铝合金表面处理实用工艺.docx

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铝合金表面处理实用工艺

【工艺知识】铝材表面办理工艺大全介绍

总则

表面办理：

它是经过机械和化学的方法办理后，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固状态，增添机体的抗蚀性和增添产品的雅观，进而提高产品的价值。

表面办理种类的选择第一要从使用环境，使用寿命，人为赏识的角度出发，自然经济价值也是考虑的中心所在。

表面办理的流程包含前办理，成膜，膜后办理。

包装，入库。

出货等工序，此中前办理包含机械办理，化学办理。

机械办理包含喷吵，抛丸，打磨，抛光，打蜡等工序。

机械办理目的使产品表面剔除凹凸不平，挽救表面

其余外观不良现象。

化学办理使产品表面的油污锈迹去除，而且形成一层能使成膜物质更好的联合或和化成活性金属机体，保证镀层有一个稳固状态，增添保护层的结协力，进而达到保护机体的作用。

铝材表面办理

铝材常有的化学办理有铬化，喷漆，电镀，阳极氧化，电泳等工艺。

此中机械办理有拉丝，抛光，喷吵，打磨等工艺。

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第一节铬化

铬化会便产品表面形成一层化学转变膜，膜层厚度在0.5-4um，这层转变膜吸附性好，主要作为涂装基层。

外观有金黄色，铝本色，绿色等。

这类转变膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池导电条，

磁电设施等。

该膜层适合全部铝及铝合金产品。

但该转变膜质软，不耐磨，所以不利于做产品外零件利用。

铬化工艺流程：

脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库

铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。

质量要求：

1）颜色平均，膜层仔细，不行有碰伤，刮伤，用手触摸，不可以有粗拙，掉灰等现象。

2）膜层厚度0.3-4um。

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第二节，阳极氧化

阳极氧化:

能够使产品表面形成一层平均，致密的氧化层，（Al2O3。

6H2O俗名钢玉）这类膜能使产品的表面硬度达到（200-300HV），假如特种产品能够做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达400-1200HV，因此硬质阳极氧化是油缸，传动，不行缺的表面办理工艺。

此外这类产品耐磨性特别好，可做航空，航天有关产品的必用工艺。

阳极氧化和硬质阳极氧化不一样之处:

阳极氧化能够着色，装修性比硬质氧化要好的多。

施工重点:

阳极氧化对材质要求很严格，不一样的材质表

面有不一样的装修成效，常用的材质有6061，6063，7075，2024等，此中，2024相对成效要差一些，由

于材质中CU的含量不一样，所以7075硬质氧化呈黄色，6061，6063呈褐色，但一般阳极氧化6061，6063，

7075没多大的差异，但2024就简单出现好多金斑。

一，常有工艺

常有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）。

抛光明面本色，抛光雾面本色，抛光明面染色，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—>碱蚀—>化抛—>中和—>黎地—>中和

阳极氧化—>染色—>封孔—>热水洗—>烘干

三，常有质量异样判断

A表面出现花斑。

这类异样一般是因为金属调质不好或材质自己太差所至，办理方法，从头热办理。

或更换材质。

B表面出现彩虹色。

这类异样一般阳极作业失误所致。

，上挂时松动，造成产品导电不良。

，办理方法，退电从头阳极办理。

C，表面碰伤，刮伤严重。

这类异样一般是因为运输或加工过程中，作业粗心所致，办理方法，退电，打

磨再电。

D，染色时表面出现白点。

，这类异样一般是因为阳极作业时，水中有油，或其余杂质所致。

四，质量标准

1）膜厚5-25um，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）外观不可以有碰伤，刮伤，彩云等现象。

表面不可以有挂点，发黄等不良现象

四，压铸铝，如A380，A365，A382等均不可以做阳极氧化

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第三节，铝材电镀工艺

一，铝及铝合金资料的长处

拥有导电性好，传热快，比重轻，易于成型等长处，但铝及铝合金有硬度低，不耐磨，易发生晶间腐化，不易焊接，等弊端，影响到使用围。

故为了扬长避短，现代工业中，利用电镀解决了这一问题。

二，铝材电镀的长处

1）

改良装修性，

2）

提高表面硬度与耐磨性

3）

降低摩擦系数，改良润滑性。

4）

提高表面导电性能。

5）

提高耐蚀性（包含与其余金属组合）

6）

易于焊接

7）

提高与橡胶热压合时的结协力。

8）

提高反光率

9）

修复尺寸公差

因为铝是一个比较开朗的金属，被电镀物均比铝材开朗性强，所以，电镀前，一定做相应的化学转变，如

浸锌，锌铁合金，锌镍合金，而使锌及锌合金基层有优秀的结协力的中间层氰化镀铜层。

压铸铝因为机体

构造松散，打磨时，不可以打磨掉机体表层部份，不然出现针孔，吐酸，脱皮等现象。

三，铝材电镀的工艺流程为

脱脂—>碱蚀—>活化—>锌置换—>活化—>电镀（如镍，锌，铜等）—>镀铬或钝化—>烘干。

1、常有的铝材电镀镀种有

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、常有镀种的用途

1）镀黑色，如黑锌，黑镍，等均用在光学电子及医疗器材上。

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修性，但价钱比较昂贵，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淆镀种，不论在装修性，抗蚀性，均是当前生界上最普

及的镀种。

价钱便宜，可用在运动器材，灯饰，大部份电子行业中。

4）铜系镀种中，白锡铜是七八十年月发展起来用于环保形镀种，白色亮丽，是金饰行业的首选。

青

铜（铅锡铜可做仿金，因此是比较好的装修性镀种）但铜的防变色性比较差，因此发展比较慢。

5）锌系电镀：

镀锌层呈青白色，易溶于酸，碱。

因为锌的标准电位比铁负，对钢铁而言，可供给可

靠的电化学保护。

在工业大气，大海性大气中使用的钢铁制品均可选择锌作保护层。

6）硬铬，在必定的条件下堆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，延伸使用寿命。

如工，模，量，卡具，等。

所以该镀种是气缸，油压，传动系统不行缺乏的办理方式。

3、常有异样及改良举措

1）脱皮：

a锌置换不好，时间过长或很短，改良举措，从头确立置换时间，槽液温度，槽液浓度等作

业参数。

b，活化不够，改良举措，改变活化方式。

c前办理不完全，工件表面有油，改良举措，增强前办理。

2）表面粗拙：

a，电镀液光剂，柔剂，针孔剂量不适，从头调整助剂数目。

b机体表面自己粗拙，从头打磨后再电镀。

3）表面发黄属低电位走势不正，改变装挂方式。

加适当的走位剂。

4）表面起毛齿：

电镀液太脏，增强过滤，作适合的槽液办理。

4、质量要求

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）结协力能经过60度曲折实验。

4）特别环境的产品，可做相应的改动。

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一定迅速进行，工序之间的间歇时间越短越好，免得从头氧化；

3）第二次浸锌时间不可以过长，免得造成过腐化；

4）水洗一定洗洁净；

5）电镀过程中要防备半途断电。

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第四节，铝材的涂装

涂装分为浸涂，喷涂，淋涂，滚涂和刷涂等，此中以浸涂和喷涂为主，浸涂也就是电泳涂装，它采纳电化学方法将有机树脂的胶粒堆积在工件的表面上，形成透明或各样色系的有机涂层。

此中，阴极电泳是七十年月发展起来的新工艺也是浸涂行业中主要工艺。

长处耐蚀性好，抗变色性能强，结协力好的特色。

喷涂分为粉体涂装和液体涂装，此中静电涂装是当前业界中比较流行的工艺。

一，涂装工艺围

因为涂装抗蚀性好，价钱便宜，色系多（能够做任何不一样颜色）它适合于全部铝件材质，但素材构造太松如翻沙产品，需刮灰作业，相对质量也要较差。

1、静电涂装的工作原理

在泵浦的作用下，使涂料进入电场，涂料颗粒带负电。

在雾化气压的作用下，使涂料变的更细和平均而后在工作气压的作用下，涂料在旋杯或喷嘴的作用下，平均的喷撒在工件的表面上。

因为在同一垂直面上，喷枪和工件的距离是相等的，同一界面电场强度也是同样的，所以正负电荷相吸，工件表面上就涂覆了一层平均的有机树脂涂层。

而后在高温烘烤的条件下，树脂达到流平易固化的状态。

坚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）粉液体作业常有异样及办理方法

现象造成原由纠正预防举措备注

1、调整喷枪吐出量

液体喷涂时出皮时

1、油漆性能配

1、粉喷太厚；2、烤炉温度不

桔皮

2、调整温度

般配；3、粉质量太差

2、作业时有飞溅到工

3、更换粉质量

3、油漆粘度

1、增强前办理

液体出现掉漆

1、前办理太差

1、前办理不妥

2、调整温度

掉漆

2、温度不够，没烤干

2、温度不妥

3、调整粉体质

3、粉自己结协力不好

3、底漆和面漆

量

差值太大。

露底

1、粉体喷的太薄或没喷到

更换作业方式

同前

2、机械前办理不完全

1、粉体自己

液体时；

色差

更换作业方式

1、底漆和面漆自己。

2、作业方式不标准

2、油漆粘度，喷涂厚度。

流挂

1、粉质量不好

更换作业方式

调整枪距，调整吐出量。

2、粉喷太厚

1、调整前办理各工序办理

针孔

1、前办理不好，工件上有油

时间，化验前办理各药液

液体同样

2、喷涂太薄

含量能否标准

2、更换有关工序的水

2）质量标准参照

项目

质量标准

测试依照

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2H

GB6739-86

耐冲击

50kg/cm2

GB/T1732

曲折实验

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抗变色10年

耐开水耐沸办理1.5hGB/T17748

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第五节，铝材化学镀

一，化学镀原理

化学镀是在无电流经过（无外界动力）时借助复原剂在同一溶液中发生的氧化复原作用，进而使金属离子复原堆积在零件表面上的一种镀覆方法。

所以化学镀能够表达为一种用以堆积金属的，可控制的，自催化的化学复原过程，其反响通式为：

二，化学镀的特色

跟着工业的发展，化学镀己成为一种拥有很大发展前程的工艺技术，同其余镀覆方法比较，化学镀拥有以下特色：

1）能够在由金属，半导体和非导体等各样资料制成的零件上镀覆金属。

2）不论零件的几何形状怎样复杂，凡能接触到溶液的地方都能获取厚度平均的镀层。

3）关于自催化的化学镀来说，能够获取较大厚度的镀层，甚至能够电铸。

4）无需电流。

5）镀层致密，孔隙少。

6）镀层常常拥有特别的化学，机械性能。

因为化学镀有好多的长处，所以化学镀愈来愈在工业，电子业界中发展速度较快。

下边以化学镀镍为例做以下介绍：

1）化学镀镍因为用次磷酸钠作复原剂，所以一般获取的镀层为镍磷合金。

依含磷量不一样能够分为低磷

（1%-4%）中磷（4%-10%）和高磷（10%-12%）。

从不一样的PH值的镀液中可获取不一样含磷量的镀层，在

PH=4-5时，可获取中磷和高磷合金。

从弱碱性液中PH=8-10中可获取低磷和中磷合金。

含磷在8%以上的

NI-P合金是非晶态镀层，因无晶界所以抗腐性能特别优秀。

经过热办理300-400度变为非晶态与晶态的

混淆物时硬度可达HV=1150，化学镀热办理后硬度靠近硬铬的硬度，是代替硬铬层的理想镀层，又是可在铝上施镀的好镀种（可适合全部铝及铝合金产品，包含锻造，压铸，铝型材等）。

弊端：

该镀种脆性大，但经热办理后的产品可塑性大大提高。

（一般经400度以上的热办理四小时，其可塑性改良好多）

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—>超声冲洗—>烘烤—>全检—>包装

3）不合格镀层的退除：

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，若带入水分将致使基体金属过腐化。

工作温度在35度以下。

4）质量要求：

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、经过60度曲折实验，无脱皮现象

d、外观无碰伤，刮伤，水迹等不良现象。

e、膜层平均，不可以有雾状，白点，露镀现象

三，常有异样办理

异样现象可能产生的原由及纠正方法

1）PH值低，用NH4OH调整

反响慢，堆积速度低2）温度过低

3）次磷酸钠含量不足，剖析增补

镀液反响强烈，呈沸腾状，出现深灰1）装载量过大

色

2）温度过高或局部过热镀液掉入金属屑或固体粒子

镍粉

3）次磷酸盐含量过高

（镀液自然分解的象征）

槽壁和槽底堆积有金属镍

4）PH值过高

1）局部温度过高

2）槽衬损坏，显现基体金属，更换槽

镀液中亚磷酸未达到额定含量而发

1）PH值太高

生

2）络合剂不足，应给增补

亚磷酸镍积淀

镀液被锌，铜等金属杂质污染，可用低电流密度办理，或适

镀层发暗

当增补次磷酸钠后用废件进行办理，直至镀层正常为好

镀层有麻点氢气逗留在零件上，可搅动槽液或颤动工件来防止

1）镀前办理不完全

镀层易剥落

2）温度颠簸太大

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第六节，镀层使用条件的分类及采纳

从防腐化的要求来看，表面办理的设计应做以下考虑：

1）贵金属（金，铂），含铬在18%以上的不锈钢，磁性合金资料，以及镍铜合金等，一般不需要再加防备层。

2）碳钢，低合金钢和铸铁制造的零件，在大气中简单腐化，应加保护层。

3）铜和铜合金制造的零件，依据不一样的使用条件，采纳光明酸洗，钝化，电镀或涂漆保护等。

用磷青

铜或铍青铜制造的精细零件能够不进行表面办理。

4）铝和铝合金制造的零件，能够采纳阳极氧化和关闭办理。

不适于阳极氧化的小零件，可采纳化学氧化办理。

锻造铝合金可采纳涂漆防备。

5）锌合金制造的零件，能够采纳磷化，钝化，电镀或涂漆防备。

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第七节。

铝材的电泳办理

铝材的彩色电泳涂装是一种新奇的表面办理工艺。

它采纳电化学方法将有机树脂的胶体粒子堆积在零件上，形成透明或各样颜色的有机涂覆层。

依据电泳漆中的树脂粒子电离后带电情况的不一样，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）。

电泳涂覆层的耐腐化性能极其优秀（能经过中性盐雾试验400小时以上），抗变色性强；与基体金属的结协力好，可进行各样机械加工；涂覆层色彩娇艳，依据用户的要求能够配制成各样颜色，常有的有金色，

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。

所以应用在汽车外壳及各样配件，自行车车把及配件，各样日用小五金配件，家具，工艺品等。

因为阴极电泳比较先进，下边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。

电泳漆自己是一个胶体和悬浮体的多组分系统，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，向阴极挪动。

2、电堆积带正电的树脂粒子抵达零件（阴极）表面放电，形成不溶于水的堆积层，经烘烤后形成漆膜。

3、电渗水份从堆积层渗析而出，当含水量降落到5%-15%时，即可烘烤。

4、电解水被直流电电解，放出氢气与氧，因为电解致使浸透力降落，影响漆膜外观，降低漆膜附着力，

增添电耗，所以，减弱水的电解是很必需的。

电泳的工艺流程：

脱脂—>除氧化皮—>铬化—>电泳—>烘干—>包装

现象

桔皮或表面粗拙

针孔或麻点

火山口或油点

彩虹

颜色不符

不规则图形

硬度不够

涂装面点状或片状

产生原由

纠正方法

电压过高

降低电压

溶液温度过高

降低温度

固体分过高

稀释溶液

极距太近

加大极距

烘烤加温太快

压缩空气吹干后再烘烤

PH值过高

用有机酸调整

固体分过低

调整至工艺围

PH值过低

降低溶液酸度

冲洗水不洁净

换冲洗水

溶液电导率太高

超滤去掉杂质离子

膜厚太薄

增添电泳电压或时间

电镀表面针孔

根绝有针孔零件入槽

烘烤温度太快

压缩空气吹干后再烘烤

工件上附有油渍

增强除油工序

槽液面有油渍

防备槽液被油污染

颗粒污染

增强循环过滤和超滤

电压高，膜层厚

降低电泳电压和时间

膜层太薄

增添电泳电压

膜层太厚或太薄

选择适合的工作电压和时间

分配涂料时，颜色比率错

严格按工艺配方配制电泳漆

溶剂太多，浸透能力差，膜层厚

调整溶剂含，使其切合工艺规

薄不均

前办理不完全

增强前办理工序

烘烤时间短或温度低

严格按工艺规进行

零件有针孔或砂眼

根绝不合格工件下槽

颜色差异

色料乳化搅拌不匀

表面有水液

水滴未干即烘烤

电泳前水洗不完全

增强电泳漆搅拌

用压缩空气吹干

用压缩空气吹干

增强入槽前零件的冲洗

五，质量标准

1）外观无色差，桔皮，针孔，彩虹，碰伤，刮伤等其余异样

2）膜厚在40-60um，盐雾试验400小时以上，过CNS标准的9级以上

3）膜层能过60度抗曲折实验，无脱皮现象

4）百格试验和落球试验均能达到国标