一種鋁合金胎體金剛石複合電鍍工藝的製作方法
2023-11-08 11:11:17 1
本發明涉及一種電鍍工藝，尤其是指一種鋁合金胎體金剛石複合電鍍工藝。
背景技術：
：在現有技術中，大多數金鋼石複合電鍍的胎體是鋼鐵。鋼鐵在空氣中容易被腐蝕生鏽，從而使磨具尺寸發生變化，使用過程中跳動性比較大，嚴重削減磨具的壽命。而鋁合金具有密度低、強度高、韌性好和耐腐蝕等優點，在航空航天工業中被廣泛用作結構材料。但是，在鋁矽合金壓鑄過程當中容易造成偏折現象，產生富鋁富矽態，這在大的平面壓鑄件表現更為突出，造成電鍍處理的更加困難。金屬鋁的化學性質比較活潑，與氧的親合力較強，在大氣中極易在其表面生成一層氧化膜，甚至此氧化膜剛除去又會迅速重新生成新的氧化膜，嚴重影響鍍層與基體鋁的結合力。鋁的電極電位較負，約-1.67v，很易失去電子，在電解液中能與多種金屬離子立即發生置換反應，形成接觸層，此種鍍層疏鬆粗糙，嚴重影響鍍層結合力；鋁的膨脹系統比許多金屬鍍層大，當溫度差別變化大時，由於基體與鍍層的膨脹係數不一致，易產生內應力而破壞鍍層。鑄鋁件有砂眼、鑄孔、氣泡等，電鍍中易殘留槽液和氫氣，引起化學和電化學腐蝕，產生鍍層起泡和脫落技術實現要素：為了解決上述技術問題，本發明公開了一種鋁合金胎體金剛石複合電鍍工藝，包括鋁合金胎體的電鍍前處理流程，該流程包括以下步驟：S1、超聲波除油，在超聲波作用下，利用鋁合金酸性除油劑去除鋁合金胎體表面上的油汙；S2、機械拋光，利用砂紙打磨鋁合金胎體，得到平整光亮表面；S3、屏蔽，利用電鍍膠帶屏蔽鋁合金胎體上無需電鍍的部位；S4、酸蝕，利用酸性溶液去除鋁合金胎體表面的金屬氧化膜；S5、浸鋅，將鋁合金胎體浸於浸鋅液中，在鋁合金胎體表面形成浸鋅層。進一步的，所述浸鋅步驟中，依次包括第一次浸鋅、退鋅、第二次浸鋅。進一步的，所述浸鋅步驟中，所用浸鋅液中包含無氰浸鋅添加劑，無氰浸鋅添加劑中包括金屬元素鎳、鋅、鐵、銅。進一步的，所述第一次浸鋅時，所用無氰浸鋅添加劑濃度為350～450mL/L，處理溫度為20～28℃，處理時間為25～30s；所述第二次浸鋅時，所用無氰浸鋅添加劑濃度為250～350mL/L，處理溫度為20～28℃，處理時間為20～25s。進一步的，所述退鋅中，採用濃度為400～500mL/L的硝酸溶液進行處理,處理溫度為20～28℃,處理時間為15～20s。進一步的，所述酸蝕步驟中，所用酸性溶液中包含500～600mL/L的硝酸和2～4mL/L的氫氟酸,處理溫度為常溫，處理時間30～60s。進一步的，所述超聲波除油步驟中，所用鋁合金酸性除油劑濃度為50～60mL/L,處理溫度為45～55℃，處理時間5～10min。進一步的，所述屏蔽步驟中，所述電鍍膠帶為耐高溫耐酸鹼膠帶。進一步的，所述鋁合金胎體金剛石複合電鍍工藝還包括電鍍流程，該流程中，將鋁合金胎體在帶電情況下置入電鍍槽，以2～3A/dm2的電流先進行預鍍。進一步的，所述鋁合金胎體金剛石複合電鍍工藝還包括電鍍後處理流程，所述電鍍後處理流程包括：除去屏蔽層，除去作為屏蔽層的電鍍膠帶；表面活化，利用濃度為450～550mL/L的鹽酸溶液活化表面、去除氧化膜，其中處理溫度為常溫，處理時間為20～30s；表面鈍化，利用濃度為150～200mL/L的鍍層封閉劑在鍍層表面形成防腐防變色的保護膜，其中處理溫度為15～45℃，處理時間為1～3min。本發明所公開鋁合金胎體金剛石複合電鍍工藝，針對鋁合金胎體的特性，依次通過超聲波前處理、機械拋光、屏蔽、酸蝕、浸鋅等前處理步驟，有效解決了產生鍍層起泡和脫落等電鍍層與基體結合力不好的問題。附圖說明圖1為一種鋁合金胎體金剛石複合電鍍工藝電鍍前處理的流程圖。具體實施方式為詳細說明本發明的技術內容、所實現目的及效果，以下結合實施方式詳予說明。結合圖1，本發明方案公開了一種鋁合金胎體金剛石複合電鍍工藝，包括鋁合金胎體的電鍍前處理流程，該流程包括以下步驟：超聲波除油，即在超聲波作用下，利用鋁合金酸性除油劑去除鋁合金胎體表面上的油汙。此處選用廣州二輕研究所BH-8鋁合金酸性除油劑進行除油處理。按照鋁合金酸性除油劑50～60mL/L的濃度範圍配製清洗液，同時濃度值可優選60mL/L。除油清洗時，保持清洗溫度為45～55℃，同時溫度可優選50℃。除油清洗的時間控制在5～10min。BH-8鋁合金酸性除油劑適用於多種鋁合金基材表面化學除油，其特點如下：1.含特效緩蝕劑，對鋁基材腐蝕性少；2.特別適用於含銅較高的鋁合金鑄件，有效解決了這類基材除油後掛灰，發黑等問題；3.泡沫適量，水洗容易，除油效果好；4.選用特效中低溫表面活性劑，節能環保，是一種新型的除油產品，故本方案選用該種鋁合金酸性除油劑。機械拋光，在鋁合金胎體經過超聲波除油後，取出並經過三道水洗，然後進行機械拋光，即利用砂紙打磨鋁合金胎體，得到平整光亮表面。選擇適宜型號砂紙(如400#)，把鋁合金胎體固定在旋轉機上旋轉，然後用砂紙打磨胎體，對胎體表面除垢，並得到平整光亮的表面。屏蔽，利用電鍍膠帶屏蔽鋁合金胎體上無需電鍍的部位。此處選用耐高溫耐酸鹼膠帶，如深圳市佳盈通電子科技有限公司的電鍍高溫膠帶，通過屏蔽到無需電鍍的部位可避免造成尺寸誤差及成本的浪費。酸蝕，利用酸性溶液去除鋁合金胎體表面的金屬氧化膜。鋁合金胎體暴露於空氣之中，其表層會生成氧化膜，為了增加電鍍層與基體之間的結合力，在電鍍前需將氧化膜除去。此處利用硝酸和氫氟酸所組成的混合酸液進行處理，其中硝酸的濃度為500～600mL/L,優選為550mL/L，而氫氟酸的濃度為2～4mL/L，優選為3mL/L。用酸性溶液進行處理的溫度為常溫，處理時間為30～60s，優選的處理時間為45s。浸鋅，酸蝕結束後，先將鋁合金胎體進行三道水洗，清楚其表面所殘留的酸性溶液或其它雜質，然後再將鋁合金胎體浸於浸鋅液中，在鋁合金胎體表面形成浸鋅層。此處利用廣州二輕研究所BH-126M無氰浸鋅添加劑進行四元合金浸鋅，該添加劑中包含鎳、鋅、鐵、銅等金屬元素。該無氰浸鋅添加劑專用於高矽鋁合金浸鋅處理，同時亦可用於普通鋁合金浸鋅處理。其特點是與基材結合力好、浸鋅層結晶均勻、細緻、鍍液操作範圍寬、開缸補加一體化，使用方便。此次浸鋅步驟採用兩次浸鋅，即包括第一次浸鋅、退鋅和第二次浸鋅。所述第一次浸鋅時，所用無氰浸鋅添加劑濃度為350～450mL/L，優選為400mL/L，處理溫度為20～28℃，處理時間為25～30s。所述第二次浸鋅時，所用無氰浸鋅添加劑濃度為250～350mL/L，優選為300mL/L,處理溫度為20～28℃，處理時間為20～25s。此外，所述退鋅中，採用濃度為400～500mL/L的硝酸溶液進行處理,處理溫度為20～28℃,處理時間為15～20s。在鋁合金胎體進行電鍍前處理後即可採用廣州二輕研究所BH-986電鍍鎳添加劑進行電鍍。該流程中，將鋁合金胎體在帶電情況下置入電鍍槽，以2～3A/dm2的電流衝擊先進行預鍍，以最快的上鎳速度包裹浸鋅層，防止電鍍液腐蝕鋅層及汙染電鍍液。該流程所用的具體電鍍液成分及操作參數如表1。表1電鍍液成分及操作參數表原料及操作條件範圍優選值硫酸鎳g/L250～300280硫酸鈷g/L15～2017氯化鎳g/L40～6050硼酸g/L40～5045BH-986鎳主光劑ml/L0.4～0.60.5BH-986鎳柔軟劑ml/L8～1210BH-98鎳潤溼劑ml/L1.0～2.01.5pH值3.8～4.54.0溫度40～60℃50℃陰極電流密度A/dm21～32電鍍後，所述鋁合金胎體金剛石複合電鍍工藝還包括電鍍後處理流程，所述電鍍後處理流程包括：除去屏蔽層，除去作為屏蔽層的電鍍膠帶。表面活化，利用濃度為450～550mL/L的鹽酸溶液活化表面、去除氧化膜，鹽酸濃度可優選為500mL/L，其中處理溫度為常溫，處理時間為20～30s，優選處理時間為25s。鍍光亮，在表面活化完成後，可根據需要，採用廣州二輕研究所BH-981快速電鍍鎳添加劑進行快速電鍍，並在鍍件表面形成一光亮鍍層。該流程所用的具體電鍍液成分及操作參數如表2。表2電鍍液成分及操作參數表原料及操作條件範圍優選值硫酸鎳g/L250～300280氯化鎳g/L45～5550硼酸g/L40～5045BH-981開缸劑ml/L9～1110BH-98鎳潤溼劑ml/L1.5～2.52.0pH值4.0～5.04.5溫度℃45～6555陰極電流密度A/dm22～84攪拌空氣或機械均可過濾需要連續過濾表面鈍化，鍍光亮後進行鍍件的表面鈍化，即利用濃度為150～200mL/L的廣州二輕研究所BH-170鍍層封閉劑在鍍層表面形成防腐防變色的保護膜，其中處理溫度為15～45℃，處理時間為1～3min。最後，在對鍍件進行三道水洗，然後將鍍件放入120℃的烤箱中進行烘乾20分鐘，然後再對鍍件進行檢驗、包裝如庫即可完成鋁合金胎體金剛石複合電鍍，並得到對應的電鍍工件。本發明所公開鋁合金胎體金剛石複合電鍍工藝，針對鋁合金胎體的特性，依次通過超聲波前處理、機械拋光、屏蔽、酸蝕、浸鋅等前處理步驟，有效解決了產生鍍層起泡和脫落等電鍍層與基體結合力不好的問題。以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的
技術領域：
，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。當前第1頁1 2 3