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鋁表面能電鍍什麼材料

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在鋁及鋁合金上電鍍比在鋼鐵、銅等金屬材料上電鍍要困難和複雜得多，其主要原因有 以下幾個方面：

①鋁及鋁合金對氧具有高度的親和力，極易生成氧化膜，并且這層氧化膜一經除去又會在極短的時間裡産生一層新的氧化膜，嚴重影響鍍層的結合力。

②鋁的電極電位為負，浸入電鍍液時容易與具有正電位的金屬離子發生置換，影響鍍層結合力。

③鋁及鋁合金的膨脹系數比其他金屬大，因此不宜在溫度變化較大的範圍内進行電鍍。 鋁及鋁合金與其他金屬鍍層膨脹系數不同将引起較大的應力，從而使鍍層與鋁及鋁合金之間的結合力不牢。

④鋁是兩性金屬，能溶于酸和堿，在酸性和堿性電鍍液中都不穩定。

⑤鋁合金壓鑄件有砂眼、氣孔，會殘留鍍液和氫氣，容易鼓泡，也會降低鍍層和基體金屬間的結合力。

為在鋁及鋁合金表面上得到結合力良好的電鍍層，應針對以上原因，在鍍前采取一定的前處理措施。除了常規的除油、浸蝕、出光外，還需要進行特殊的預處理，制取一層過渡金屬層或能導電的多孔性化學膜層，以保證随後的電鍍層有良好的結合力。

目前常用的方法有兩種：先化學浸鋅，然後電鍍其他金屬；先進行陽極氧化處理，再電鍍其他金屬。

化學浸鋅是使用最早、最為成熟、應用最為廣泛的處理方法。該法是将鋁和鋁合金制件浸入強堿性的鋅酸鹽溶液中，在清除鋁表面氧化膜的同時，置換出一層緻密而附着力良好的沉積鋅層。這層沉積鋅層一方面可防止鋁的再氧化，另一方面改變了鋁的電極電位，在鋅的表面電鍍要比鋁表面電鍍容易得多，同時也改善了其他條件的影響，使鋁和鋁合金的電鍍獲得滿意的結合力。

1)化學浸鋅原理

當鋁和鋁合金浸入強堿性的鋅酸鹽溶液時，界面上發生氧化還原反應，即鋁氧化膜和鋁的溶解以及鋅的沉積。

Al203 2NaOH====2NaAl02 H20

2Al 2Na0H 2H20====2NaAl02 3H2 ↑

2Al 3Zn022- 2H20====3Zn 2A102- 40H一

在浸鋅溶液中鋅以配合物形式存在，析出電位變負，放置換反應進行地緩慢而均勻。而由于氫在鋅上有較高的過電位，所以析氫反應受到強烈的抑制，使鋁基體不會受到嚴重的腐蝕，這樣有利于置換反應，從而獲得均勻緻密的鋅沉積層。

2)化學浸鋅工藝規範

浸鋅工藝一般采用兩次浸鋅。第一次浸鋅時，首先溶解氧化膜而發生置換反應，獲得的鋅層粗糙多孔，附着力不佳，同時難免還有少量氧化膜殘留。第一次浸鋅層需要在1：1硝酸溶液中除去，使鋁表面呈現均勻細緻的活化狀态。然後第二次浸鋅以獲得薄而均勻細緻、結合力強的鋅層。浸鋅層以呈米黃色為佳，兩次浸鋅可以在同一浸鋅溶液中進行，也可先在濃溶液後在稀溶液中進行。在浸鋅溶液中，氫氧化鈉是鋅的絡合劑，通過控制其與氧化鋅的相對含量，可以控制置換反應以比較緩慢的速度進行，從而改善鍍層結構使結晶細緻均勻。化學浸鋅溶液中，氫氧化鈉：鋅一般為(5～6)：1，但鋁銅合金則比例提高到(6～10)：1。在浸鋅溶液中，除了氫氧化鈉和氧化鋅外添加少量其他物質，其目的在于改善浸鋅層的結構，提高浸鋅層與基體的結合力。加入少量的FeCl3時，Fe3 與Al發生置換反應，使沉積的鋅層含有少量鐵，加入酒石酸鉀鈉時，可防止Fe3 在堿性溶液中沉澱，通過控制它們的加入量可調節鋅層中鐵的含量。溶液中引入F一可對鋁矽合金起活化作用。化學浸鋅時的挂具不能用銅或銅合金，以防止銅與鋁或鋁合金接觸置換，應把鋼絲或銅或銅合金鍍鎳後進行化學浸鋅。

陽極氧化處理是指在一定的工藝條件下，在鋁與鋁合金表面上生成一層具有一定厚度和特殊結構的氧化膜。這層氧化膜孔隙多，孔徑大，具有良好的導電性，與基體結合力強。電鍍時，金屬粒子沉積在膜孔隙中，提高鍍層的結合力。陽極氧化可在多種溶液中進行，與其他陽極氧化工藝所得到的氧化膜相比，磷酸氧化膜呈現比較均勻的粗糙度，具有超微觀均勻的凹凸結構、最大的孔徑和最小的電阻，若在此表面上沉積金屬，則晶核形成多，鍍層均勻細緻，附着力好。因此，磷酸陽極氧化處理是最适合為電鍍打底層的陽極氧化處理工藝。常用的磷酸陽極氧化的工藝規範如下：

磷酸(H3P04) 300～500g／L 電壓 20～40V

溫度 25～35℃ 氧化時間 l0～15min

陽極電流密度 l～2A／dm2

氧化膜的孔隙率，随磷酸含量的增加和溫度的升高而增大，随電流密度的降低而減少；氧化膜的厚度随磷酸濃度的增加而降低。氧化膜的厚度隻需3μm左右即可。由于氧化膜極薄，在以後的電鍍時，不宜采用強酸或強堿性電鍍液，一般電鍍的pH值應在5～8。陽極氧化時要不斷攪拌溶液，以防止局部溫度過高。鋁及鋁合金零件陽極氧化後經稀氫氟酸溶液(0．5～1．0mL／L)活化，清洗後應即進行電鍍。

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