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浅谈锌铝合金表面处理技术



 铝的密度小,比强度大,具有耐蚀性好,导电和导热性能高,可焊,塑性好,易于加工成型以及优良的表面装饰性能等诸多优点。锌铝合金表面处理意思是铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的,铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能。由于铝性质比较活泼,在空气中能自发地形成一层非晶态的氧化膜,使其在大气中具有较好的耐蚀性,但这层膜厚度仅约4nm,并且结构疏松、薄而多孔、硬度低、耐磨性差、机械强度低,因此需要通过人工的方法在铝表面覆盖一层膜,以达到防护的目的。通常可以通过氧化处理、电镀、外加涂层等铝合金表面处理技术得到实现。具体内容为:

1.电镀及化学镀
  电镀是通过化学或电化学方法在铝及铝合金表面沉积一层其他金属镀层后,可以改变铝合金表面的物理或化学性能,如铝电子元件上导体镀银、镀金可提高其接触部位或者是表面的导电率;镀铜、镍或锡可改善铝合金的焊接性;而热浸镀锡或铝锡合金可提高铝合金的润滑性;一般提高铝合金表面硬度与耐磨性用镀铬或镀镍;镀铬或镀镍也可改善其装饰性。铝在电解液中进行电解能形成镀层,但镀层容易剥离,为解决这个问题,可将铝在含有锌化合物的水溶液中进行沉积镀层,浸锌层是架接铝及其合金基体和后续镀层的重要桥梁,冯绍彬等研究铝基体上浸锌层的应用与机理,介绍了浸锌工艺的最新技及应用。经过浸锌后再进行电镀,也可在铝的表面上形成薄的多孔质膜,而后进行了电镀。

  化学镀与指在用金属盐和还原剂共同存在的溶液中靠自催化的化学反应在金属表面沉积了金属镀层的成膜技术,其中应用最广的是化学镀Ni-P合金。锌铝合金表面处理与电镀工艺相比,化学镀是一种极低污染的工艺,得到的Ni-P合金又是一种很好的代铬镀层。但是化学镀的工艺设备多,材料耗费大,操作时间长,工序繁琐,而且镀件质量难以保证。如冯立明等根据6063铝合金的组成,研究了一种仅包含脱脂、浸锌及水洗等前处理工序的化学镀镍磷合金工艺规范。实验结果表明:该工艺简单,化学镀镍层光泽度高、结合力强、颜色稳定、镀层致密,磷含量在10%-12%之间,镀态硬度达到500HV以上,远高于阳极硬质氧化层。除了化学镀Ni-P合金外,还有其它的合金,如杨二冰等研究的Ni-Co-P合金,其薄膜具有较高的矫顽力、较小的剩磁和优良的电磁转换特性,可用于高密度磁盘等领域,用化学镀Ni-Co-P的方法可在任何形状复杂的基体上得到均匀厚度和磁性的合金薄膜,具有经济、能耗低和操作方便等优点。

2. 氧化处理
  氧化处理主要是阳极氧化、化学氧化、微弧氧化。徐凌云等在对A356铝合金的力学性能以及耐蚀性能的研究中,对其分别进行了化学氧化、阳极氧化以及微弧氧化三种不同的表面处理。通过SEM技术,磨损实验以及耐腐蚀试验,对经过三种表面处理后铝合金的表面形貌、氧化层厚度、耐磨性及耐蚀性等进行了详细的分析比较。锌铝合金表面处理结果表明,经过不同表面处理铝合金表面能形成不同厚度的氧化膜,表面硬度及耐磨性明显提高,合金耐蚀性也得到不同程度的改善。总体性能上,微弧氧化优于阳极氧化,阳极氧化又优于化学氧化。
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