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铝型材表面镀钛的预镀工艺和电镀工艺
铝型材镀钛金工艺，属于镀膜技术，它是在常规镀钛工艺基础上增加预镀和电镀工艺步骤，预镀工艺是将活化后的镀件置于食盐和盐酸的水溶液中进行化学处理;电镀工艺的镀液成分包括硫酸镍、氯化镍、硼酸、十二烷基硫酸钠、糖精、光亮剂，本工艺具有简单、实用、效果佳等优点，本工艺制得的钛金铝型材其膜层硬度HV&1500、同等条件下比镀22K金耐磨150倍，可加工成各种形态的金色、彩色，黑色等光亮的多种系列铝型材产品。
铝型材镀钛金工艺，包括选材、抛光、化学除油、清水冲洗、活化、真空镀钛工艺步骤，其特征在于它还包括：
a、预镀工艺，该工艺是将活化后并经清水冲洗的钛金铝型材置于由食盐、盐酸和水组成的液体中进行化学处理，处理温度为常温，处理时间至液体发生激烈化学反应为止;
b、电镀工艺，该工艺中镀液成份包括硫酸镍、氯化镍、硼酸、十二烷基硫酸钠、糖精、光亮剂，工艺条件：电流3-4A /dm阴极移动、5-7A/dm空气搅拌，镀液温度50-60℃，PH 值3.9-4.2，电镀时间15分钟。
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浅论铜包钢丝的预镀工艺
石家庄表面处理行业协会 张同轩
&&　&&摘要：本文阐述了目前国内铜包钢丝广泛采用的两种预镀工艺(预镀镍和氰化预镀铜)各存在优缺点。从长远发展看，为了减轻环境污染和降低生产成本，铜包钢丝预镀工艺的发展方向是采用无氰预镀铜新工艺。
&&　&&关键词：铜包钢丝 预镀镍 氰化预镀铜 无氰预镀铜
&&　&&1、前言
&&&&　铜包钢丝是一种在钢芯线上同心的包复铜层的新型双金属复合导线，它兼具铜的良好导电性和钢的高强度，因而广泛应用于电力，交通，电子，通讯等行业，如载流承力索，架空电车接触线，闭路电视所用的高频同轴电缆，电话户外引入线和野外电话线等等。随着我国经济建设的高速发展，近年来铜包钢丝也得到了迅速的发展。
&&&&　2、铜包钢丝的生产现状
&&&　&铜包钢丝的生产方法很多，主要有热浸镀法，铜带压接法，焊管包复法，铸造热压法，电镀法等，国内以电镀法生产为主。由于在高频情况下，钢芯表面只有达到一定厚度的铜层时其导电性才能和相同直径的铜线相近，因而铜包钢丝的镀铜层一般是较厚的，根据不同的导电率的要求镀铜层的要达到数十微米以上。为此，用电镀法生产铜包钢丝采取了预镀和主镀的两步法电镀工艺，其中主镀一般采用沉积速度快和生产成本较低的硫酸盐镀铜工艺，而预镀目前主要有两种方法：一种是氰化预镀铜，一种是预镀镍。两种预镀工艺各有所长，氰化预镀铜成本较低，对镀前处理要求不太苛刻，但是存在着严重的环境污染问题，并严重地威胁着工人的身体健康，国家已明令禁止。预镀镍虽然相对来说对环境污染程度较小，但由于近年来金属镍的价格持续飙升，致使电镀成本大幅上扬。此外，预镀镍在铜包钢丝成产中仅仅是起到钢丝基体和酸性镀铜层的结合作用，对提高铜包钢丝的导电性无任何作用(镍的导电性和铁相近)。近几年，由于激烈的市场竞争，为了降低生产成本，有许多铜包钢丝企业竟冒着环境污染的风险改成氰化预镀铜工艺，这是我们十分不希望看到的倒退现象。鉴于上述原因，探讨寻找一种成本较低，环境污染小，并能保证铜包钢丝质量的预镀新工艺势在必行。
&&　&&3、铜包钢丝预镀工艺的新发展
&&&&　前已述及，铜包钢丝最好采用预镀铜打底，在保证铜层结合力的同时也还增加了一部分铜层厚度。但现行的氰化预镀铜工艺污染严重，操作环境恶劣，属淘汰之列，需要我们寻找一种新的无氰预镀铜的工艺方法。下面介绍一种已在生产实践中应用的无氰预镀铜的工艺规范：
&&&　&络合剂　　　　　WQ-A80-120克/升
&&　&&硫酸铜　　　　　30-50克/升
&&&　&碳酸钾　　　　　40-60克/升
&&&　&添加剂　　　　　WQ-B8-10克/升
&&　&&pH值　　　　　　8.8-9.6
&&&　&温度　　　　　　30-50℃
&　&&&阴极电流密度　　1-3安/分米2
&&&　&阳极　　　　　　压迫铜板
&&&&　用以上无氰预镀铜打底，然后用酸性镀铜加厚镀出的铜包钢丝经自身缠绕后铜层和钢丝结合良好，1.0毫米铜包钢丝经拉拔至0.3毫米，铜层和钢丝的结合力仍然良好，没有铜层脱落和掉鳞现象。因而这种无氰预镀铜新工艺虽然崭露头角，但已引起铜包钢丝企业的极大关注，相信不久的将来肯定会有一个较大的发展。
&&&&　但值得注意的是，这种新型的无氰预镀铜工艺对镀前处理的要求是十分严格的，在预镀之前应该有一套完善可靠的预处理方法，以确保钢丝基体无油膜，无氧化膜以及炭黑等污物，并且在施镀之前应保持钢丝基体处于高度的活化状态。其次对镀液要科学管理，加强维护，对各种工艺参数要严格控制，只有这样，才能使这一先进清洁的预镀方法付诸实施。据说也有一些企业对这种预镀新工艺浅尝辄止，或者仍然沿用氰化预镀铜一些操作方法而导致半途而废，从而归咎于这种无氰预镀铜新工艺不过关，笔者认为这是不公平的。
&&&&　再者，针对目前铜包钢丝企业绝大部分仍然采用氰化预镀铜的工艺方法，适应预镀新工艺的设备改造也绝非一朝一日即可奏效，同时又要充分利用原有的氰化镀铜液，在目前马上改为无氰预镀铜工艺条件尚不具备的情况下，下边推荐一种在生产中已获得实际应用并行之有效的低氰预镀铜工艺。为了便于比较，同时列出了高氰预镀铜的工艺规范。
&&&&　镀液成分　　　　　　高氰工艺　　　　　　低氰工艺
&　&&&氰化亚铜　　　　　　30-45克/升　　　　　20-30克/升
&&&　&氰化钠(游离)　　　　16-24克/升　　　　　　2-3克/升
&&&　&氢氧化钠　　　　　　3-5克/升　　　　　　10-12克/升
&&&　&辅助络合剂　　　　　　　　　　　　　　　30-50克/升
&　&&&温度　　　　　　　　30-50℃　　　　　　　40-55℃
&&　&&阴极电流密度　　　　2-3安/分米2　　　　　2-3安/分米2
&&　&&以上低氰预镀铜工艺可以由原有的高氰预镀铜工艺逐渐过渡而来，可以沿用原有的电镀设备和工艺流程。从工艺配方看，低氰工艺比高氰工艺的游离氰化钠含量降低了8倍左右，如果在电镀线上再增加两道回收工序的话，其污水中的氰化物含量甚至可以降低到国家规定的排放标准以下，这将大大减轻环境污染的程度和大幅度较低污水治理的费用。实践证明，该低氰工艺不仅比高氰工艺节省氰化钠消耗量70%以上，而且还具有镀液成分稳定，阴极电流效率高以及碳酸盐生长慢等优点。在当前，无氰预镀铜工艺还没有很好地掌握，企业改造设备也尚需时日，为了不影响生产，同时也充分利用原有的氰化预镀铜溶液，上述诸多因素从实际出发考虑，采用低氰预镀铜工艺仍然具有明显的现实意义。
&&　&&4、结语
&&　&&目前国内铜包钢丝企业广泛采用的预镀镍和氰化预镀铜均存在着严重的不足。预镀镍虽然环境污染较小，但生产成本高，对镀前处理要求也十分严格；氰化预镀铜虽然生产成本较低，但环境污染严重危害工人身体健康。因而上述两种预镀工艺都不是我们的发展方向。为了保护环境，实现铜包钢丝的清洁化生产，研究采用无氰预镀铜应该是我们的发展方向。但是已经投入生产应用的无氰预镀铜新工艺时间还不长，可能还有许多技术问题没有暴露出来，尚需我们进一步研究，完善和提高，期望与铜包钢丝行业及电镀界同行共同探讨，为实现铜包钢丝的电镀清洁化生产而不懈地努力。您的位置： &
化学镀锡预镀工艺对镀层质量的影响
摘　要：研究了化学镀锡预镀溶液的组成和工艺条件对镀层厚度和表面形貌的影响。结果表明：预镀溶液的主盐和配位剂以及预镀时间对化学镀锡层的厚度影响较大；而镀锡层的表面随着添加剂的质量浓度的增加变得平整、致密。选择适宜的预镀液的酸度也可以提高镀层质量。
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铝合金表面镀镍预处理工艺
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　【摘 要】研究了铝合金表面化学镀镍工艺的前处理工艺、镀液配方及工艺条件对处理效果的影响。结果表明：能在铝合金表面获得一层薄而均匀活泼且结合力优良的预镀镍层，是随后酸性化学镀镍的理想底层。 中国论文网 /9/view-5193070.htm　　【关键词】铝合金 预处理 化学镀镍 　　1前言 　　铝合金件性质独特，在其表面进行化学镀有一定的难度。因为铝与氧有很强的亲和力，表面极易生成氧化膜，即使用化学方法去除，在镀覆其他金属之前又会形成新的氧化膜。这种氧化膜与镀层的结合力很差。另外，铝的标准电极电位很负（-1.66V），在镀液中易与电位较正的金属离子发生置换反应生成疏松层，影响镀层结合力。因此，要在铝表面获得结合力强、性能优良的镀镍层，镀前预处理是关键。 　　2铝合金化学镀镍的预处理工艺 　　铝合金化学镀镍的预处理工艺流程为：毛坯检验→打磨→水洗→碱性化学除油→热水洗→冷水洗→活化→冷水洗→吹干→碱性预镀。 　　2.1毛坯检验与打磨 　　铝合金化学镀的难点主要是化学成分不均匀，如含偏析较为严重，还有缩孔等缺陷，会导致起泡和针状麻点。铝在空气中易氧化生成氧化膜，导致镀层与基体结合不良，因此应尽量减少工件在空气中的暴露时间。在试验中，首先对零件的表观状态进行检验。表面不应有裂纹、气泡、疏松、划痕等影响化学镀质量的缺陷。如果有缺陷看是否可通过磨光、抛光予以排除，若不能，则不予施镀。由于机械加工导致铝合金基体表面有一层比较厚的氧化皮和脏物，所以需要对表面进行打磨。打磨方法：用砂纸由低到高进行打磨，直到磨净氧化皮，表面平整光洁为宜。 　　2.2碱性化学除油 　　本试验采用碱性除油溶液，是借溶液的皂化和乳化作用除油。当带有油污的零件放入碱性除油溶液中时，可皂化油与碱发生皂化反应，反应生成的肥皂和甘油都能很好的溶解于水中，非皂化油靠乳化作用除油，除油液中必须加入乳化剂，乳化剂吸附在界面上，降低油液界面张力，使油与溶液的接触面积增大，使油腻变成小油滴分散在溶液中。同时，此工艺通过碱的弱腐蚀使铝材露出基体表面，而有利于提高镀层与基体的结合力。碱洗除油配方见表1。 　　表1 铝合金表面化学除油工艺规范 　　成分 磷酸钠 十二烷基硫酸钠 温度 时间 　　含量 35g/L 0.6g/L 70℃ 10s 　　2.3活化 　　活化是要剥离铝合金件表面的加工变形层以及前处理工序生成的极薄的氧化膜。将基体的组织暴露出来以便镀层金属在其表面进行生长。铝是化学活性极强的金属，暴露于空气中极易氧化生成一层氧化物，从而影响了镀层与基体的结合强度。铝合金件在经过除油之后，为了进一步提高基体与镀层的结合力，须用弱酸浸蚀并进行活化。本实验采用如下两种方案进行对比。 　　方案Ⅰ：3%-5%HCI室温 6s 　　方案Ⅱ：0.5%-1%硫酸 室温 ，3%柠檬酸 室温 6s 　　图1 方案Ⅰ浸蚀活化后的试样 图2 方案Ⅱ浸蚀活化后的试样 　　方案I处理后的试样有产生过腐蚀的现象如图1，方案II避免了基体发生强烈腐蚀如图2。对以上两种工艺方案处理后的试样进行观察，从图1可知，试样表面有腐蚀产物附着，由此可见在除油过程中铝表面产生了过腐蚀，所以方案Ⅰ碱性过强不符合除油规范，方案Ⅱ处理后的试样表面较干净且没有腐蚀痕迹。如图2所示。经过上面的实验初步确定铝合金件的腐蚀活化工艺如表2。 　　表2 弱酸浸蚀的活化工艺规范 　　成分 硫酸 柠檬酸钠 时间 　　含量 0.5%～1% 3% 5～20s 　　弱酸浸蚀中，浸蚀酸的浓度不仅会影响铝合金件表面的氧化膜的去除质量，而且还会影响铝合金件表面的活化性能。所以，对浸蚀酸的两种浓度的浸蚀性能进行比较，对弱酸浸蚀中浸蚀酸的浓度进行优化，既能把铝合金表面的氧化膜完全清除，而且能使铝合金表面产生更多的活化点。 　　表3 浸蚀酸的浓度对铝合金件表观形貌的影响 　　硫酸含量 时间 表观影响 　　0.5% 6s 良好 　　1% 6s 出现黑色氧化膜 　　由表3可知，当硫酸的浓度为1%时的浸蚀酸，由于酸的浓度过大，不宜控制铝合金件在其中的反应剧烈程度。刚把铝合金件放到浸蚀酸里面，铝合金表面立即就会发生剧烈的反应，并伴随大量的气体放出。根据试验结果选择浓度0.5%的硫酸为弱酸浸蚀中酸的浓度。 　　在弱酸浸蚀中浸蚀的时间也是一个重要的指标。为了确定最佳的浸蚀时间，在确定了浸蚀酸的浓度上进行浸蚀时间的研究。选用硫酸的浓度为0.5%，进行弱酸浸蚀时间的影响试验，用来对弱酸浸蚀时间范围确定。 　　表4 浸蚀时间对铝合金件表观形貌的影响 　　浸蚀时间 6s 10s 15s 20s 　　表观影响 良好 良好 出现黑色氧化膜 出现黑色氧化膜 　　由表4可知，当弱酸浸蚀时间适当时，可以清除铝合金表面的氧化膜，使基体的晶格特征完全暴露出来，又能起到去除铝合金表面的挂灰。弱酸浸蚀可以增加铝合金件表面的活化点。活化点数越多下一步预镀镍时镍原子越能更好的附着于铝合金表面，拥有良好的结合力。 　　2.4 碱性预化学镀镍 　　铝合金经过活化后，为了阻止酸性镀液对铝基体产生腐蚀，从而影响镀层与基体的结合力要先预镀一层镍。因为常规酸性化学镀镍使用的溶液PH值低，若铝合金件活化后直接在酸性镀液中化学镀镍，铝将被迅速溶解，而镀件以碱性化学预镀镍后，再进入酸性镀液中时，就不会使铝在镀液中溶解，可以迅速引发自催化镀镍，镍层保护了基体不被腐蚀，此工艺的质量高低是铝合金化学镀镍成功与否的关键所在。镀液配方及工艺条件下见表5。 　　表5 碱性化学镀镍工艺规范 　　试剂 硫酸镍 次亚磷 　　酸钠 乳酸钠 氯化铵 三乙醇胺 pH 温度 　　含量 　　（g/L） 30 30 30 30 10 8.5-9 70℃ 　　预镀时间对镀层质量有很大的影响，预镀不充分，镍沉积层太薄，化学镀镍磷过程中易产生漏镀现象，而预镀时间过长，预镀层过厚，会导致镀层应力增大，从而引起镀层气泡、裂纹等缺陷，进而会降低镀层与基体的结合力。所以在预镀镍其他工艺不变的情况下对预镀时间进行优化，见表6。 　　表6 预镀时间选择 　　预镀时间 20min 30min 40min 　　镀层质量 漏镀 良好 结合不好 　　3结论 　　（1）采用弯曲法测定结合力，镀层不起皮、不鼓泡，结合力良好。 　　（2）预镀层的表面形貌呈明显的胞状结构，晶粒细小，且划痕和凹坑处也被致密的镀层覆盖。是随后酸性化学镀镍的理想底层。 　　【参考文献】 　　[1]王文忠.铝及其合金化学镀镍[J].电镀与环保，）：4-6. 　　[2]刘建中，张大方，张承瑞.铝合金化学镀镍工艺的应用[J].有色金属，）：44-46. 　　[3]Tang J，Huang L，Yao S，et a1.Research on composite coatings of metals and PTFE[J].Plating&Surface Finishing，1998（8）：84-86.
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