铝合金表面处理工艺

1、精选优质文档-倾情为你奉上【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍总则表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。表面处理的流程包括前处理，成膜，膜后处理。包装，入库。出货等工序，其中前处理包括机械处理，化学处理。机械处理包括喷吵，抛丸，打磨，抛光，打蜡等工序。机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面其它外观不良现象。  化学处理使产品表面的油污锈迹去除，并且形成一层能

2、使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体，确保镀层有一个稳定状态，增加保护层的结合力，从而达到保护机体的作用。铝材表面处理铝材常见的化学处理有铬化，喷漆， 电镀，阳极氧化，电泳等工艺。其中机械处理有拉丝，抛光，喷吵，打磨等工艺。第一节    铬化铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在 0.5-4um，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。铬化工艺流程：脱脂>铝酸脱&

3、gt;铬化>包装>入库铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。品质要求：1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。2 ）膜层厚度0.3-4um 。第二节，阳极氧化阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀，致密的氧化层，(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV)，如果特种产品可以做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达 400-1200HV，因而硬质阳极氧化是油缸，传动，不可缺的表面处理工艺。另外这种产品耐磨性非常好，可做航空，航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好

4、的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格，不同的材质表面有不同的装饰效果，常用的材质有6061，6063，7075，2024 等，其中，2024 相对效果要差一些， 由于材质中CU 的含量不同，因此7075 硬质氧化呈黄色，6061，6063 呈褐色，但普通阳极氧化6061，6063，7075 没多大的差别，但2024 就容易出现很多金斑。一，常见工艺常见的阳极氧化工艺有拉丝雾面本色，拉丝亮面本色，拉丝亮面染色，雾面拉丝染色(可染成任何色系)。抛光亮面本色，抛光雾面本色，抛光亮面染色，抛光雾面染色。喷吵亮面本色，喷吵雾面本色，喷沙染色。 以上镀种均可用在灯饰器材上。二，阳极氧化工艺流程除油&g

5、t;碱蚀>化抛>中和>黎地>中和阳极氧化>染色>封孔>热水洗>烘干三，常见品质异常判断A  表面出现花斑。这种异常一般是由于金属调质不好或材质本身太差所至，处理办法，重新热处理。或更换材质。B 表面出现彩虹色。这种异常一般阳极作业失误所致。，上挂时松动，造成产品导电不良。，处理办法，退电重新阳极处理。C，表面碰伤，刮伤严重。这种异常一般是由于运输或加工过程中，作业大意所致，处理办法，退电，打磨再电。D，染色时表面出现白点。，这种异常一般是由于阳极作业时，水中有油，或其它杂质所致。四，品质标准1）   膜厚5-25um

6、 ，硬度在200HV  以上，封孔实验色变率小于5%2 ）  盐雾实验在36 小时以上，且能达到9 级以上CNS 标准3 ）   外观不能有碰伤，刮伤，彩云等现象。表面不能有挂点，发黄等不良现象四，压铸铝，如A380，A365，A382 等均不能做阳极氧化第三节，铝材电镀工艺一，铝及铝合金材料的优点具有导电性好，传热快，比重轻，易于成型等优点，但铝及铝合金有硬度低，不耐磨，易发生晶间腐蚀，不易焊接，等缺点，影响到使用范围。故为了扬长避短，现代工业中，利用电镀解决了这一问题。二，铝材电镀的优点1）  改善装饰性，2 ）  提高表面硬度与

7、耐磨性3 ）  降低摩擦系数，改善润滑性。4 ）  提高表面导电性能。5 ）  提高耐蚀性（包括与其它金属组合）6 ）  易于焊接7 ）  提高与橡胶热压合时的结合力。8 ）  提高反光率9 ）  修复尺寸公差由于铝是一个比较活泼的金属，被电镀物均比铝材活泼性强，因此，电镀前，必须做相应的化学转化，如浸锌，锌铁合金，锌镍合金，而使锌及锌合金底层有良好的结合力的中间层氰化镀铜层。压铸铝由于机体结构疏松，打磨时，不能打磨掉机体表层部份，否则出现针孔，吐酸，脱皮等现象。三，铝材电镀的工艺流程为脱脂>碱蚀>活化>锌

8、置换>活化>电镀（如镍，锌，铜等）>镀铬或钝化>烘干。1、常见的铝材电镀镀种有镀镍（珍珠镍，沙镍，黑镍），镀银（面银，厚银），镀金，镀锌（彩锌，黑锌，蓝锌），镀铜（青鼓铜，白锡铜，碱铜，焦铜，酸铜），镀铬（白铬，硬铬，黑铬）等。2、常见镀种的用途1）  镀黑色，如黑锌，黑镍，等均用在光学电子及医疗器械上。2 ）  镀金，银是电子产品的最好导体，同时也能提高产品的高等装饰性，但价格比较昂贵，一般均用在电子产品导电方面，如高精电线端子等的电镀。3 ）  铜，镍，铬是现代科学领域中最普及的混合镀种，不管在装饰性，抗蚀性，均是目前世界上最普及的镀种

9、。价格低廉，可用在运动器材，灯饰，大部份电子行业中。4 ）  铜系镀种中，白锡铜是七八十年代发展起来用于环保形镀种，白色亮丽，是首饰行业的首选。青铜（铅锡铜可做仿金，因而是比较好的装饰性镀种）但铜的防变色性比较差，因而发展比较慢。5 ）  锌系电镀：镀锌层呈青白色，易溶于酸，碱。由于锌的标准电位比铁负，对钢铁而言，可提供可靠的电化学保护。在工业大气，海洋性大气中使用的钢铁制品均可选择锌作保护层。6 ）   硬铬，在一定的条件下沉积的铬镀层有很高的硬度和耐磨性，硬度达到HV900-1200kg/mm ，铬是常用镀层中硬度最高的镀层，可提高零件的耐磨性，延长

10、使用寿命。如工，模，量，卡具，等。因此该镀种是气缸，油压，传动系统不可缺少的处理方式。3、常见异常及改善措施1）  脱皮：a 锌置换不好，时间过长或太短，改善措施，重新确定置换时间，槽液温度，槽液浓度等作业参数。b ，活化不够，改善措施，改变活化方式。c  前处理不彻底，工件表面有油，改善措施，加强前处理。2 ）  表面粗糙：a，电镀液光剂，柔剂，针孔剂量不适，重新调整助剂数量。b 机体表面本身粗糙，重新打磨后再电镀。3 ）  表面发黄属低电位走势不正，改变装挂方式。加适量的走位剂。4 ）  表面起毛齿：电镀液太脏，加强过滤，作适当的槽液处理。

11、4、品质要求1）  外观无发黄，针孔，毛刺，起泡，碰伤，刮伤等不良现象。2 ）  膜厚 15um  以上，盐雾实验48 小时，达美军标9 级以上，电位差130-150mv 区间。3 ）  结合力能通过60 度弯曲实验。4 ）  特殊环境的产品，可做相应的变动。5、铝及铝合金电镀操作注意事项1）  铝零件电镀宜用铝合金作挂具；2 ）  铝及铝合金经过浸蚀后的各道工序必须快速进行，工序之间的间歇时间越短越好，以免重新氧化；3 ）  第二次浸锌时间不能过长，以免造成过腐蚀；4 ）  水洗必须洗干净；5 ）

12、60; 电镀过程中要防止中途断电。第四节，铝材的涂装涂装分为浸涂，喷涂，淋涂，滚涂和刷涂等，其中以浸涂和喷涂为主，浸涂也就是电泳涂装，它采用电化学方法将有机树脂的胶粒沉积在工件的表面上，形成透明或各种色系的有机涂层。其中，阴极电泳是七十年代发展起来的新工艺也是浸涂行业中主要工艺。优点耐蚀性好，抗变色性能强，结合力好的特点。喷涂分为粉体涂装和液体涂装，其中静电涂装是目前业界中比较流行的工艺。一，涂装工艺范围由于涂装抗蚀性好，价格低廉，色系多（可以做任何不同颜色）它适合于所有铝件材质，但素材结构太松如翻沙产品，需刮灰作业，相对品质也要较差。1、静电涂装的工作原理在泵浦的作用下，使涂料进入电场，涂料

13、颗粒带负电。在雾化气压的作用下，使涂料变的更细和均匀然后在工作气压的作用下，涂料在旋杯或喷嘴的作用下，均匀的喷撒在工件的表面上。由于在同一垂直面上，喷枪和工件的距离是相等的，同一界面电场强度也是一样的，因此正负电荷相吸，工件表面上就涂覆了一层均匀的有机树脂涂层。然后在高温烘烤的条件下，树脂达到流平和固化的状态。牢固的镶嵌在工件的表面上，达到保护工件的作用。2、铝材涂装工艺流程机械打磨>脱脂>除氧化膜>铬化>喷粉或液>烘烤>下挂>全检>包装>入库1）粉液体作业常见异常及处理办法 现象 造成原因 纠正预防措施

14、60;备注桔皮 1、粉喷太厚；2、烤炉温度不匹配；3、粉质量太差1、调整喷枪吐出量2、调整温度3、改换粉质量液体喷涂时出皮时1、油漆性能配2、作业时有飞溅到工3、油漆粘度掉漆 1、前处理太差2、温度不够，没烤干3、粉本身结合力不好1、 加强前处理2、调整温度3、调整粉体质   量液体出现掉漆1、前处理不当2、温度不当3、底漆和面漆   差值太大。露底 1、粉体喷的太薄或没喷到2、机械前处理不彻底改换作业方式 同前色差 1、粉体本身2、作业方式不标准改换作业方式 液体时；1、底漆和面漆本身。2、油

15、漆粘度，喷涂厚度。流挂 1、粉质量不好2、 粉喷太厚改换作业方式 调整枪距，调整吐出量。针孔 1、前处理不好，工件上有油2、喷涂太薄1、调整前处理各工序处理时间，化验前处理各药液含量是否标准2、更换相关工序的水液体相同2)品质标准参考项目品质标准测试依据颜色以样板为标准，色差小于1.5E依客户要求而定硬度大于2HGB6739-86耐冲击50kg/cm2GB/T1732弯曲实验工件对折45度ASTMD522附着力百格ASTMD3002盐雾实验500小时抗蚀10年冷热实验冷，热各168次变性10年外观依客户要求依客户要求膜厚粉体80-120um，液体30-40um抗变

16、色10年耐沸水耐沸处理1.5hGB/T17748第五节，铝材化学镀一，化学镀原理化学镀是在无电流通过（无外界动力）时借助还原剂在同一溶液中发生的氧化还原作用，从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种镀覆方法。所以化学镀可以叙述为一种用以沉积金属的，可控制的，自催化的化学还原过程，其反应通式为：二，化学镀的特点随着工业的发展，化学镀己成为一种具有很大发展前途的工艺技术，同其它镀覆方法比较，化学镀具有如下特点：1）  可以在由金属，半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属。2 ）  无论零件的几何形状如何复杂，凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层。3 ）  

17、对于自催化的化学镀来说，可以获得较大厚度的镀层，甚至可以电铸。4 ）  无需电流。5 ）  镀层致密，孔隙少。6 ）  镀层往往具有特殊的化学，机械性能。由于化学镀有很多的优点，因此化学镀越来越在工业，电子业界中发展速度较快。下面以化学镀镍为例做如下介绍：1）化学镀镍由于用次磷酸钠作还原剂，因此一般获得的镀层为镍磷合金。依含磷量不同可以分为低磷（1%-4% ）中磷（4%-10%）和高磷（10%-12%）。从不同的PH 值的镀液中可获得不同含磷量的镀层，在PH=4-5 时，可获得中磷和高磷合金。从弱碱性液中PH=8-10 中可获得低磷和中磷合金。含磷在8%以上的NI

18、-P 合金是非晶态镀层，因无晶界所以抗腐性能特别优良。通过热处理300-400 度变成非晶态与晶态的混合物时硬度可达HV=1150 ，化学镀热处理后硬度接近硬铬的硬度，是替代硬铬层的理想镀层，又是可在铝上施镀的好镀种（可适合所有铝及铝合金产品，包括锻造，压铸，铝型材等）。缺点：该镀种脆性大，但经热处理后的产品可塑性大大提高。（一般经400 度以上的热处理四小时，其可塑性改善好多）2）铝材化学镀镍工艺流程：超声波除油>除氧化膜>第一次锌置换>和化>第二次锌置换>化学镀镍>钝化>超声清洗>烘烤>全检>包装3 ）  不合格镀层的退

19、除：钢，铝，铜，塑胶等化学镍退层均可用浓硝酸退除。但零件要经干燥后入槽，若带入水分将导致基体金属过腐蚀。工作温度在35 度以下。4 ）  品质要求：a 、膜厚在5-30um区间b、盐雾实验达到24小时以上，达CNS标准9 级以上。c、通过60 度弯曲实验，无脱皮现象d 、外观无碰伤，刮伤，水迹等不良现象。e、膜层均匀，不能有雾状，白点，露镀现象三，常见异常处理异常现象可能产生的原因及纠正方法反应慢，沉积速度低1）PH值低，用NH4OH调整2）温度过低3）次磷酸钠含量不足，分析补充镀液反应激烈，呈沸腾状，出现深灰色   镍粉（镀液自然分解的象征）1）装载量过大2）温

20、度过高或局部过热镀液掉入金属屑或固体粒子3）次磷酸盐含量过高4）PH值过高槽壁和槽底沉积有金属镍1）局部温度过高2）槽衬破损，显露基体金属，更换槽镀液中亚磷酸未达到额定含量而发生   亚磷酸镍沉淀1）PH值太高2）络合剂不足，应给补充镀层发暗镀液被锌，铜等金属杂质污染，可用低电流密度处理，或适当补充次磷酸钠后用废件进行处理，直至镀层正常为好镀层有麻点氢气停留在零件上，可搅动槽液或抖动工件来避免镀层易剥落1）镀前处理不彻底2）温度波动太大第六节，镀层使用条件的分类及选用从防腐蚀的要求来看，表面处理的设计应做如下考虑：1)  贵金属（金，铂），含铬在18%以上的不锈钢

21、，磁性合金材料，以及镍铜合金等，一般不需要再加防护层。2)  碳钢，低合金钢和铸铁制造的零件，在大气中容易腐蚀，应加保护层。3)  铜和铜合金制造的零件，根据不同的使用条件，采用光亮酸洗，钝化，电镀或涂漆保护等。用磷青铜或铍青铜制造的精密零件可以不进行表面处理。4)  铝和铝合金制造的零件，可以采用阳极氧化和封闭处理。不适于阳极氧化的小零件，可采用化学氧化处理。铸造铝合金可采用涂漆防护。5)  锌合金制造的零件，可以采用磷化，钝化，电镀或涂漆防护。第七节。铝材的电泳处理铝材的彩色电泳涂装是一种新颖的表面处理工艺。它采用电化学方法将有机树脂的胶体粒子沉积在

22、零件上，形成透明或各种颜色的有机涂覆层。根据电泳漆中的树脂粒子电离后带电状况的不同，可分为阳极电泳（树脂粒子电离后成负离子）及阴极电泳（树脂粒子电离后成正离子）。电泳涂覆层的耐腐蚀性能极其优良（能通过中性盐雾试验400 小时以上），抗变色性强；与基体金属的结合力好，可进行各种机械加工；涂覆层色彩鲜艳，根据用户的要求可以配制成各种颜色，常见的有金色，咖啡色，枪色，黑色等；与油漆比，施工性能好，对环境的污染和危害小。因此应用在汽车外壳及各种配件，自行车车把及配件，各种日用小五金配件，家具，工艺品等。由于阴极电泳比较先进，下面我们以阴极电泳作为我们介绍的主要课题；阴极电泳涂装是一复杂的电化学和胶体化学过程。电泳漆本身是一个胶体和悬浮体的多组分体系，存在着弥散相（树脂，颜料微粒）和连续相（水）二种组分。阴极电泳的四种过程：1、电泳  带正电的水溶性树脂粒子及其吸附的颜料，向阴极移动。2、电沉积  带正电的树脂粒子到达零件（阴极）表面放电，形成不溶于水的沉积层，经烘烤后形成漆膜。3、电渗水份从沉积层渗析而出，当含水量下降到5%