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鋁合金零件電鍍之浸鋅的影響

來源：zzsgyl.com 發(fā)布時間：2021年08月06日

鋁合金零件電鍍之浸鋅的影響

為了防止鋁及其合金零件經(jīng)酸蝕后重新生成一層氧化膜，需立即在零件表面形成一層薄而均勻的穩(wěn)定的金屬層，作為后續(xù)正常電鍍的底層。形成金屬底層的方法有浸鋅法、浸錫法、陽極氧化后直接電鍍法、閃鍍鎳槽中先氧化再閃鍍鎳法、化學(xué)鍍鎳法等。

鋁合金零件電鍍

浸鋅是鋁零件電鍍前處理方法中為簡便、經(jīng)濟(jì)，也是工業(yè)上使用多的工藝。研究表明，鋅層是鋁合金零件電鍍、化學(xué)鍍的良好過渡層。目前浸鋅溶液呈現(xiàn)出多元合金化的趨勢，通過浸鋅改變了鋁合金零件的表面電勢，提高浸鋅層的耐腐蝕性，改善鋁合金零件表面鍍層的結(jié)合力，但是浸鋅溶液中氰化物離子可以得到比單獨使用鋅酸鹽浸鋅更加光滑致密、均勻且顆粒細(xì)小的浸鋅層，但氰化物給環(huán)境和操作人員的健康帶來危害。所以開展無氰浸鋅液的研究和應(yīng)用，是主要的發(fā)展方向。
化學(xué)浸鋅是使大多數(shù)鋁合金零件在浸鋅溶液中有效地除去表面的氧化膜，同時又沉積上鋅層，以防止鋁零件的再氧化，使鋁的表面電位向正方向移動，因而使鍍層與基體具有良好結(jié)合。其浸鋅原理是，當(dāng)鋁合金零件浸入強(qiáng)堿性的鋅酸鹽溶液時，界面上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即鋁零件表面的氧化膜和鋁的溶解以及鋅的沉積。
在浸鋅過程中金屬鋁與溶液中所含的絡(luò)合物離子[Zn(OH)4]2一中的中心鋅離子發(fā)生置換反應(yīng)，形成高度彌散在鋁表面的鋅晶粒。鋁表面在強(qiáng)堿性溶液中處于活化狀態(tài)，Al一3e-Al3+，放出電子，使鋁表面的電勢進(jìn)一步負(fù)移，鋁表面具有了更高的電化學(xué)活性。因此，鋁在浸鋅溶液中的表面應(yīng)采用均勻降低表面能的保護(hù)作用。此外，在浸鋅過程初期，有H2從鋁表面析出，對鋁零件表面也起著一定的防止氧化的保護(hù)作用。浸鋅溶液的組成、pH值、溫度、浸鋅時的操作條件(靜止、機(jī)械攪拌、超聲攪拌)等都影響鋅、鋁置換反應(yīng)速率；鋅置換膜層的厚度、顆粒度、均勻度、結(jié)構(gòu)、成分都將影響到鍍層結(jié)合力和性能。因此，在浸鋅溶液中所發(fā)生的基本反應(yīng)是鋁的溶解及鋅的沉積。置換上的鋅層既能防止鋁上自然氧化膜的再生，又可以在其上電沉積其他金屬。形成的鋅置換層應(yīng)是一層高度彌散的均勻、細(xì)致，顏色呈青灰色的膜層。置換反應(yīng)到在鋁合金零件表面形成一層致密的鋅層時會逐漸停止。
為提高浸鋅層的結(jié)合力，通常采用二次浸鋅法，尤其是含硅量高的鋁合金零件。一次浸鋅所生成的鋅晶粒分布不夠均勻，尺寸相差大，浸鋅層結(jié)合力不好。一次浸鋅后用1：1(體積比)的HN03溶液進(jìn)行退鋅，此步驟可使與鋁及其合金零件表面結(jié)合力不好的鋅晶粒溶解，顆粒大的鋅晶粒變小，形成均勻表面，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次浸鋅，能得到薄而更致密、小晶粒鋅置換層，從而保鍍層良好的結(jié)合力。在二次浸鋅溶液中加入三價鐵的酒石酸絡(luò)合物、二價鎳或二價銅的氰化絡(luò)合物，形成與基體緊密結(jié)合的鋅鎳鐵合金層，可以進(jìn)一步改善浸鋅層的結(jié)合力。對于鋁合金鑄件，還可以加入硝酸鈉或氟化鈉。

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