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锌合金零件表面抛光膏及油污的去除

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锌合金零件表面抛光膏及油污的去除

(1)除抛光膏。  

   零件抛光后表面残留一定的抛光膏,应当尽早除去这些残留的抛光膏,因为时间久了,抛光膏易硬化而不易除去。除抛光膏可将工件浸泡在60℃~70℃的浓硫酸中(尽可能不掺水),使零件表面的抛光膏被浓硫酸氧化去除。因为抛光膏的主要成分除金属氧化物(MgO、CaO、Al2O3、Fe2O3等)之外,主要是硬脂酸、石蜡等成分,这些有机物会被浓硫酸氧化。这种方法在规模不大的厂家应用颇广。其中关键是浓硫酸中不可掺进水,掺进水的浓硫酸对锌合金零件产生严重腐蚀,所以工件抛光后须干燥入硫酸槽。还有就是使用由有机溶剂、表面活性剂组成的”冷脱剂”、”除蜡水”等溶液除抛光膏,若在除蜡水中配以超声波,则效果更佳。  

   通过热或冷脱脂,使锌合金表面的蜡垢润湿溶胀而部分溶解,提高超声波除蜡效率。热脱脂是介于化学除油与除蜡之间的一种特殊形式,说它特殊,是因为它在超声波除蜡之前,其作用是尽可能使蜡垢润湿、溶胀,这种作用是靠碱液、非离子型活性剂与阴离子型表面活性剂等在适当温度下协同完成。超声波能否快捷干净地将工件表面的蜡垢除尽,取决于热或冷脱脂的效果。  

   配制热脱脂的水质电导率在50μs/cm以下即可。采用有机物冷脱脂,对锌合金压铸件而言,应为首选。因它不仅无需加温,而且熔蜡润湿效果明显,对工件无不良腐蚀。其工艺配方为:二甲苯7.5mL/L,二氯甲烷47.5 mL/L,复合非离子型表面活性剂15mL/L~20mL/L,阴离子型表面活性剂5mL/L~7mL/L,酮或醚适量,在室温下处理5min左右。  

(2)超声波除蜡。  

   E—kleen 193超声波除蜡时,单位有效容积的功率一般在8 W/L较合理。当<8W/ L时,除蜡速度较慢,影响生产的连续性;当>8 W/L时,锌合金压铸件在65℃~70℃下连续工作5min,会对零件表面产生较明显的失光失重现象,使得零件的富铝相中的铝优先溶解,造成麻点,甚至造成镀层起泡。  

   在配制超声波除蜡液时,若使用较差的水质,由于水中过量的金属阳离子不能被除蜡水中的络合剂完全络合,金属阳离子就有可能渗入到蜡垢之中或存在于工件表面,减弱了带负电荷的蜡垢与蜡垢之间、蜡垢与工件之间的电斥力,使得除蜡效果大大降低。这就是为什么一种好的除蜡水在某些厂使用效果良好,而在另一些厂效果则不见得好,或者一段时间好而另一段时间不好的重要原因。许多供应商并没有给客户予以提醒:当水质中含有过多的如Cu2+,在工件表面会因置换铜而使得镀层局部起泡。实践证明,选用电导率在50uS/cm以下的水质均可。  

   对锌合金压铸件而言,选择除蜡水的第一条原则就是pH值。一般情况下,锌合金的临界使用pH值为l0。也就是说,当任何一种除蜡水按其说明书配制完毕后,其溶液的pH≤10,否则,在特定的除蜡条件下易使零件产生失光失重,甚至发暗发黑现象,这样的除蜡水不能使用。第二条原则就是除蜡效果,在说明书要求的前提下,除蜡速度快、易清洗的除蜡水宜选用。第三条原则就是除蜡水的使用量和使用寿命。  

(3)除油。  

   对于锌合金零件表面的油污来说,通常是使用有机溶剂除油,然后再用碱性溶液除油。这是因为有机溶剂除油后可能会滞留在工件表面上,从而给后面的电镀带来不利影响。

另外,由于锌合金材料的主要成分是锌和铝,它们是两性金属,因此,碱性化学除油液的碱度也不能太强。E—kleen 163主要含磷酸三钠、碳酸钠、表面活性剂等成分,在50℃~60℃,3min~6min即可。  

   一般浸渍除油后的零件还应进行电解除油,电解除油最好是先用阴极电解除油,再用阳极电解除油。但不要在同一槽中进行阴极或者阳极电解除油。E—kleen 173电解除油主要含磷酸三钠、碳酸钠、表面活性剂等成分,在50℃~60℃下,电流密度为2A/dm2~4A/dm2,30s~60s即可。  

   使用阳极电解除油,时间10s~15s(工件上有均匀气泡时即可)。除油溶液温度不宜过低,否则电压会升高;温度也不能过高,否则碱会同零件基体的反应加剧,从而发生腐蚀溶解,以50℃~60℃为宜。使用阴极电解除油时,由于在零件上析出较多氢,氢有很好的还原作用(活化其表面),原子氢结合成氢气冲击工件表面,达到很好的除油效果。但仅用阴极电解除油,由于使用时间一长,溶液的污染就可能造成金属离子沉积在工件表面、电镀层发花、结合力不良等弊病。这时若再用阳极电解除油,工件表面有一剥离(溶解)过程,工件表面表现出很好的活性,为后面电镀层结合力的提高打下了好的基础。  

   如果只使用阴极电解除油,则应该经常更新溶液,尽可能维护好除油溶液,要防止铜杂质污染溶液。如仅使用阳极电解除油也是可以的。只要保证在阳极电解除油前零件表面油污已大部分除净即可。  

   需要注意的是:除油过程中水洗一定要彻底,除油后工件经活化、水洗后,应不憎水,与水亲合,不应因除油不彻底零件存在残留的抛光蜡,经酸性镀铜加厚后而产生腐蚀点。除油溶液还应保持一定的浓度和纯度,要定期更换,以防异金属离子浓度达到一定值时而产生置换层,影响镀层的结合力,特别是除油液应与铁基零件、铜基零件分开进行,这一点千万不要被忽略。  

4.活化  

   除油后的锌合金工件经过清洗,而且必须进行活化后才能进行电镀。通常的活化溶液分别有:HF(40%)59/L~209/L、H2SO4(98%)159/L~759/L或者 HCl(37%)l09/L~209/L,在室温下浸3s~6s即可,经验是以零件表面析出氢气后再延长ls~2s为宜。活化溶液的选择,视锌合金的牌号或回料使用的比例而定。回料较多的锌合金零件,需使用氢氟酸活化,因为回料中时常会带人硅杂质,氢氟酸属于弱酸,对基体的腐蚀速率较小。  

对锌合金压铸件而言,也可以不使用盐酸、硫酸或氢氟酸进行活化,因为这些酸为无机强酸,对工件的腐蚀性强,富锌相析氢严重,其表面致密层会遭到严重破坏。因此,也可以选用固体酸进行活化处理,可以保证零件表面的密着性变化小,无起泡、麻点等缺陷。固体酸活化溶液为:①草酸109/L,酒石酸59/L,硫酸3mL/L~5mL/L,缓蚀剂适量,室温,3s~10s。②C6H8O7 409/L~509/L,H3BO3适量,NH4HF适量,缓蚀剂0.29/L~0.39/L,室温下活化处理5s~10s。    

5.预镀  

   为提高锌合金零件电镀层的结合力,通常要采取预镀措施,传统工艺采用氰化物镀铜,后续通过焦磷酸盐镀铜,增加零件表面铜层厚度,而且铜层致密,深镀能蛮好,镀液本身近中性,工件电镀时间长些也不致于被溶液腐蚀。同时多一道焦磷酸盐预镀铜工艺,还可以防止氰化物镀铜液清洗不良而对后道酸铜、亮镍带来氰化物污染。

 

随着氰化物电镀工艺的限制,可直接采用EIP美国电化学公司的E-Brite Ultra Cu 超级无氰碱性镀铜工艺。E-Brite Ultra Cu 是世界上领先的无氰化物,无焦磷酸盐的碱性镀铜工艺,其镀层的分散能力和覆盖能力均超过氰化物镀铜,此镀液和焦磷酸镀液相比,不产生任何不利的降解物。但是电流密度比氰化物镀铜小,要镀到一定厚度,时间也需对应的有所增加。E-Brite Ultra Cu 超级无氰碱性镀铜工艺的配比:E-Brite Ultra Cu 30-50%(V/V)(锌合金压铸件25-40(V/V))、E-Brite Ultra  Cu  E  8-12%(V/V%)、E-Brite Ultra-Cu


pHA  6-9%(V/V%)。E-Brite Ultra Cu铜膜的晶粒小于氰化物铜膜,密度大于氰化物铜膜。这一性能使此工艺在镀钢铁热处理遮盖铜膜上,应用广泛。此致密的铜膜用做镍、铬的打底膜时,可增强整个镀件的抗蚀性,及镍膜的深度覆盖能力。

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