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铝合金表面处理研究 学号姓名：刘哲 专业班级：材科09-4班 2012年07月04日  铝合金表面处理研究 摘要：主要介绍了铝合金表面处理的一种方法-电镀，并对一些预处理进行分析与研究，知道了电镀过程中的一些参数的最佳数值。 关键字：表面处理、电镀、预处理 前言 金属表面复合涂层技术是指利用表面涂层工艺方法，如电镀、化学镀、真空熔覆、热喷涂、气相沉积、阳极氧化、热化学反应法、溶胶-凝胶法、离子注入以及涂装等技术，在金属表面形成一层或数层具有复合材料结构和性质， 并与金属表面结合良好的薄膜[1]。 近年来，进行涂覆的基体金属及合金主要有：碳钢、合金钢、铸铁、铝合金、铜合金、镁合金及钛合金等。 金属表面复合涂层可广泛应用于石油、化工、能源、机械、冶金、电子信息、航空航天及军事装备等领域， 正向着多功能性和应用性的方向发展。 因此， 金属表面复合层作为新材料研究的一个重要方向，具有广阔的应用前景。 铝在地壳中的含量仅次于氧和硅， 居第三位， 是地壳中含量最丰富的金属元素。铝的产量在金属中仅次于钢铁的。至 19 世纪末， 铝才崭露头角， 成为在工程应用中具有竞争力的金属。铝合金的加工性能好， 表面经抛光后具有良好的光反应能力。因此，在飞机、汽车、电器、仪表、日用品等领域， 铝合金获得广泛的应用［2］。然而铝合金也存在缺点， 主要是耐腐蚀性差， 并且还有产生晶间腐蚀的倾向， 这是一种最危险的腐蚀破坏。通过表面处理的途径， 即氧化或电镀可以提高铝合金的耐蚀性， 从而提高其使用性能[3 ],对铝和铝合金表面制备复合涂层意义深远[4]。 国外在铝合金表面复合涂层研究方面投入了大量人力、物力，近年来相继出现了多种复合涂层。如美国为航空、航天应用的铝合金件开发了“TUFRAM”涂层，它是由一般阳极氧化膜层再渗入有机聚合物而成， 表面性能优异，在民用产品方面也得到了推广[5]。我国在铝合金表面复合涂层研究方面也非常活跃。 Li 等[6]应用化学复合镀在铝合金表面制备出了含 70vol%SiC 颗粒的 Ni-P-SiC 复合涂层。 蒋驰等[7]在铝材基体上， 综合应用等离子喷涂和电弧喷涂等热喷涂方法，喷涂钽、镝、铅等材料，制备具有辐射屏蔽效应的多层复合涂层，涂层与基体之间结合紧密，组织均匀致密，孔隙率低，满足了辐射屏蔽要求。 黄开金等[8]采用激光熔覆在 AA7075 铝合金表面熔覆了 Zr-Cu-Ni-Al-TiC 复合粉末， 制备出 Zr 基复合涂层，熔覆层表现出优异的耐磨性， 尤其是随着熔覆层中 TiC 含量的增加，耐磨性得到显著的提高。 一.铝合金电镀预处理 复合电镀是在电解质溶液中加入一种或数种不溶性固体颗粒， 在金属离子被还原、 形成镀层的同时，不溶性固体颗粒均匀弥散地分布于金属镀层中，形成复合镀层。采用电镀法可以制备多种复合镀层，主要有耐磨、自润滑、弥散强化、耐蚀性等复合镀层以及提高有机涂层结合强度的中间复合镀层。 复合电镀具有以下特点：工艺简单、镀层多样化和分散相颗粒品种多[1]。 1.1挂具 对于铝合金电镀来讲，挂具是先决条件，特别是大件，必须要保证足够大的接触面积，以保证导电良好，不要用镀过铜的挂具，因为铜触点与铝件发生铜置换而产生触点起泡。 1.2碱蚀 在保障去油、去蜡清洗干净的前提下，碱蚀的浓度、温度、时间控制至关重要，由于铝在氢氧化钠中优先溶解，易发生过度腐蚀和碱蚀不匀现象。 1.3酸蚀(除垢) 由于铝合金是由铜、铁、镁、硅等成分组成，通常不与碱液发生反应，所以必须通过酸蚀（除垢）工艺除掉这些氧化物，使表面裸露出洁净金属基体。酸蚀（除垢）液一定要控制温度、浓度和时间这三个要素，特别温度，这是夏季铝合金易起泡的罪魁祸首，在夏天一定要有冷冻降温设备。对于含镁较高的铝合金在除垢之前必须用以下工艺，才能获得结合力良好的镀层。以下浸蚀工艺为：硫酸15% ( 体积百分浓度) ，时间2~5 m i n，温度80℃。以下除垢工艺为：硝酸50% ，温度15~25℃，时间1~2 m i n，再沉鋅。 1.4铝合金件必须浸镀过渡金属层 如浸锌、锡、镍金属，才能获得结合力良好的镀层，目前大多应用于大量生产的以沉锌为多，以二次沉锌工艺占主导，这是因为通常预浸锌得到的锌层粗糙多孔， 结合力不好， 为了进一步提高基体与镀层的结合力， 常采用再次浸锌， 这样得到的锌层比较平滑致密［9］。沉锌一般由市售、自配各占半壁江山，自配的以传统锌酸络合盐为基础，再加入铁、镍、铜与有机络合剂，即成了四元合金沉锌液，自配成本相应较低些，沉锌液的维护与管理需要注意以下几点： （1）沉锌液温度：沉锌最好维持在15~25