一种铝合金的电镀或化学镀的前处理方法及其用图_2

文档序号:9519687阅读:来源:国知局
30-50g/L,硫酸镍2_5g/L,通过调整三种金属盐的组分以及氢氧化钠、酒石酸钾钠和硝酸钠的用量,通过多种金属盐间的交互作用,使得浸锌后能在铝合金基体表面迅速形成致密的复合浸锌层。
[0037]优选地,二次浸锌溶液中氧化锌的含量为10_15g/L,例如可为10g/L、llg/L、12g/L、13g/L、14g/L 或 15g/L 等。
[0038]优选地,二次浸锌溶液中氢氧化钠的含量为100_250g/L,例如可为100g/L、120g/L、150g/L、180g/L、200g/L、220g/L 或 250g/L 等。
[0039]优选地,二次浸锌溶液中三氯化铁的含量为30-50g/L,例如可为30g/L、35g/L、38g/L、40g/L、45g/L 或 50g/L 等。
[0040]优选地,二次浸锌溶液中酒石酸钾钠的含量为2-5g/L,例如可为2g/L、3g/L、4g/L或5g/L等。
[0041]优选地,二次浸锌溶液中硫酸镍的含量为2-5g/L,例如可为2g/L、3g/L、4g/L或5g/L 等。
[0042]优选地,二次浸锌溶液中硝酸钠的含量为2-5g/L,例如可为2g/L、3g/L、4g/L或5g/L 等。
[0043]优选地,二次浸锌的时间为l_3min,例如可为lmin、l.5min、2min或3min等。
[0044]本发明所述二次浸锌在室温下进行,经二次浸锌工艺后,在一次浸锌所形成的含锌铁镍三种组分的复合浸锌层的基础上又形成一层晶粒更小、更加致密的含锌铁镍三种组分的复合浸锌层,为后续电镀工序提供了良好的底层。
[0045]本发明采用一次浸锌和二次浸锌配合处理,通过一次浸锌溶液和二次浸锌溶液中多种金属盐的交互作用,能在铝合金基体表面迅速形成致密的复合浸锌层,防止铝合金基体的自然钝化,致密的复合浸锌层对提高预镀层镍层与基体的结合力有重要作用,从而是预镀镍达到很好的效果。
[0046]优选地,本发明所述所述一次浸锌和二次浸锌的操作过程要顺畅进行,避免中断,且二次浸锌后需马上用清水对零件进行冲洗,并即刻进行预镀镍处理,这样做的目的是减少停留等因素带来的不良影响。
[0047]优选地,预镀镍为将经二次浸锌后的零件转入含有预镀液的预镀镍槽中进行预镀镍,所述预镀液以水为溶剂,由以下成分组成:硫酸镍200-320g/L,硼酸20-50g/L,盐酸20-40ml/L,余量为水。
[0048]优选地,预镀液中硫酸镍的含量为200-320g/L,例如可为200g/L、220g/L、250g/L、280g/L、300g/L、310g/L 或 320g/L 等。
[0049]优选地,预镀液中硼酸的含量为20-50g/L,例如可为20g/L、25g/L、30g/L、32g/L、35g/L、40g/L、45g/L 或 50g/L 等。
[0050]优选地,预镀液中盐酸的含量为20-40ml/L,例如可为20ml/L、22ml/L、24ml/L、30ml/L、33ml/L、35ml/L 或 40ml/L 等。
[0051]优选地,预镀镍的电流密度为5-15A/dm2,例如可为5A/dm2、6A/dm2、7A/dm2、8A/dm2或9A/dm2、10A/dm2、12A/dm2或14A/dm 2等。本发明所述预镀镍的电流密度较常规电镀镍的电流密度较高,在确保镀层生产速度的同时不至于出现镀层金属夹杂过多的现象。
[0052]优选地,预镀镍的时间为3_15min,例如可为 3min、4min、5min、6min、8min、lOmin、12min、13min 或 15min 等。
[0053]本发明所述预镀镍在室温下进行,通过大电流预镀处理,高浓度的预镀液快速在两层复合浸锌层基础上形成一层致密的金属镍层,使镍层与铝合金零件表面的浸锌层结合牢固,为后续镀铜或其他金属的工艺提供结合力好的金属过渡层,用作铜镀层的底层,进一步提高镀铜底层的结合力和致密性,耐高温性能好,确保高温下底层与基体不脱落。
[0054]本发明所述铝合金零件为铝合金加工而成的零件,所述铝合金可为3A21铝合金零件、2A12铝合金零件、2024铝合金零件或7075铝合金零件中的任意一种,优选为3A21铝合金零件。
[0055]作为本发明所述前处理方法的优选技术方案,一种铝合金的电镀或化学镀的前处理方法,包括以下步骤:
[0056](1)将铝合金零件浸入砂化溶液中0.5-3min,在30_60°C下进行化学砂化处理,所述砂化溶液由以下成分组成:氢氧化钠40-80g/L,磷酸钠50-70g/L,氟化氢铵20_40g/L,氯化铵5-15g/L,余量为水;
[0057](2)将化学砂化处理后的铝合金零件浸入去挂灰溶液中,进行去挂灰处理;
[0058](3)将去挂灰后的零件转入一次浸锌溶液中2_5min,进行一次浸锌,所述一次浸锌溶液由以下成分组成:氧化锌30-50g/L,氢氧化钠200-320g/L,三氯化铁30_45g/L,酒石酸钾钠2-5g/L,硫酸镍2-5g/L,余量为水;
[0059](4)将一次浸锌后的零件转入二次浸锌溶液中l_3min,进行二次浸锌,所述二次浸锌溶液由以下成分组成:氧化锌10-15g/L,氢氧化钠100-250g/L,三氯化铁30_50g/L,酒石酸钾钠2-5g/L,硫酸镍2-5g/L,硝酸钠2-5g/L,余量为水;
[0060](5)将二次浸锌后的零件转入含有预镀液的预镀镍槽中,在5_15A/dm2的电流密度下进行预镀镍3-15min,所述预镀液由以下成分组成:硫酸镍200_320g/L,硼酸20_50g/L,盐酸20-40ml/L,余量为水。
[0061]此优选技术方案尤其适合处理3A21铝合金零件,经过该技术方案处理后,增加了后续镀层的结合力,使得得到的镀层焊接性好,耐高温、结合力好,确保铜或其他金属镀层在280°C高温焊后合格。
[0062]本发明通过采用化学砂化处理一一次浸锌一二次浸锌一预镀镍的工艺对铝合金进行电解镀铜或其他金属做为活化的前处理工序,并选择合适的溶液配方以及工艺参数,增加了镀层结合力,使得得到的镀层焊接性好,耐高温、结合力好,确保铜或其他金属镀层在280°C高温焊后合格,可应用于所有状态的铝合金零件,热震实验结果显示铝合金零件经本发明所述方法镀铜后可经受280°C高温3min不起泡。
[0063]本发明所述前处理方法工艺稳定,处理过程易于控制,不仅适用于铝合金材料的氰化镀铜的前处理,还适用于铝合金材料的其它电镀和化学镀工艺的前处理,例如可以是镀银、铬和锡等,还可以是其他金属,本领域人员可根据需要进行选择。
[0064]第二方面,本发明提供了一种铝合金镀铜方法,其采用本发明所述前处理方法进行前处理,之后进行氰化镀铜。
[0065]优选地,氰化镀铜得到厚度为8-12 μ m的铜镀层,厚度例如可为8 μ m、9 μ m、10 μ m或11 μπι等。铜镀层的厚度并不限于此范围,本领域人员可以根据实际需要调整氰化镀铜的工艺参数来调节得到的铜镀层的厚度。
[0066]与已有技术相比,本发明具有如下有益效果:
[0067](1)本发明化学砂化处理在保证不腐蚀铝合金基体的基础上,均匀的去除表面氧化皮和钝化膜,且终点具有易于控制的优点,经去挂灰处理后能得到干净、未钝化且表面粗糙度均匀的铝合金基体表面,从而有利于提高镀层结合力。
[0068](2)通过一次浸锌和二次浸锌配合进行,并调整两次浸锌中分别使用的浸锌溶液的配方,使多种金属盐交互作用并在铝合金基体表面迅速形成致密的锌层,防止铝合金基体的自然钝化,致密的浸锌层对提高预镀层与基体的结合力起到重要作用。
[0069](4)预镀镍处理在浸锌层的基础上,进一步提高镀铜底层的结合力和致密性,通过大电流、高浓度的预镀溶液快速在浸锌层基础上形成一层金属镍层,能提高过渡层的高温耐受度,确保高温下底层于基体不脱落。
[0070](5)通过焊接性能及耐高温(280°C )性能测试方法对镀层结合力进行测试,镀层起泡、脱落的概率大幅降小,由30%降到1%左右,结合力大幅提
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