课程设计铝合金轮毂的防腐装饰工艺设计董超

1、铝合金轮毂的防腐装饰工艺设计金属 0902 董超 3090702041指导教师：纪嘉明邵红红1铝合金轮毂服役条件分析对于高速行驶的汽车来说，轮毂是左右汽车整体性能最重要的安全部件之一（见图1）。它不仅要承受静态时车俩本身垂直方向的自身重量，述需承受高速 行驶中转弯时的横向载荷以及驱动力和制动扭矩，并且还有石块冲击、路面凹凸 不同等各种非自身原因造成的不规则应力。除此z外，车轮高速旋转时它承受的 轴向应力和径向应力，又直接影响到整车行驶中的平稳性、抓地性、制动性等行 驶性能。图1铝合金轮毂轮毂需要在各种户外气候环境下全天候运行。首先车轮直接与地面接触，经 受地面溅起的泥沙、碎石的冲击和污水、废液

2、溅射的影响；其次在汽车行驶过程 中，轮胎与地面以及制动盘与制动片的摩擦会产生出很高热量，导致轮胎和制动 片老化以及加速磨损，制动性能会因高温而急剧衰减，启动、制动尤其是高速突 然制动轮毂各方向上会产生很大的应力；而且它会经受各种各样的坏境因素的影 响，比如酸雨、盐碱地、炎热、酷寒、风雪等会引起腐蚀的各种恶劣环境。因此 它是汽车零件中服役条件最恶劣的部件之一。在这种工作环境下铝合金轮毂会遇 到多种腐蚀因素，如果不进行一定的表而处理防护，车轮的服役寿命将大大缩短; 轮毂的性能大大降低，其至会严重威胁到驾驶者的生命安全。同时汽车行业的飞 速发展和人们生活条件的日益改善以及对审美观念的升级，轮毂的外观

3、与车身的 协调性，也己成为衡量汽车性价比的重要标志之一。所以提高轮毂的防腐性能， 并提高车轮的美观性是铝合金轮毂表面处理的主要目的。2铝合金轮毂所需性能通过对铝轮毂服役条件的分析，可确定铝合金轮毂所需的性能如下：(1) 耐疲劳性好、强度高、硬度大、塑性、韧性好；(2) 散热性好；(2) 重量轻，精度高、失圆度、不平衡重小；(3) 弹性模数小，抗振性能优越(4) 表面防腐耐蚀性能好；(5) 外观靓丽、多变。铝合金置于空气屮时，铝和氧的结合力强，在大气中很容易形成氧化膜，这 层氧化膜虽然也具有一定的防腐功能，但是这层氧化膜膜层不均匀、耐蚀性能不 佳。故而为了提高铝合金轮毂的表面硬度、耐蚀性以及美观

4、性，必须采用采用一 定的表面处理工艺才能达到目的。3工艺选择目前，铝合金轮毂表面处理工艺主要有涂装和电镀，过去的那种单纯的阳 极氧化膜处理工艺已逐步被淘汰。普通车型的轮毂在外观上考虑的较少，散热 性好是一项基本耍求，工艺上基本采用涂装处理，成本比较经济而且颜色靓 丽、保持时间长久。涂装工艺是重要的表面处理技术z-,它不仅适宜于形状 复杂的铸造铝合金轮毂，而口所形成的涂层有较高的硬度和良好的电绝缘性，并 有良好的抗蚀、耐磨、防护、装饰效果。但涂装工艺中涂料及涂膜的病态或缺陷 会严重影响涂装质量。比如涂装前涂料在贮存过程中的沉淀结块、发浑、变稠或 起皮等；涂装过程中涂料的流挂、涂膜的慢干或返黏以及

5、涂膜上的气泡、起泡、 刷痕等；涂装后涂膜的变色、失光、粉化或开裂剥落等。而且涂层附着力相对于 电镀层较低，耐蚀性、耐磨性较电镀也有所不及。电镀工艺是当今使用最为广泛的轮毂表面处理工艺。其工艺流程完善，生产 体制健全、缺陷分析及防护到位。镀层的耐磨性、抗蚀性、散热性均很好，镀层 结合力高，而且色泽鲜亮生动、炫丽、保持时间长久。只是由于使用强酸、强碱 及氧化物、銘酹等有毒有害化学品，产生的废水成分复杂，对环境影响相对于涂 装较高。但是中高档汽车大多选择电镀工艺作为其首选表面处理工艺。镀层硬度 高、耐蚀性及散热性好、且色泽保持时间长久，质优价高，尤为高档轿车所喜爱。我此次的工艺设计就是针对高档汽车铝

6、轮毂所设计，某些工序为追求镀层高 质量以及考虑到环保问题，适当选择了价格较高的配方、设备等。近年来针对电 镀的不足而出现的新工艺层出不穷。根据这些新工艺，我对传统工艺进行了适当 的改进，将部分可以避免或降低的不良因素消除或降低。4工艺流程毛坯检查一机械化学抛光一水洗一上挂具一化学准备（超声波除蜡一水洗一 化学除油一水洗）一碱蚀一水洗一酸蚀一水洗一活化一水洗一预镀银一水洗一酸 性光亮镀铜一水洗一铜保护一风干一下挂具一铜层抛光一上挂具一超声波除蜡 水洗一化学除油一水洗一酸活化一水洗一镀半光亮鎳一镀高硫鎳一镀光亮银 镰封一水洗一活化一水洗一镀銘一冋收一水洗一热水洗一烘干一下挂具。5各工序的作用、配方

7、及工艺参数分析5.1毛坯检查铝轮毂的电镀质量和耐蚀性与毛坯的表面状态有直接的关系。铸造、热处理 和机械加工过程中的不良操作会使铝轮毂毛坯产生疏松、孔隙、开裂等缺陷，不 仅影响电镀的质量，而且降低了材料的耐蚀性。毛坯检查可提前发现工件表面上 的缺陷，并对一些表面轻微瑕疵在下一步的研磨抛光中进行修补，提高镀层质量。 若缺陷较严重，则难以弥补，一旦加大抛磨量，就可能使铝轮毂变形，导致报废。5.2机械化学抛光抛光是改变铝轮毂表面粗糙度的关键工序。合理的抛光工艺可以很好的降低 铝轮毂表面粗糙度，去除表面的各种宏观缺陷，提高轮毂表明的光亮度，从而获 得平整、光洁、无瑕的表面，以提高电镀质量。由于轮毂表面的

8、复杂性与轮毂产品的多样性，传统的人工抛光工艺不仅限制了抛光的效果，也制约了轮毂大批量抛光的实际生产。在此我选择采用新近研发 的铝轮毂型而抛光工艺。这是一种在机械抛光的过程中，同时使用化学腐蚀抛光 的新型抛光工艺。其中的化学抛光不仅有抛光的作用，而且软化了工件表面，提 高了抛光效率。该工艺不仅降低了表面粗糙度，获得光亮平面，而且有助于提高 工件表面的抗蚀性能，抛光速度快、效率高。5.2.1铝轮毂型面抛光工艺流程滚筒i型抛光机加工一水洗一晾干一化学抛光一滚筒ii型抛光机加工5.2.2机械抛光将铝轮毂放入抛光机中进行抛光即可。抛光所用各种磨料如图2所示，其尺 寸见表1。（b）钢球磨料表1磨料尺寸（m

9、m）滚筒i型抛光机用尺寸滚筒ii型抛光机用尺寸粒度（目）用量（kg）棕刚玉<d15圆锥6球形28060树脂磨料20圆锥20圆锥30060钢球/3/100金刚砂#400#400/50石英砂#250/60图2各种磨料展示5.2.3化学抛光化学抛光工序在两次机械抛光工序之间，主要起软化光亮的作用。传统的铝及铝合金化学抛光液主要有酸性和碱性溶液量大类。碱性抛光液主 要成分是氢氧化钠，操作温度高，通常在100°c以上，抛光时碱雾严重，影响操 作环境，对铝腐蚀严重，金属失重大，且需要较浓的酸作后处理以清楚碱洗后留 下的黑膜，提高表面光亮度，工序较多。酸性抛光液主要有磷酸系和非磷酸系两大类。

10、磷酸系抛光液一般都含有60 %以上的磷酸。由于磷酸是富营养物质，排放后会恶化水系环境，操作温度高， 一般为90°c以上，切系强酸性溶液，故抛光后铝材损失大，抛光过程屮有大量氧 化物产生，恶化工作环境。非磷酸系抛光液由多种酸混合而成，常用如硝酸、硫 酸、氢氟酸等。通常还要添加缓蚀剂，如糊精或阿拉伯树胶等。故采用非磷酸系 化学抛光液。配方见表2.表2化学抛光槽液组成和工艺条件槽液组成含量温度/°c时间/s硝酸(相对密度140)140ml/l6650氢氟酸(40%)35ml/l氟化氢钱45g/l硫酸25ml/l糊精或阿拉伯树胶10g/l硝酸的主要作用是除铝，氢氟酸主要是为了去除铝

11、轮毂中含量较多的硅。硫 酸的作用是为反应提供酸性环境，也起到催化剂的作用，同时抑制氢氧化物的牛 成，使生产比较环保，人员操作环境安全。糊精或阿拉伯树胶起缓蚀剂的作用， 防止酸洗腐蚀局部过快导致工件报废。注意对废气及废液的处理。氢氟酸对人体有毒害作用，使用时应十分谨慎， 做足防护措施。同吋要防止对环境的扩散及污染。对排出的废气要通过氢氧化钠 溶液的吸收中和后再排放。53水洗使用纯水，清除工件表面上残留的污渍。5.4上挂具电镀加工工序中，镀件依靠挂具来传递，并作为导体装镀件载入镀槽，通过 挂具将镀件与镀液连接，配上电流后，将电流由电极传入镀液，使镀件附近的金 屈离子得到电子，在镀件上还原而获得镀层

12、。上挂具的工作对保证镀件质量、提 高生产效率、节约成本等方面能起到积极的作用。具体要求如下：（1）挂具应清洁、完好。当发现挂具绝缘层有破损吋，应立即将其拣出， 然后进行修补或换新。（2）挂具使用前某些镀层必须退除。某些镀层在前处理过程中会溶解，如 镀锌层等，故使用前这种镀层需先经退除，否则会污染前处理溶液。（3）挂具接触点要良好。若接触点镀层过厚，应及时清除和修平。（4）轮毂上挂具的位置一定要正，气门孔朝向一致，倾斜的角度要调整到 最佳，既要确保轮毂内圈的空气能够逸出，乂要使轮毂下圈的溶液在出槽时能够 流出。（5）挂具进缸时的速度应适当放慢，以免因槽液涌动而使接触点移动，从 而影响导电；出槽时

13、，工件应在槽边搁置片刻，使兜带的溶液流回槽屮，以减少 溶液带岀损失，减轻对下一道工序溶液的污染。5.5化学准备铝轮毂经机械研磨、抛光后，其表面会沾上油垢以及磨料所携带的垢物，使 镀层与基体的结合力下降，这是铝轮毂电镀生产中产生废（次）品的主要原因。 因此，在电镀前必须将铝轮毂表面的污垢彻底清除。通过热浸除蜡和电解除油可 将表面污垢彻底清除。5.5.1超声波除蜡因为铝轮毂面积大，形状复杂，采用超声波强化,有利于除蜡。除蜡配方及工 艺条件见表3表3工艺配方及工艺条件成分及工艺条件bh-21通用除蜡水ph温度（°c）时间（min ）用量30ml/l8.5658此处采用双频超声波强化，可以使

14、清洗槽内的驻波场均匀度提高，显著提高除蜡效果。低频是26 khz,高频是47 khz。5.5.2化学除油5.5.2.1金属表面除油概述金属表面除油是表面工程中的预处理，它是各种预处理工序中最重要而又最 关键的一道工序。除油是否彻底不但影响到下一个工序的操作，而且影响整个产 品的质量和寿命。表面除油工艺包括有有机溶剂除油、化学除油和电化学除油、物理-化学法 除油以及机械和手工除油等。5.5.2.2工艺选择铝及铝合金的除油通常釆用化学或电化学除油工艺。化学除油主要优点是除 油液无毒、不用电、价格便宜、操作方便。但除油效果不如电化学除油彻底。电 化学除油效率高、效果和质量更有保证。但电化学除油时可能

15、产生氢脆，某些电 位较正的杂质也容易在工件表面上沉积或挂灰。氢脆会使工件强度降低，对于要 求高强度的铝轮毂是很不利的。而且电化学除油需要电源设备及系统，操作过程 也比其他的方法复杂。故对铝轮毂的除油选择化学除油。乂由于化学除油效果不 如电化学除油，故在化学除油过程中引入超声波，可强化除油过程、缩短除油时 间、提高工艺质量，述可以彻底清除细孔、盲孔中的油污。化学除油又分为碱液除油和酸液除油。碱液除油与酸液除油均适用于铝及铝 合金表面的除油。但是碱液除油中槽液易产生絮状沉淀，络合剂、表面活性剂易 带入后续槽形成污染。而酸液除油中有特制的脱脂剂，该脱脂剂含氧化剂、表面 活性剂、高价金属离子等成分，对

16、铝金属有弱侵蚀能力。且酸性脱脂剂在常温下 能保持其侵蚀能力，对各种铝制品都有极好的清洗效果。更能抑制酸对不锈钢设 备的腐蚀，保证清洗设备的使用寿命。故在此采用酸液除油。综合各类因素，决定采用引入超声波的酸液除油工艺。5.5.2.3溶液配方及工艺条件除油配方及工艺条件见表4。表4除油配方及工艺条件溶液液组成用量溶液温度操作吋间超声波频率/°c/min/khz硫酸(d=1.84) /%10（质量分数）6710低频26重路酸钾/ %1.0水/%30咼频47表面活性剂/ %1硫酸作氧化剂，为溶液提供氢离了。重电各酸钾也作氧化剂，并提供高价辂离 子，与硫酸、表面活性剂组成脱脂剂。采用双频清洗，

17、可以使清洗槽内的驻波场 均匀度提高，可改善清洗效果。除油后用先用热水（4050°c）洗涤，再用冷水洗净。否则不易洗清表面的 表面活性剂。56碱蚀5.6.1碱蚀的目的及选择原因去掉金属表面由于热处理、焊接或在空气及大气中产牛的氧化皮、氧化膜等 锈蚀，以露出新鲜的金属表面，提高镀层与金属基体的结合力。由于碱蚀时，侵蚀速度较快，而且在碱性侵蚀液中可以在除锈的同时再除油, 所以铝轮毂采用碱蚀。5.6.2工艺配方及条件碱蚀工艺如表5所示。表5碱蚀配方及工艺条件溶液组成用量溶液温度/°c操作时间/min氢氧化钠g/l55352葡萄糖酸钠g/l8氢氧化钠将表面氧化皮等通过中和反应去除。还

18、可以去除抛光变形层以及微 粗化。碱蚀液使用一段时间后，其中的垢物及铝盐会逐渐增加，从而影响碱蚀的效 果，因此应定期（每710天）抽弃部分（510%的槽液）老化了的溶液一次， 补充新液。5.7酸蚀5.7.1酸蚀目的铝合金轮毂中，除铝之外的其它金属（如铜、硅、锌）几乎不溶解于碱溶液。因此碱蚀过程中，铝被择优溶解，而铜、硅、铁等金属往往残留在表面，形成一 层灰黑色的灰状物（俗称“挂灰”）。酸蚀的目的，就是除去这层灰状物，使基 体裸露出来，为后续工序奠定基础。5.7.2酸蚀配方及工艺条件酸蚀溶液的组分通常以硝酸为主，配方如表6所示。表6酸蚀配方及工艺条件溶液组成用量硝酸（3=95%）300ml/l氟化

19、氢鞍15g/l溶液温度操作时间室温2硝酸与氟化氢钱与挂灰反应，溶解于水。5.8活化581概述此次工艺流程中并未采用传统的二次浸锌工序，而是经活化后直接进行预镀 银。此处活化采用的是新研制出的铝轮毂直接电镀活化剂。铝轮毂直接电镀活化 剂是当前电镀领域内独一无二、具有国际先进水平的无毒、无味、无污染绿色环 保新产品。使用活化剂直接进行预镀鎳，不污染镀液，槽液稳定。活化剂少量地 带入镀鎳槽中，促进了电解液的自催化功能，增强了铝基底与镀层间的结合力。该工艺操作程序简单、使用方便，无技术上困扰，打破了铝轮毂电镀只有通 过二次浸锌处理才能进行电镀传统工艺的束缚。5.8.2二次浸锌与直接镀牒的比较实验表明铝

20、及铝合金直接电镀后结合力与二次浸锌工艺结合力相媲美，鎳层 耐蚀性也很好。由于铝及铝合金的物理化学特性，其前处理及电镀都远比钢铁件困难。大规 模生产中，要在大而积铝合金上获得结合力优良的镀层，最经济实用的还是浸锌。 二次浸锌的优点在于：去除铝表面氧化膜的同时沉积上锌层，既防止了铝氧化的 再生成又在铝表面沉积了一层锌过渡层；重现性好，严格执行工艺规范，就可以 很好地保证产品的质量。而且二次浸锌有利于提高镀层与铝轮毂基体的结合力， 镀层的化学稳定性高，在后续的工序溶液中不易被腐蚀。但是，预镀银槽由于浸锌剂的带入，使预镀鎳槽液受到污染，为了保持镀银 槽液的稳定需要经常调整和不断的更换槽液。既浪费大量的

21、人力、物力又增加了 不必要的开支。而且由于浸锌剂中含有大量的重金属离子和剧毒的氧化物离子， 对环境污染极为严重。而新工艺屮，活化剂对槽液、环境均无污染。且少量地带 入镀鎳槽中还可以增强铝基底与镀层间的结合力使用直接镀鎳工艺可以省去二次浸锌工艺，使技术管理、镀液管理、废水处 理都简单化。铝轮毂经活化后只需一次水洗或不经水洗，直接电镀鎳或闪镀化学 银，可增强镀层结合力，减少气孔，改善耐腐蚀性。采用活化剂进行铝轮毂直接 电镀银或闪镀化学银，完全克服了铝轮毂工件表面的针孔、沙眼、小工艺孔、盲 孔等部位因留有残液引发的晶间腐蚀、表面无镀层等缺点。使用铝轮毂直接电镀 活化剂最大优点就是：凡是活化剂浸到的部

22、位即有镀层。彻底解决了二次浸锌工 艺引起的基底与镀层间横向腐蚀，最终导致镀层剥落的问题。故而我此次选择新 型活化剂活化的直接镀银工艺取代传统的二次浸锌后镀银的工艺。5.8.3活化配方及工艺条件活化工艺见表7。表7活化配方及工艺条件槽液组成用量ph溶液温度/°c操作时间/min活化剂ml/l3506.5403去离子水ml/l余量活化剂是木次工序的主体，活化剂的用量要精确。否则活化效果会受到影响, 对最后的镀层性能造成负面影响。实验证实，活化剂的用量在300400ml时， 活化效果最佳。且活化坏境要求严格，ph和温度必须控制在工艺要求的范围内, 时间控制在3min左右，否则会影响镀层质量

23、。5.9预镀鎳5.9.1概述z所以用牒作为预镀层，是因为镀牒过程有较大的阴极极化（即深镀能力 好），镀银层具有很高的化学稳定性；且鎳是银白色金属、熔点高、硬度高、塑 性好、在大气、碱和一些酸中具有很高的稳定性。由于预镀葆是整个铝轮毂镀多层葆的基础，因此要确保预镀银层与活化层和 后续的亮酸铜层三者之间有良好的结合力。对预镀镰不必苛求高的沉积速度，而 应确保镀层细致紧密、无孔隙。镀层厚度不能过薄，否则孔隙大，在电镀酸铜时 轮毂表而会被腐蚀，从而影响结合力。5.9.2预镀银工艺配方及条件预镀液采用普通镀鎳液即可，它具有良好的分散能力，所得镀鎳层结晶细致, 易于抛光，韧性好，耐蚀性也较高；而且其导电性

24、好，可在较低温度下电镀，节 省能源，实验也比较方便。配方及工艺条件如表8所示。表8预镀银配方及工艺条件溶液组成及工艺条件用量（g/l）ph温度(°c)电流密度（a/dm2）空气搅拌时间(min)硫酸鎳(niso4-6h2o)2404.4501.3需要8氯化银(nicl2-6h2o)55硼酸(h3bo3)45硫酸镁(mgso4-7h2o)70十二烷基硫酸钠0.03溶液中各组元的作用：硫酸镰：预镀液中的主盐，提供镀鎳所需的ni2+o氯化篠：其电离出的c作阳极氧化剂，通过在银阳极上的特性吸附、去除 氧、拜基离子和其他钝化牒阳极表面的异种离子，从而保证鎳阳极正常溶解。此 处不选用氯化钠，是由

25、于na*浓度增加会使镀层发脆，结合力及光亮性变差，对 轮毂的力学性能有较重影响。硼酸：ph值缓冲剂，镀液的ph值是一个重要的工艺参数，过低或过高均影 响镀层质量，故镀液的ph值必须稳定在一个范围内。同时硼酸还能使镀层结晶 细致，不易烧焦。硫酸镁：导电盐，提高镀液的导电能力。且硫酸镁还可以改善镀液的分散能 力，使所得镀层光滑、柔软、呈银白色、十二烷基硫酸钠：防针孔剂（润湿剂）。十二烷基硫酸钠是一种阴离子表面 活性剂，通过在阴极表面吸附，降低电极与镀液间的界面张力，使形成的氢气泡 难以在电极表面滞留，从而减少了镀层中的针孔。5.10酸性光亮镀铜5.10.1概述镀铜层主要用作预镀层和中间镀层。镀铜层

26、屈于阴极性镀层，它不起电化学 保护作用，相反当镀层有损伤或缺陷时，基体金属比没有镀铜层时腐蚀更快，可 以提高耐蚀性能。镀铜工艺有氧化物和非氧化物镀铜两大类。氧化物镀铜主盐是氤化物，容易 产生剧毒的氢氤酸，严重影响生产环境，不安全。菲鼠化物镀铜则没有这种担忧。 其中使用最广泛的就是酸性硫酸盐镀铜，它成分简单、价格便宜、镀液稳定、易 于控制。故而采用酸性镀铜。5.10.2镀液组成及工艺条件镀液组成及工艺条件见表9。表9镀液组成及工艺条件镀液组成及工艺条件用量温度(°c)阴极电流密 度（a/dm2）搅拌、过滤方式时间(min)硫酸铜(cuso4-5h2o)1.85g/l203.5空气搅拌及

27、连续过滤60硫酸60g/l氯离子0.05g/l光亮剂aci4ml/l光亮剂acii0.5 ml/l各组元作用：硫酸铜：主盐，提供c+。硫酸：提高镀液的电导率，改善镀液的分散能力，保证阳极的正常溶解，还 能防止铜盐水解成氧化亚铜而沉淀析出，増加镀液的稳定性。氯离子：提高镀层的光亮度及整平性，而可以降低由于加入添加剂后所产生 的内应力。光亮剂：改善酸性硫酸盐镀铜镀层粗糙、不光亮的缺陷，使能镀出镜面光亮、 整平和延展性能良好的镀层。经实验证实，温度在1822°c内、电流密度在24a/dm?内镀铜效果最好。 搅拌可以降低浓差极化的作用，提高阴极屯流密度，加快沉积速度。搅拌配合循 环过滤，可以

28、消除搅拌过程中镀层上产生的毛刺或麻点。5.11铜保护为了酸铜层接触空气变色，影响后续的铜抛光，需要浸铜保护液。配方及工 艺条件如表10所示。表10铜保护液配方及工艺条件保护液成分 及工艺条件用量温度（°c）时间（s）cut (g/l)5室温505.12铜层抛光铝轮毂镀铜后，铜层还需进行机械抛光，以使表面平整、光洁，为镀取多层 镰打好坚实的基础。粗抛一般采用i口的木器研磨砂带纸（320#）；细抛吋，可在 钝砂带纸表面均匀涂上一薄层抛光膏；精抛可采用麻轮或精纺的80支棉布软轮。轮毂各处都要抛到位，不能漏抛、少抛。切勿将铜层抛穿，凹陷的部分要轻 抛、巧抛。轮毂的轮缘、辐条边缘窗口及窗口底部

29、均属于电镀的低电流密度区， 抛光时要格外小心，须轻抛、细抛、精抛。凹处的光泽度要与高处平面的光泽度 相同。5.13酸活化5.13.1概述酸活化是轮毂在镀多层银前的最后一道清洁工序。酸活化后，工件表面呈现 出金属的结晶组织，使后续的初始半亮镰层晶格与光亮酸性镀铜层的晶格之间有 足够的延续性，保证两者之间有良好的结合力，使镀层美观。5.13.2酸活化液配方和工艺条件酸活化液一般采用质量分数较低（7%10%）的硫酸溶液，操作时间15 2 mine为了提高酸活化的均匀性和溶液的润湿性，可加入微量的低泡润湿剂或 0.010.03 g/l十二烷基硫酸钠。5.14镀半光亮鎳5.14.1概述镀鎳曾相对于基体而

30、言是阴极性镀层，且镀镰层往往孔隙率较高，一旦镀层 破坏，腐蚀浸入基体，那么基体就将成为如实原电池的阳极而加速腐蚀。所以单 层镀银层的防护性较差，不能很好地保护工件腐蚀。为达到装饰-防护作用，改 善镀鎳层的防护性能，在此采用电镀三层鎳工艺。其结构为基体/半光亮镰/高硫 谋/光亮鎳/珞。在镀線层上镀覆的一薄层珞，既能提高耐磨性乂能改善防护性能。半光亮鎳一般不单独使用，多用作底层。因为其含硫量低、韧性好，同时还 具有良好的平整性。无论是双层银、三层掾或多层掾，半光亮鎳层是防腐层的基 础。实践证明，耐蚀性的提高主要是靠提高半光亮银层与亮银层之间的电位差（一 般要达到100125mv） o镀层的主要机械

31、性能有韧性较好的半光亮鎳来决定。 5.14.2镀液组成及工艺条件半光亮鎳工艺见表11表11镀液组成及工艺条件织成及条件用量（g/l）ph温度(°c)阴极电流密 度（a/dn?）阴极移动（次/min）时间(min)niso4-6h2o3304.050232530nicl2-6h2042h3bo342香豆素0.10十二烷基硫酸钠00甲醛（ml/l）0.25各组员作用在预镀鎳章节屮已有介绍。香豆素和甲醛做的是光亮剂，使得到 光亮平整的镀层，并使镀层结晶细化、定向排列。应杜绝将高硫鎳、光亮鎳镀液，以及含硫化合物带入半光亮镰镀液中，否则 将引起镀层耐蚀性降低。在搅拌过程中伴随循环过滤。5.15

32、镀高硫謀在半光亮鎳层与光亮鎳层间镀一薄层含硫量更高的高硫鎳层，在腐蚀发牛 时，高硫镰层将取代全光亮镰层成为腐蚀原电池的阳极而优先腐蚀，使腐蚀在高 硫镰层中横向发展，从而保证了电镀三层即使在厚度很薄时仍具有很高的耐蚀性。度高硫鎳的工艺如表12所示。表12镀高硫镰配方及工艺条件组成及工艺条件用量（g/l）ph温度(°c)阴极电流密 度（a/dm?）阴极移动（次/min）吋间(min)niso4-6h2o3352.54734253nicl2-6h2035h3bo340丁烘二醇0.4糖精0.9苯亚硫酸钠0.7十二烷基硫酸钠0.10苯亚硫酸钠提供硫元素。高硫银层厚度应低于或等于总厚度的10%。

33、5.16镀光壳鎳工艺配方及条件见表13。表13镀光亮鎳配方及工艺条件组成及工艺条件用量（g/l）ph温度(°c)阴极电流密 度（a/dm2）阴极移动（次/min）吋间(min)niso4-6h2o3304.050232520nicl2-6h2045h3bo340丁烘二醇0.4糖精0.9十二烷基硫酸钠0.15搅拌吋伴随连续过滤。5.17鎳封采用银封的主要目的，是为了提高镀层的耐蚀性。优点是镀液覆盖能力好,在表面镀锯后，即形成微孔锯，使鎳/铮镀层间的腐蚀电流分散，镀层具有很好 的耐腐蚀性。因亮镰不经清洗而直接进行银封，所以应选用与镀光亮鎳时所用的 添加剂同类型的添加剂牒封的工艺见下表14

34、。表14镰封的工艺组成及工艺条件用量（g/l）ph温度(°c)阴极电流密度（a/dm2）搅拌时间(min)niso6hq3.8nacl12h3bo3434.0503激烈3糖精0.9搅拌1, 4-丁烘二醇0. 35二氧化硅20镀亮银后的工件应立即进入银封槽施镀，若未能立即进行牒封时，应在不通 电的情况下将工件浸入鎳封槽，静止510s后再施镀。5.18活化银封后的轮毂经彻底洗净后下线，然后换挂具，并安装辅助阳极。下线的产 品应进行质量检查，有缺陷的产品不能镀銘。挂具与辅助阳极必须完好，阳极与镀件距离必须调整合适，轮毂的悬挂角度 要最佳。镀辂前，须经硫酸电解活化，活化工艺如表15。表15活

35、化工艺组成及工艺条件含量(ml/l)温度（°c）电流密度（a/dm2）时间(min)硫酸(p=1.84g/ml)47室温23经水洗2次后再用珞酸活化（钮酸最低质量浓度为5060g/l,时间为3050s）,活化后直接镀銘。5.19镀微孔铅銘是带微蓝色调的银口色金属，外观优美，在大气中不变色，有较好的耐蚀性，具有能长期保持其光泽、耐磨、耐热、硬度高等性能，且在人气中有钝化特性，从而保护了工件表面。故选择在铝轮毂上镀珞，提高其耐蚀性、耐磨性，并 使得轮毂外观亮丽。而微孔銘在防腐-装饰性组合镀层中可以大大提高镀层耐蚀 性能，同时又不降低其装饰性能。故而选择镀微孔珞。工艺如表16所示。表16镀

36、微孔铅工艺配方及条件组成及工艺条件含量阳极材料cro3 (g/l)200铅锡 合金h2so4 (g/l)1.0cr3+ (g/l)1.2bh 装饰性镀馅a(ml/l)3bh 装饰性镀珞b(ml/l)10温度(°c)阴极电流密度(a/dm2)时间(min)40153各组元的作用:cro3：镀珞液的主要成分，由于镀珞液采用不溶性阳极，故它是电镀时沉积 金屈的唯一来源。同时，它还能起到导电盐的作用，适当提高其浓度还能提高镀 液的电导率和深镀能力。h2so4：硫酸根是镀銘液中的催化阴离子。cr3+：既是形成阴极表面碱式珞酸盐的成分，乂是能与硫酸根形成配离子以 溶解胶体膜的成分。如果镀液中不存

37、在cf+,就难以获得理想的镀层。bh装饰性镀铅a、b：添加剂。注意：控制好三价珞的含量c1o的质量浓度应小于6g/lo阳极面积太小或导 电不良、so42-含量过高都会使三价銘含量上升，应严加管理。当c产含量过高吋, 应采用小阴极大阳极(sa : sk = (1030) ： 1)进行电解,镀液温度为5060。 阳极电流密度为1.52 a/dm2o将lg c产氧化为c产约4 ah。5.20复镀在生产中，难免会出现不合格的镀镰层。其中有一些可以通过重新镀鎳后成为合格品。但若一概退除后重镀，不仅浪费资源，增加劳动量，而且在退镀时还会产生环境污染。因此，不到万不得已不要退镀，尽量采用其它补救措施进行复

38、镀。一般可采用加酸铜层后复鎳法，其具体操作如下：将工件清洗干净后用体积比为1 ： 1的盐酸溶液漂洗、活化（时间w1 min）,清洗干净后迅速上挂具上线；（2）在14/=20%的硫酸溶液中漂洗1030s后迅速转入光亮酸铜液槽，以2.5 3.5 a/dm2镀至全光亮；（3）工件取出后清洗干净，再以体积比为1 : 1的盐酸溶液漂洗、活化（或用 3=10%的硫酸活化）,水洗后重新镀線。注意：若已镀锯，则应先用清洁的退锯液退锯，然后复镀鎳。对于篠层起花或亮度不均匀而结合力尚好的铝轮毂，可采用阴极电解活化 法，具体操作如下：（1）将轮毂清洗干净，然后用体积比为1 ： 1的盐酸溶液漂洗、活化（吋间w1 min）,清洗干净后迅速上挂具上线。（2）化学除油（时间w3min）后清洗干净，再置于含iml