专利名称：：铝合金表面电镀铁的加工工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种电镀，其所用的镀液，特别是一种铝合金表面电镀铁的加工工艺。技术背景电镀是利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的，但性能和基体材料不同的金属覆层，一般都是在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。而目前在铝合金表面电镀铁的加工工艺，其镀铁层的厚度不均匀，镀层表面粗糙，无法达到最终的加工精度的要求，因此，在铝合金表面进行电镀铁加工后，还需要对电镀件进行机械加工，以达到高精度的要求，加工工序复杂，而且，每次电镀时，电镀件的镀层厚度也无法达到一致，无法实现批量生产的要求。
发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够在镀件表面形成镀层厚度均匀、镀层表面光亮，通过电镀加工即能够达到加工精度，实现批量生产的铝合金表面电镀铁的加工工艺。本发明是通过以下途径来实现的。铝合金表面电镀铁工艺，其要点在于，包括以下依序步骤1、出光，提供一种铝合金电镀件，将电镀件进行出光处理；2、水洗，将出光处理后的电镀件进行水洗；3、浸锌，将水洗后的电镀件进行浸锌；4、电镀，提供一种电镀槽，在电镀槽内加入350~400g/L的氯化亚铁、1020g/L的氯化钠、15g/L氯化锰和58g/L硼酸混合的电镀溶液，电镀溶液的PH值为1.21.6,将电镀件放入电镀槽内，在45。C55。C的温度，电流密度410A/dm2条件下电解反应810min;5、中和电镀溶液，将电镀后的电镀件进行中和电镀溶液处理；6、将电镀件进行防锈处理，自然晾干即制得成品。这样，铝合金电镀件上电镀铁之前先进行出光处理，其目的是为了进一步去除铝表面的缺陷，并从铝合金表面去除各种合金元素和夹杂物，形成均匀的富铝表面，为后一道工序提供良好的基底，铝中有铜、镁、硅、锰和锌等元素，如果不去除干净，在这些合金成分上不能直接电镀，容易产生结合不良或针孔。在铝的表面有一层天然的致密的氧化膜，这层膜的厚度约为520nm,不去除它，就难以获得结合力良好的镀层。浸锌的目的一方面是去除这层氧化膜，另一方面是在铝的表面形成一层锌的置换层，起阻挡作用，使去除了氧化膜的表面与大气隔绝，免受氧化。在经过出光和浸锌处理后，将电镀件放入电解槽中进行电镀，电解槽内的电镀溶液的成分与含量及电镀的温度、电流密度对镀层的影响氯化亚铁浓度的影响氯化亚铁浓度与镀速密切相关，浓度高，镀速快，浓度低，镀速慢，但是浓度过高则需要的温度也相应的需要提高，否则镀层的脆性增加，不利于提高一次镀厚的能力，同时因温度的提高，溶液挥发量加大，对设备和环境影响加大，故选择中等浓度的镀液即氯化亚铁为350g/L400g/L。硼酸浓度的影响电镀溶液中的硼酸对电镀过程中的PH值的稳定起到至关重要的作用表1硼酸含量对PH值变化的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>分析结果表明，随着镀液中硼酸含量的增加，改变4度液的PH值所需的盐酸量有明显的增加，但当硼酸超过8时则此趋势开始变小，因此从镀液的稳定性和经济性考虑选择硼酸含量为5g/L8g/L。氯化锰浓度的影响:氯化锰的加入可以细化晶粒，使镀层细致均匀，减小镀层内应力，提高一次镀厚的能力，但含量过多则镀层的脆性反而增大，因此其含量控制在1g/L5g/L为宜。氯化钠浓度的影响氯化钠的加入是为了提高溶液的导电性，随着其含量的增加，镀层的脆性增大，因此其不宜过多的加入，控制在10g/L20g/L之间。PH的影响PH对镀层的外观和电流效率(相同条件下的镀层厚度)均有显著影响表2PH值对镀层外观和电流效率的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>电镀条件电流IOA/dm',5CTC,10分钟温度对镀层的影响温度低，镀层的应力大，镀层容易产生脆性脱落，温度高，溶液的腐蚀性加强，对浸锌层溶解加快，同样不利于镀层的结合力(镀层起泡)，因此我们严格控制45°C55°C。电流密度的影响电流密度对镀层的外观，环槽尺寸和电镀速度有明显影响表3电流密度对镀层外观，环槽尺寸和电镀速度的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>电镀条件PH值1.5,50'C,IO分钟由结果可分析，当电流密度太小时则镀速明显降低，不利于生产成本的控制，当电流密度太大时，镀层有明显的尖端放电现象，甚至有部分烧焦。电镀后电镀件表面和基体内部都有酸性电镀液的残留，若不清洗干净则会对电镀件和镀层造成腐蚀，故用碱性溶液对其进行中和处理。纯铁镀层在空气中很快即发生腐蚀生锈，为了更好的保护镀层，电镀后进行防锈处理，自然晾干即制得成品。因此，经过上述铝合金表面电镀铁的加工工艺，在铝合金电镀件表面形成镀层厚度均匀，镀层外观光亮，并且能够实现批量生产。本发明可以进一步具体为所述的出光包括以下步骤1、提供一种酸洗槽，在酸洗槽内加入750850ml/L的硝酸和150250ml/L的氢氟酸的混合溶液；2、将电镀件放置在酸洗槽内，于室温环境下反应1030S。出光可以用碱洗或酸洗，一般采用酸洗对铝的腐蚀小，不仅可以保证表面光洁度和尺寸公差，而且由于合金元素去除比较彻底，所得镀层的结合强度比较高，因此，选择酸洗对电镀件进行出光处理。在每步之间必须彻底用水洗净，避免前道工序的残液带入下道工序，因此出光后的水洗包括13次的流动水洗，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗。所述的浸锌包括以下依序步骤1、浸锌一，提供一种浸锌槽，在浸锌槽内加入400500g/L的氢氧化纳、80~100g/L的氧化锌、510g/L的酒石酸钾钠和(K3g/L的三氯化铁的混合溶液，将电镀件放置在浸锌槽内，于室温环境下反应4060S;2、水洗，将电镀件进行13次的流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；3、退锌，提供一种酸槽，在酸槽内加入硝酸和水1:1混合的溶液，将电镀件放入酸槽内于室温环境下反应1060S;4、浸锌二，提供一种浸锌槽，在浸锌槽内加入100150g/L的氢氧化纳、2040g/L的氧化锌、510g/L的酒石酸钾钠和(K3g/L的三氯化铁的混合溶液，将电镀件放置在浸锌槽内，于室温环境下反应2040S;5、水洗，将电镀件进行13次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗。铝的表面有一层天然的致密的氧化膜，这层膜的厚度约为5~20nm,不去除它，就难以获得结合力良好的镀层。浸锌的目的一方面是去除这层氧化膜，另一方面是在铝的表面形成一层锌的置换层，起阻挡作用，使去除了氧化膜的表面与大气隔绝，免受氧化；第一次浸锌获得的锌层一般比较粗糙，覆盖不完全，为了获得表面更均匀，质量更好的浸锌层，一般采用体积比l:1的硝酸将第一次浸锌层退除；经过硝酸退除，进一步钝化了铝的基体，露出更均匀的富铝表面，第二次浸锌就获得了更薄、更均匀，更致密的浸锌层，第二次浸锌层如果发现色泽不均匀或有斑点，需要重新退除后再浸。所述的中和电镀溶液包括以下依序步骤1、水洗，将电镀件进行13次的流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；2、中和，提供一种水洗槽，在水洗槽内加入50100g/L的碳酸氢钠溶液，将流动水洗后的电镀件放置在水洗槽内于室温环境下中和反应510min;3、水洗，将电镀件进行13次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；电镀后电镀件表面和基体内部都有酸性电镀液的残留，若不清洗干净则会对电镀件和镀层造成腐蚀，故用碱性溶液对其进行中和处理。所述的防锈处理包括以下依序步骤1、发黑，提供一种发黑槽，在发黑槽内加入5070g/L的硫代硫酸钠、47g/L的氯化氨、710ml/L的硝酸和58ml/L的磷酸混合溶液，将电镀件放置在发黑槽内于15。C30。C的温度下反应25min;2、水洗，将电镀件进行13次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；3、填充，提供一种填充槽，在填充槽内加入3%5%的肥皂水，将电镀件放置在填充槽内，使电镀件在85。C95。C的温度下浸泡35min;4、水洗，将电镀件进行13次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；5、热水洗，提供一种逆流漂洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在60。C80。C的温度下水洗12min;6、吹干，将电镀件利用气枪吹干至目视无水；7、浸防锈水，提供一种水洗槽，在水洗槽内加入防锈水，将电镀件放入水洗槽内，在室温环境下浸泡12min。纯铁镀层在空气中很快即发生腐蚀生锈，为了更好的保护镀层，电镀后进行发黑处理，使铁镀层的表面生成硫化铁。而硫化铁层并不能完全防止镀层锈蚀的产生，因此在发黑后还要增加浸防锈水的工序。由于，在处理之前，零件表面都有可能沾有油，因此；在电镀件出光处理之前还包括除油，提供一种超声波清洗机，在超声波清洗机的清洗槽内加入清洗剂，将电镀件放置在超声波清洗机的清洗槽内清洗去油。这样，除油的目的是去除零件表面的脏物、防锈油和前道工序留在电镀件表面的物质。综上所述，本发明较之现有技术具有如下优点本发明的铝合金表面电镀铁的加工工艺，在铝合金电镀件表面形成镀层厚度均匀，镀层外观光亮，通过电镀加工即能够直接达到加工精度的要求，并且能够实现批量生产，广泛应用于各种铝合金机械制品的电镀加工。具体实施方式最佳实施例本实施例以铸造铝合金活塞表面电镀铁为例，铝活塞表面电镀铁要求，活塞裙部工作面镀层厚度6.5/^33/^z,并且满足电镀前环沟宽度=1.651:°°25,电镀后环沟宽度》1.639;镀层均匀致密，无毛刺；镀层附着力满足热震法或网格法不许有脱落、内燃机台架实验300个小时，不许有镀层脱落；镀层的耐腐蚀性满足湿热实验96小时无锈蚀。铝活塞电镀铁工艺，包括以下依序步骤1、除油，提供一种超声波清洗机，在超声波清洗机的清洗槽内加入清洗剂，将铝活塞放置在超声波清洗机的清洗槽内清洗去油；2、出光，提供一种酸洗槽，在酸洗槽内加入800ml/L的硝酸和200ml/L的氢氟酸的混合溶液，将铝活塞放置在酸洗槽内，于室温环境下反应20S。3、三次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将铝活塞放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；4、浸锌一，提供一种浸锌槽，在浸锌槽内加入500g/L的氢氧化纳、100gZL的氧化锌、10g/L的酒石酸钾钠和3g/L的三氯化铁的混合溶液，将铝活塞放置在浸锌槽内，于室温环境下反应50S;5、三次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将铝活塞放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；6、退锌，提供一种酸槽，在酸槽内加入硝酸和水l:1混合的溶液，将铝活塞放入酸槽内于室温环境下反应30S;7、浸锌二，提供一种浸锌槽，在浸锌槽内加入150g/L的氢氧化纳、40g/L的氧化锌、10g/L的酒石酸钾钠和3g/L的三氯化铁的混合溶液，将铝活塞放置在浸锌槽内，于室温环境下反应30S;8、三次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将铝活塞放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；9、电镀，提供一种电镀槽，在电镀槽内加入350g/L的氯化亚铁、10g/L的氯化钠，3g/L氯化锰和5g/L硼酸混合的电镀溶液，电镀溶液的PH值为1.2，将铝活塞放入电镀槽内，在45。C的温度，电流密度4A/dm2条件下电解反应8min;10、三次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将铝活塞放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；11、中和，提供一种水洗槽，在水洗槽内加入50g/L的石友酸氢钠溶液，将铝活塞放置在水洗槽内于室温环境下中和反应10min;12、三次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将铝活塞放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；13、发黑，提供一种发黑槽，在发黑槽内加入50g/L的硫代硫酸钠、4g/L的氯化氨、7ml/L的硝酸和5ml/L的磷酸混合溶液，将铝活塞放置在发黑槽内于20。C的温度下反应3min;14、三次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将铝活塞放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；15、填充，提供一种填充槽，在填充槽内加入4%的肥皂水，将铝活塞放置在填充槽内，使铝活塞在85。C的温度下浸泡5min;16、三次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将铝活塞放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；17、热水洗，提供一种逆流漂洗槽，将铝活塞放置在逆流漂洗槽内，在70°C的温度下水洗2min;18、吹干，将电镀件利用气枪吹干至目视无水；19、浸防锈水，提供一种水洗槽，在水洗槽内加入防锈水，将铝活塞放入水洗槽内，在室温环境下浸泡2min。20、自然干燥，制得成品。本发明未述部分与现有技术相同。权利要求1.铝合金表面电镀铁的加工工艺，其特征在于，包括以下依序步骤1.1出光，提供一种铝合金电镀件，将电镀件进行出光处理；1.2水洗，将出光处理后的电镀件进行水洗；1.3浸锌，将水洗后的电镀件进行浸锌；1.4电镀，提供一种电镀槽，在电镀槽内加入350～400g/L的氯化亚铁、10～20g/L的氯化钠，1～5g/L氯化锰和5～8g/L硼酸混合的电镀溶液，电镀溶液的PH值为1.2～1.6，将电镀件放入电镀槽内，在45℃～55℃的温度，电流密度4～10A/dm2条件下电解反应8～10min；1.5中和电镀溶液，将电镀后的电镀件进行中和电镀溶液；1.6将电镀件进行防锈处理，自然晾干即制得成品。2.根据权利要求1所述的铝合金表面电镀铁工艺，其特征在于，所述的出光包括以下步骤2.1提供一种酸洗槽，在酸槽内加入750850ml/L的硝酸和150250ml/L的氢氟酸的混合溶液；2.2将电镀件放置在酸洗槽内，于室温环境下反应1(K30S。3.根据权利要求1所述的铝合金表面电镀铁工艺，其特征在于，出光后的水洗包括13次的流动水洗，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗。4.根据权利要求1所述的铝合金表面电镀铁工艺，其特征在于，所述的浸锌包括以下依序步骤4.1浸锌一，提供一种浸锌槽，在浸锌槽内加入40(K500g/L的氢氧化纳、80100g/L的氧化锌、510g/L的酒石酸钾钠和03g/L的三氯化铁的混合溶液，将电镀件放置在浸锌槽内，于室温环境下反应40~60S;4.2水洗，将电镀件进行13次的流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；4.3退锌，提供一种酸槽，在酸槽内加入硝酸和水l:1混合的溶液，将电镀件方支入酸槽内于室温环境下反应1060S;4.4浸锌二，提供一种浸锌槽，在浸锌槽内加入100150g/L的氢氧化纳、2040g/L的氧化锌、510g/L的酒石酸钾钠和03g/L的三氯化4失的混合溶液，将电镀件放置在浸锌槽内，于室温环境下反应2040S;4.5水洗，将电镀件进行13次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗。5.根据权利要求1所述的铝合金表面电镀铁工艺，其特征在于，所述的中和电镀溶液包括以下依序步骤5.1水洗，将电镀件进行13次的流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；5.2中和，提供一种水洗槽，在水洗槽内加入50~100g/L的碳酸氢钠溶液，将流动水洗后的电镀件放置在水洗槽内于室温环境下中和反应510min;5.3水洗，将电镀件进行13次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗。6.根据权利要求1所述的铝合金表面电镀铁工艺，其特征在于，所述的防锈处理包括以下依序步骤6.1发黑，提供一种发黑槽，在发黑槽内加入5070g/L的硫代硫酸钠、4~7g/L的氯化氨、710ml/L的硝酸和58ml/L的磷酸混合溶液，将电镀件放置在发黑槽内于15。C30。C的温度下反应25min;6.2水洗，将电镀件进行13次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；6.3填充，提供一种填充槽，在填充槽内加入3%5%的肥皂水，将电镀件放置在填充槽内，使电镀件在85。C95。C的温度下浸泡35min;6.4水洗，将电镀件进行13次流动水洗，提供一种逆流漂洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在室温环境下用自来水进行水洗；6.5热水洗，提供一种水洗槽，将电镀件放置在逆流漂洗槽内，在6(TC80。C的温度下水洗12min。6.6吹干，将电镀件利用气枪吹干至目视无水；6.7浸防锈水，提供一种水洗槽，在水洗槽内加入防锈水，将电镀件放入水洗槽内，在室温环境下浸泡12min.。7.根据权利要求1所述的铝合金表面电镀铁的加工工艺，其特征在于，在电镀件出光处理之前还包括除油，提供一种超声波清洗机，在超声波清洗机的清洗槽内加入清洗剂，将电镀件放置在超声波清洗机的清洗槽内清洗去油。全文摘要铝合金表面电镀铁工艺，包括以下依序步骤1.出光，提供一种铝合金电镀件，将电镀件进行出光处理；2.水洗，将出光处理后的电镀件进行水洗；3.浸锌，将水洗后的电镀件进行浸锌；4.电镀，提供一种电镀槽，在电镀槽内加入350g/L的氯化亚铁、10g/L的氯化钠、3g/L氯化锰和5g/L硼酸混合的电镀溶液，电镀溶液的pH值为1.2，将电镀件放入电镀槽内，在45℃的温度，电流密度4A/dm<sup>2</sup>条件下电解反应8min；5.中和电镀溶液，将电镀后的电镀件进行中和电镀溶液处理；6.将电镀件进行防锈处理，自然晾干即制得成品。在铝合金电镀件表面形成镀层厚度均匀，镀层外观光亮，并且能够实现批量生产。文档编号C25D5/24GK101265601SQ20071000869公开日2008年9月17日申请日期2007年3月13日优先权日2007年3月13日发明者薛玉田申请人:薛玉田