1、鋁材磷化通過采用SEMXRD、電位一時間曲線、膜重變化等方法詳細研究了促進劑、氟化物、Mn2+Ni2+Zn2+PO4,和Fe2+等對鋁材磷化過程的影響研究表明:硝酸胍具有水溶性好,用量低,快速成膜的特點,是鋁材磷化的有效促進劑:氟化物可促進成膜,增加膜重,細化晶粒;Mn2+Ni2+能明顯細化晶粒,使磷化膜均勻、致密并可以改善磷化膜外觀,Zn2+濃度較低時,不能成膜或成膜差,隨著Zn2+濃度增加,膜重增加O4含量對磷化膜重影響較大,提高PO4。含量使磷化膜重增加。2、鋁的堿性電解拋光工藝進行了堿性拋光溶液體系的研究,比較了緩蝕劑、粘度劑等對拋光效果的影響,成功獲得了拋光效果很好的堿性溶液體系,并首次得到了能降低操作溫度、延長溶液使用壽命、同時還能改善拋光效果的添加劑。實驗結果表明:在NaOH溶液中加入適當添加劑能產生好的拋光效果。探索性實驗還發現:用葡萄糖的NaOH溶液在某些條件下進行直流恒壓電解拋光后,鋁材表面反射率可以達到90%,但由于實驗還存在不穩定因素,有待進一步研究。探索了采用直流脈沖電解拋光法在堿性條件下拋光鋁材的可行性,結果表明:采用脈沖電解拋光法可以達到直流恒壓電解拋光的整平效果,但其整平速度較慢。3、鋁及鋁合金環保型化學拋光確定開發以磷酸一硫酸為基液的環保型化學拋光新技術,該技術要實現NOx的零排放且克服以往類似技術存在的質量缺陷。新技術的關鍵是在基液中添加一些具有特殊作用的化合物來替代硝酸。為此首先需要對鋁的三酸化學拋光過程進行分析,尤其要重點研究硝酸的作用。硝酸在鋁化學拋光中的主要作用是抑制點腐蝕,提高拋光亮度。
這樣使得其ldquo,比強度(強度與比重的比值sigma,bho,)勝過很多合金鋼,成為理想的結構材料,廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面,飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造,以減輕自重采用鋁合金代替鋼板材料的焊接,結構重量可減輕50%以上。 鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次于鋼。鋁合金分兩大類:鑄造鋁合金,在鑄態下使用,變形鋁合金,能承受壓力加工,。可加工成各種形態、規格的鋁合金材。主要用于制造航空器材、建筑用門窗等。鋁合金壓鑄電鍍按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金。形變鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現強化,它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等。可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。 一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能。
但是這種粗放管理的企業的鋅鋁合金電鍍的結合力往往會經常出問題,追究起來,堿銅預鍍的pH值偏高是一個重要的原因過高的堿濃度會使化學沉鋅層發生局部溶解,當制品形狀復雜時,就會出現結合力不牢。因此,控制其pH值在12以內是很重要的一個參數指標。鍍液陰極區的pH值與鍍液深處的不同這已經是電極過程的一個特征。有些電鍍過程就是依靠陰極區表面的這種pH值的區別才得以實現的。當鍍液深處pH值變化過大時,肯定就會影響到電鍍質量。鍍鉻過程中陰極表面的pH值會達到3以上,而出現膠體膜。如果沒有這種變化,鍍鉻就難以實現。因此,注意鍍液pH值的變化,并適時地調整到工藝規定的范圍是很有必要的。。
如上所述,電鍍廢水處理要穩定達標的難度很大,處理過程中的變異因素很多,國內大部分的中小型電鍍廠的技術人員環保意識淡薄,對清潔生產、分質分流、減少跑冒滴漏等有利于生產過程中減少污染物的產生、降低末端處理難度等管理措施的執行被動,而電鍍廠的污水處理技術人員也存在著對電鍍藥水、電鍍工藝流程不熟悉的狀況2middot,結論電鍍廢水處理要保證穩定達標需要在充分識別廢水性質的基礎上分質分流、分別處理,要徹底分質需要電鍍廠的工藝人員、污水處理工程設計技術人員、藥水開發技術人員三方通力合作。現在國家推動電鍍園區化,就是各種不同的鍍種同處一個廢水處理系統中,如果不能很好地識別上述的種種變異因素,對污水處理的設備、設施、人員、環境管理措施等會是一個更大的挑戰,搞不好會事與愿違,變分散污染成集中污染。綜上所述,要保證電鍍廢水處理的穩定達標需要電鍍廠、污水處理措施設計施工、環保管理、復合型人才等諸多方面的協同,是一個系統工程特別是當前鼓勵建設電鍍產業園區的形勢下,應該在識別廢水性質的基礎上細分各種專業的表面處理小區:如鋼鐵的磷化發藍、鋁氧化、塑料電鍍、鋼鐵鍍鋅、鍍貴金屬等,園區建設是一個系統工程,至少包括技術上、機制上、管理上、生態環境上、如何適應產業鏈的發展上、人才培訓上等幾個方面。在環評的污水處理工程設計需要有電鍍專家、污水處理專家、電鍍添加劑專家的論證評審意見,這樣源頭控制,才能保證電鍍廢水處理經濟可行的穩定達標。。
(2)鋁合金電鍍加工生產中超聲波設備選型及參數設計①超聲波設備。近年來,國內專業生產超聲波設備的企業不斷涌現,專門用于表面處理領域的超聲波清洗機已有多款面市。我公司是在現有鋁合金自動鍍銀線進行技術改造,在一、二次浸鋅槽前各增加一個超聲波清洗槽,槽體尺寸為1500mmtimes,1000mmtimes,1000mm,槽體為PP材料。根據鍍銀線槽體結構,采用振盒式超聲波,超聲波振盒材料采用316I不銹鋼板制成,不銹鋼板氬弧焊成型。超聲波振盒安裝在清洗槽的側面,同時在槽體內襯316L不銹鋼,可有效降低超聲能量被PP材料吸收。超聲波振盒發射面采取鍍硬鉻處理,可增強超聲波振盒的使用壽命。②超聲波功率。超聲波的功率越高,空化效果越強,清洗效果越好,速度也越快。但對于加工精度較高、表面粗糙度低及工件材質疏松的工件,如長時間強洗會導致表面狀態損壞,甚至報廢,所以清洗功率大小應根據工件的幾何形狀、尺寸精度要求及工件材質合理選擇。我公司工件大部分為鋁合金鍛坯件,表面粗糙度低,同時還有部分鋁合金鑄造件,工件材質疏松。
鍍前處理鍍銅工藝鍍鋅及鋅合金工藝鋅及鋅合金后處理鍍鎳工藝合金電鍍工藝代鉻電鍍工藝鍍錫、銀、金工藝鍍鉻工藝鋁合金前處理工藝發黑及古銅色拋光及鈍化工藝退鍍工藝化學沉鎳工藝無電解鎳工藝無鎳電鍍工藝PCB電鍍工藝塑料電鍍工藝汽車五金電鍍工藝貴金屬電鍍工藝前后處理電鍍工藝常用表面處理工藝流程參考(1)鋼鐵件電鍍鋅工藝流程┌—酸性鍍鋅除油→除銹→│→純化→干燥└—堿性鍍鋅(2)鋼鐵件常溫發黑工藝流程┌—浸脫水防銹油││烘干除油→除銹→常溫發黑→│浸肥皂液──→浸錠子油或機油││└—浸封閉劑(3)鋼鐵件磷化工藝流程除油→除銹→表調→磷化→涂裝│↑└────┘(4)鋁表面處理工藝流程┌—化學拋光┌—電解著色│││電解拋光│除油→│→陽極氧化→│→封閉→干燥│堿蝕│││└—砂面└—化學染色(5)ABS/PC塑料電鍍工藝流程除油→親水→預粗化(PC≥50%)→粗化→中和→整面→活化→解膠→化學沉鎳→→鍍焦銅→鍍酸銅→鍍半亮鎳→鍍高硫鎳→鍍亮鎳→鍍封→鍍鉻(6)PCB電鍍工藝流程[page]除油→粗化→預浸→活化→解膠→化學沉銅→鍍銅→酸性除油→微蝕→→鍍低應力鎳→鍍亮鎳→鍍金→干燥(7)鋼鐵件多層電鍍工藝流程除油→除銹→鍍氰化銅→鍍酸銅→鍍半亮鎳→鍍高硫鎳→鍍亮鎳→鎳封→鍍鉻(8)鋼鐵件前處理(打磨件、非打磨件)工藝流程1、打磨件→除蠟→熱浸除油→電解除油→酸蝕→非它電鍍2、非打磨件→熱浸除油→電解除油→酸蝕→其它電鍍(9)鋅合金件鍍前處理工藝流程除蠟→熱浸除油→電解除油→酸蝕→鍍堿銅→鍍酸銅或焦磷酸銅→其它電鍍(10)鋁及其合金鍍前處理工藝流程┌化學沉鋅→浸酸→二次沉鋅→鍍堿銅或鎳→其它電鍍││┌—噴沫─┐除蠟→熱浸除油→電解除油→酸蝕除垢→│鋁鉻化→干燥││→烘干或粗化→成品│└—噴粉─┘│└陽極氧化→染色→封閉→干燥→成品(11)鐵件鍍鉻工藝流程:除蠟→熱浸除油→陰極→陽極→電解除油→弱酸浸蝕→┌—預鍍堿銅→酸性光亮銅(選擇)→光亮鎳→鍍鉻或其它→│└—半光亮鎳→高硫鎳→光亮鎳→鎳封(選擇)→鍍鉻(12)鋅合金鍍鉻工藝流程除蠟→熱浸除油→陰極電解除油→浸酸→堿性光亮銅→焦磷酸銅(選擇性)→→酸性光亮銅(選擇性)→光亮鎳→鍍鉻(13)鋁合鋁合金電鍍工藝流程除蠟→除油→弱腐蝕→除垢→沉鋅→脫鋅→沉鋅→鍍鎳→其它電鍍(14)電叻架及染色工藝流程前處理或電鍍→純水洗(2-3次)→預浸→電叻架→回收→純水洗(2-3次)→烘干→成品
適合于電鍍鋁合金材質只有工業純鋁和含硅鎂鋁合金兩種,需要電鍍的鋁合金需要非常關注材質選擇和監控除油材料選擇。由于鋁合金屬于兩性金屬,所以除油液堿性不能夠太強,PH一般控制在10-11。堿性除油液中氫氧化鈉濃度高,鋁合金表面可能會全面均勻腐蝕面產生消光。一般鋁合金除油配方中,主要以碳酸鈉、碳酸氫鈉為主要成分,盡量不使用氫氧化鈉,這可以有效的達到除油的目的,同是也可以避免強堿對于金屬基體的腐蝕問題。浸蝕工藝與材料。鋁合金在除油時,鋁金屬在不斷的反應,而合金中間的其他元素金屬一般不能參與反應,這些金屬雜質廢水處理殘留于鋁合金表面,這就是平時所謂的ldquo,掛灰需要經過嚴格的除垢處理,避免影響電鍍外觀質量。除垢工藝對于鋁合金電鍍非常重要,直接影響電鍍層的結合力問題。對于工藝純鋁和鋁錳合金,一般使用50%硝酸處理,對于含硅成分的鋁合金,在除垢前增加一硫酸處理,并使用ldquo,3分硝酸+1分48%的氫氟酸的混合溶液中浸泡3-5S處理,同時將砂孔中藏流的污染物質剝離出來,達到徹底除垢和清除表面掛灰的效果。利用氫氧化鈉進行浸蝕時,溶解在清洗液中的鋁會逐漸增多而產生氫氧化鋁沉淀,因些清洗液中間需要加入絡合劑或者葡萄糖酸鈉,鋁合金除垢速度要控制非常嚴格,太慢,可能會因為嚴重腐蝕,導致產生電鍍花斑的問題。除垢后的鋁合金需要快速清洗并轉入到沉鋅工序,盡量避免鋁表面形成一層氧化層,鋁合金進入酸浸蝕之前,最好甩干水,以防止鋁合金局部過腐蝕。
武漢材保電鍍生產力促進中心,憑借自己二十年開發、應用多層鎳組合鍍層的經驗,多層鎳出口韓國,優良的監控設備以及在新大洲鋁合金電鍍生產多年實踐經驗的基礎上,提出一套工藝流程供大家參考:(1)、工藝流程拋光rarr,噴丸(選擇性)rarr,超聲波除臘rarr,水洗rarr,堿蝕除油rarr,水洗rarr,酸蝕(出光)rarr,水洗rarr,沉鋅(Ⅰ)rarr,水洗rarr,退鋅rarr,水洗rarr,沉鋅(Ⅱ)rarr,水洗rarr,電鍍暗鎳rarr,水洗rarr,酸性亮銅rarr,水洗rarr,拋光rarr,超聲波除臘rarr,水洗rarr,陰極電解除油rarr,水洗rarr,活化rarr,水洗rarr,半光亮鎳rarr,高硫鎳rarr,光亮鎳rarr,鎳封rarr,水洗rarr,鍍鉻rarr,水洗(2)、工藝特點1.采用除油、堿蝕一步法,既節省工序,又有利于孔隙油污去除,使基體以無油狀態充分裸露2.采用無黃煙酸蝕液,減少環境污染,同時避免過腐蝕產生。j3.多層鎳電鍍體系,光亮、整平性好,電位差、微孔數穩定,耐蝕好高。4.該工藝采用BNC-99、BNA-99、BNZ-99前處理劑,BN-99、DN-99、TN-99、以及BN-99-MIC多層鎳添加劑,BNCu-910酸銅光亮劑。以上僅是電鍍加工中常碰到的典型產品的舉例,我國許多產品的出口離不開電鍍。。