泛应用。1 实验11实验材料使用工业生产中常用的两种铝合金材料做实验，材料型号为：A356、ADC7 2。1 .2实验内容1退锌效果。根据时间的变化，目视观察50%。HN03与以AL-ZS1为退锌剂的退锌液退锌过程的现象，比照两者的 退锌效果的差异。2基材与电镀层的结合力。热震试验:将电镀后之工件放人220。C供箱中烘烤1h,然后取出立即投入冷水中，观 察是否有起泡、脱皮现象。锂刀试验:在电镀后之工件边缘处，从基体金属向镀层的方向，用锂刀挫镀层，锂刀与镀层外表约成45°角，观察 镀层与基体是否别离。2 .3工艺流程及工艺铝合金件前处理及电镀工艺流程如下:铝合金工件一除油一碱蚀一无悔酸除垢一一次无氟浸锌一环保型退锌一二次无氧浸锌一预镀银47 um)一镀酸性 铜3040 u m) 一镀半光亮镇(812 u m)镀光亮镇812 u m) 一镀装饰铭(0.15-0. 3 u m) 一检测。退锌工艺采用某公司研制的退锌剂入AL-ZS1,该退锌剂是由氧化剂、促进剂和缓蚀剂按一定比例复配而成的。2结果与讨论3 .1退锌效果比照比照退锌过程的现象。由以上测试结果可知，硝酸退锌速度较快，一般在23s内将锌层完全去除，且过程中无析氢现象;而AL-ZS1退锌 液需要10s才将锌层完全去除，且过程伴随有析氢现象。随着退锌时间延长至11s以上时，两种体系均不腐蚀铝合金基 材，效果相同。因此，虽然两种退锌体系退锌速度不同，但最终退锌效果是相同的.4 . 2结合力测试分别用两种铝合金材料采用不同的退锌工艺电镀后进行镀层结合力测试。由以上测试结果可知，采用二次浸锌工艺的电镀层结合力明显优于采用一次浸锌工艺。在二次浸锌工艺中采用人 -231退锌与50八退锌的电镀层结合力，均到达要求。3人-231退锌液机理分析和组分作用3.1机理-281退锌液是硫酸提供酸度，与氧化剂、促进剂及缓蚀剂共同作用，以取代硝酸的各种性能。当有锌置换层的工件浸人到41231退辞液时，由于锌层外表20的电极电位最负，硫酸首先溶解金属锌,同时反响 生成待锌层溶解完后，剩余的见、&1、厂等合金成分由氧化剂及促进剂将其氧化为离子并溶于酸液中，此时析氢几乎停 止;最后由缓蚀剂与氧化剂的共同作用，在裸露的铝合金外表覆盖一层保护膜，保证基材在酸液中不被腐蚀。由于入1231退锌液中的酸度与氧化性比硝酸低，因此虽然退锌的速度比硝酸慢，但最终也能将锌层退除干净，并 且保证电镀后基材与镀层之间良好的结合力。5 . 2组分的作用3. 2. 1只2304的作用只2304可提供酸度溶解金属锌，92304用量直接影响退锌初期锌层溶解速度。对人-231退锌工艺在不同02304的 质量浓度下做了退锌效果的实验，记录其退锌时间锌层颜色褪去露出铝材颜色时所需的时间与02304质量浓度的关 系。从图1可见，当X小沁5爪17时，退锌速度缓慢，退锌时间需很长，此时工件外表析氢速度慢，且不均匀， 随着逐渐提高，退锌速度随之加快，析氢均匀；当4150111时，退锌速度变化不明显，趋于恒定。由于酸度偏高时, 会对退锌后的铝合金基材外表产生过腐蚀，因此4札300不宜太高。综合考虑退锌速度和效果，最正确控制范围在515 瓜!/厂之间。6 . 2. 2退锌剂的作用退锌剂&-231含有氧化剂、促进剂和缓蚀剂，主要起到氧化、溶解和保护基材的作用，其质量浓度大小直接影响退 除锌置换层的速度。对人厂231退锌剂在不同用量下做了退锌效果的实验，记录其退锌时间与退锌剂质量浓度的关系。当#（从-烈）40时，退锌速度缓慢，主要表现为在析氢现象停止后，锌层颜色难以退去，无法露出铝材颜色;随 着4逐渐的提高，退锌速度随之加快，锌层迅速退去;当乂乩-28160V时，退锌速度变化不明显，趋于稳定。因此, 人七-281最正确控制范围在40-60g/Lo7 结论1本文介绍的铝合金退锌工艺完全可以替代传统的硝酸退锌工艺，且退锌液稳定，使用寿命长，适合电镀生产需 要，尤其是适用于自动线生产。2该铝合金退锌工艺具有无挥发、无黄烟及对人体危害极低等特点，符合目前推行的清洁生产及环境保护法规要 求。3）该铝合金退锌工艺溶液用量少，废水处理简单，且无需使用抽风谩备1，在一定程度降低了生产本钱，且符合环 保要求，值得大力推广。
