一種用于壓鑄的高強鋁合金的電鍍方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電鍍技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于壓鑄的高強鋁合金的電鍍方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在各種金屬產(chǎn)量中，我國的鋁產(chǎn)量僅次于鋼鐵，我國又是世界上電解鋁的生產(chǎn)大國。鋁及其合金具有比強度高，導(dǎo)熱、導(dǎo)電性好，以及可塑性和易成型等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。隨著市場銅、鋅金屬的漲價，五金行業(yè)原以鋅、銅為基材的產(chǎn)品利潤已減少很多，而鋁的價格上漲較緩慢，更由于鋁及其合金的密度小(鋁的密度為2.7g/cm3)，與其它常用金屬相比，同樣重量的材料可多制造約三倍的零部件。很多廠家都在準(zhǔn)備用鋁合金基材代替銅、鋅基材，但是鋁是兩性金屬，即溶于堿又溶于酸，其化學(xué)性質(zhì)比較活潑，與氧的親合力較強，在大氣中極易在其表面生成一層氧化膜，是鋁合金電鍍的頭號難題。
[0003]公開號為CN1844480的發(fā)明專利申請?zhí)峁┮环N鋁合金產(chǎn)品的電鍍方法，主要包括涂裝和電鍍兩個步驟，對鋁合金先涂裝再電鍍。該發(fā)明采用先涂裝后電鍍的先進(jìn)工藝對鋁合金產(chǎn)品進(jìn)行電鍍，電鍍前取消了拋光工序，采用機加工仿鏡面車方式達(dá)到外觀要求;只對產(chǎn)品的部分表面電鍍，比整體電鍍的原材料成本大大降低;鍍層避免了多次烘烤，大大降低了報廢率；由于電鍍時有特殊的油漆、粉末作保護(hù)，在電鍍槽液中油漆不會褪色，涂裝時不需要粘貼膠帶紙，降低了原材料成本;產(chǎn)品的電鍍合格率提高了 10 %左右;退鍍返修時只需退鉻，再返機加工車削，每只產(chǎn)品退鍍費用比全退后重新電鍍大大降低。
[0004]公開號為CN10348930的發(fā)明專利申請?zhí)峁┮环N鋁合金電鍍方法，該方法包括下述步驟:I)將鋁合金基材化學(xué)除油，水洗，吹干;2)將化學(xué)除油，水洗，吹干后的鋁合金基材氧化，水洗，吹干;3)將氧化，水洗，吹干后的鋁合金基材活化，水洗，吹干;4)將活化，水洗，吹干后的鋁合金基材除膜，水洗;5)將除膜，水洗后的鋁合金基材第I次中和，水洗;6)將第I次中和，水洗后的鋁合金基材第I次沉鋅，水洗，退鋅;7)將第I次沉鋅，水洗，退鋅后的鋁合金基材再第2次沉鋅，水洗，退鋅;8)將第2次沉鋅，水洗，退鋅后的鋁合金基材第2次中和，水洗;9)將第2次中和，水洗后的鋁合金基材鍍瓦特鎳，即得目標(biāo)產(chǎn)品。經(jīng)實踐發(fā)現(xiàn)，該工藝批次之間性能不穩(wěn)定，有的批次出現(xiàn)氣泡，表面不平整的現(xiàn)象，表明該工藝整體不穩(wěn)定，造成廢品率尚，因而，不能滿足實際需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種用于壓鑄的高強鋁合金的電鍍方法，所述鋁合金為在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過調(diào)整成分而進(jìn)行了改進(jìn)，提高了強度設(shè)計，所述電鍍方法能夠使得改進(jìn)的高強鋁合金的鍍層結(jié)合力好，外觀平整，無氣泡現(xiàn)象，并且工藝穩(wěn)定，批次之間無差
B升。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種用于壓鑄的高強鋁合金的電鍍方法，所述高強鋁合金按重量百分比計由下列組分組成:Zn:7-9%，S1:12-14%，Cu:6-8% ,Mn:2-4% ,Ti:0.8-1.2% ,Re:0.3-0.5% ,Mg:3-5%，Zr: 1-3%，N1:0.6-0.8%，余量為Al和不可避免的雜質(zhì):所述電鍍方法包括:
[0008]I)前處理:采用常規(guī)方法對壓鑄鋁合金件進(jìn)行化學(xué)除油、氧化、活化、除膜處理，過程之間用水洗并吹干；
[0009]2)沉鋅處理:沉鋅處理的處理液的組成為:氫氧化鈉60-80g/L，氧化鋅40-60g/L，酒石酸鉀鈉100-120g/L，氯化鐵3-5g/L，硝酸鈉3-5g/L;沉鋅的溫度為30-50°C，沉鋅時間為20-40S;進(jìn)行3次沉鋅處理；
[0010]3)電鍍鎳處理:電鍍鎳的鍍液組成及處理條件分別為:NiSO4.6H20:160-180g/L,F—:0.6-0.8mo 1/L，硼酸20_30g/L，(NH4)3C6H5O7:22_24g/L，糖精鈉:l_3g/L，pH值:4.8-5.4,陰極電流密度:2-4A/dm2，溫度:45-55 °C，時間:20_30min ；
[0011]4)表層鍍鎳、鉻或銅:根據(jù)產(chǎn)品使用需求，采用常規(guī)工藝進(jìn)行鍍鎳、鉻或銅處理。
[0012]本發(fā)明方法具有如下有益效果:
[0013]I)在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對鋁合金的成分進(jìn)行了調(diào)整，加入了 Re(稀土)、Zr和Ni元素，并調(diào)整了其余合金元素的含量，使得制備的鋁合金的強度比現(xiàn)有壓鑄合金高20%以上，且韌性依然良好，可以滿足強度要求更高的汽車結(jié)構(gòu)件等零件的使用要求。
[0014]2)調(diào)整了沉鋅處理的溶液組成，以及處理條件，并進(jìn)行3次處理，使得壓鑄鋁合金件具有良好的結(jié)合層性能，結(jié)合力強。實踐表明，經(jīng)過上述成分、溫度、處理時間，特別是處理次數(shù)的調(diào)整，使得打底層性能大幅度提高，若沉鋅液組分含量不在上述范圍內(nèi)，將導(dǎo)致形成指標(biāo)的極度劣化。因此，找到上述含量的精確范圍，是本發(fā)明的一個關(guān)鍵的發(fā)明點所在。這是因為，調(diào)整后的沉鋅液的組成是根據(jù)調(diào)整后的鋁合金的組成成分而進(jìn)行的調(diào)整設(shè)計，使得基材和打底層的成分之間相互擴散滲透，而3次處理的原因也在于此，第一次沉鋅后形成與基材的充分的擴散層，第二次沉鋅后擴散層量較第一層明顯減少，但與第一層形成良好結(jié)合，第三次沉鋅后第三層基本不與基材有擴散過渡，但與第二層的結(jié)合緊密，同時第三層作為后續(xù)鍍層的基底層保持著良好的性能。
[0015]3)在根據(jù)沉鋅處理層的特點，對電鍍鎳層的鍍液進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，使得電鍍鎳層能較好的起到承上啟下的作用，進(jìn)而保證產(chǎn)品的外觀平整，無氣泡現(xiàn)象。
[0016]4)經(jīng)實踐檢驗，本發(fā)明的工藝穩(wěn)定性好，批次之間質(zhì)量無差異，產(chǎn)品合格率高。
[0017]5)本發(fā)明的原輔料的成本低廉，工藝簡單，易操作。
【具體實施方式】
[0018]實施例一
[0019]—種用于壓鑄的高強鋁合金的電鍍方法，所述高強鋁合金按重量百分比計由下列組分組成:Zn: 7%，S1: 14%，Cu: 6% ,Mn: 4% , Ti: 0.8 % ,Re: 0.5 % ,Mg: 3 % , Zr: 3 % ,Ni:
0.6%,余量為Al和不可避免的雜質(zhì);所述電鍍方法包括:
[0020]I)前處理:采用常規(guī)方法對壓鑄鋁合金件進(jìn)行化學(xué)除油、氧化、活化、除膜處理，過程之間用水洗并吹干；
[0021]2)沉鋅處理:沉鋅處理的處理液的組成為:氫氧化鈉60g/L，氧化鋅60g/L，酒石酸鉀鈉100g/L，氯化鐵5g/L，硝酸鈉3g/L;沉鋅的溫度為50°C，沉鋅時間為20s;進(jìn)行3次沉鋅處理；
[0022]3)電鍍鎳處理:電鍍鎳的鍍液組成及處理條件分別為:NiSO4.6H20:180g/L，F(xiàn)—:0.8moI/L，硼酸20g/L ,(NH4)SC6H5O7: 24g/L，糖精鈉:Ig/L，pH值:5.4，陰極電流密度:2A/dm2，溫度:55°C，時間:20min;
[0023]4)表層鍍鎳、鉻或銅:根據(jù)產(chǎn)品使用需求，采用常規(guī)工藝進(jìn)行鍍鎳、鉻或銅處理。
[0024]實施例二
[0025]—種用于壓鑄的高強鋁合金的電鍍方法，所述高強鋁合金按重量百分比計由下列組分組成:Zn: 9%，S1: 12%，Cu: 8% ,Mn: 2 % , Ti: 1.2 % ,Re: 0.3 % ,Mg: 5 % , Zr: I % ,Ni:
0.8%,余量為Al和不可避免的雜質(zhì);所述電鍍方法包括:
[0026]I)前處理:采用常規(guī)方法對壓鑄鋁合金件進(jìn)行化學(xué)除油、氧化、活化、除膜處理，過程之間用水洗并吹干；
[0027]2)沉鋅處理:沉鋅處理的處理液的組成為:氫氧化鈉80g/L，氧化鋅40g/L，酒石酸鉀鈉120g/L，氯化鐵3g/L，硝酸鈉5g/L;沉鋅的溫度為30°C，沉鋅時間為40s;進(jìn)行3次沉鋅處理；
[0028]3)電鍍鎳處理:電鍍鎳的鍍液組成及處理條件分別為:NiSO4.6H20:180g/L，F(xiàn)—:0.6moI/L，硼酸30g/L ,(NH4)SC6H5O7:22g/L，糖精鈉:3g/L，pH值:4.8，陰極電流密度:4A/dm2，溫度:45°C，時間:30min;
[0029]4)表層鍍鎳、鉻或銅:根據(jù)產(chǎn)品使用需求，采用常規(guī)工藝進(jìn)行鍍鎳、鉻或銅處理。
[0030]實施例三
[0031]—種用于壓鑄的高強鋁合金的電鍍方法，所述高強鋁合金按重量百分比計由下列組分組成:Zn: 8%，S1: 13%，Cu: 7% ,Mn: 3 % , Ti: 1.0 % ,Re: 0.4% ,Mg: 4% , Zr: 2 % ,Ni:
0.7%,余量為Al和不可避免的雜質(zhì);所述電鍍方法包括:
[0032]I)前處理:采用常規(guī)方法對壓鑄鋁合金件進(jìn)行化學(xué)除油、氧化、活化、除膜處理，過程之間用水洗并吹干；
[0033]2)沉鋅處理:沉鋅處理的處理液的組成為:氫氧化鈉70g/L，氧化鋅50g/L，酒石酸鉀鈉110g/L，氯化鐵4g/L，硝酸鈉4g/L;沉鋅的溫度為40°C，沉鋅時間為30s;進(jìn)行3次沉鋅處理；
[0034]3)電鍍鎳處理:電鍍鎳的鍍液組成及處理條件分別為:NiSO4.6H20:170g/L，F(xiàn)—:0.7mol/L，硼酸25g/L，(NH4)3C6H5O7: 23g/L，糖精鈉:2g/L，pH值:5.I，陰極電流密度:3A/dm2，溫度:50°C，時間:25min;
[0035]4)表層鍍鎳、鉻或銅:根據(jù)產(chǎn)品使用需求，采用常規(guī)工藝進(jìn)行鍍鎳、鉻或銅處理。
[0036]申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于壓鑄的高強鋁合金的電鍍方法，其特征在于，所述高強鋁合金按重量百分比計由下列組分組成:Zn:7-9%，S1:12-14%，Cu:6-8%，Mn: 2-4%，T1:0.8-1.2%，Re:0.3-.0.5%，Mg:3-5%，Zr:1-3%，N1:0.6-0.8%，余量為Al和不可避免的雜質(zhì);所述電鍍方法包括: 1)前處理:采用常規(guī)方法對壓鑄鋁合金件進(jìn)行化學(xué)除油、氧化、活化、除膜處理，過程之間用水洗并吹干； 2)沉鋅處理:沉鋅處理的處理液的組成為:氫氧化鈉60-80g/L，氧化鋅40-60g/L，酒石酸鉀鈉100-120g/L，氯化鐵3-5g/L，硝酸鈉3-5g/L;沉鋅的溫度為30-50°C，沉鋅時間為20-40s;進(jìn)行3次沉鋅處理； 3)電鍍鎳處理:電鍍鎳的鍍液組成及處理條件分別為:NiSO4.6H20:160-180g/L，F(xiàn)一:.0.6-0.8mol/L，硼酸20_30g/L，(NH4)3C6H5O7:22_24g/L，糖精鈉:l_3g/L，pH值:4.8-5.4，陰極電流密度:2-4A/dm2，溫度:45-55 °C，時間:20_30min ； 4)表層鍍鎳、鉻或銅:根據(jù)產(chǎn)品使用需求，采用常規(guī)工藝進(jìn)行鍍鎳、鉻或銅處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于壓鑄的高強鋁合金的電鍍方法，其特征在于，所述高強鋁合金按重量百分比計由下列組分組成：Zn：7-9％，Si：12-14％，Cu：6-8％，Mn：2-4％，Ti：0.8-1.2％，Re：0.3-0.5％，Mg：3-5％，Zr：1-3％，Ni：0.6-0.8％，余量為Al和不可避免的雜質(zhì)；所述電鍍方法包括：1)前處理：2)沉鋅處理：沉鋅處理的處理液的組成為：氫氧化鈉60-80g/L，氧化鋅40-60g/L，酒石酸鉀鈉100-120g/L，氯化鐵3-5g/L，硝酸鈉3-5g/L：沉鋅的溫度為30-50℃，沉鋅時間為20-40s；進(jìn)行3次沉鋅處理；3)電鍍鎳處理：電鍍鎳的鍍液組成及處理條件分別為：NiSO4·6H2O：160-180g/L，F(xiàn)-：0.6-0.8mol/L，硼酸20-30g/L，(NH4)3C6H5O7：22-24g/L，糖精鈉：1-3g/L，pH值：4.8-5.4，陰極電流密度：2-4A/dm2，溫度：45-55℃，時間：20-30min；4)表層鍍鎳、鉻或銅。
【IPC分類】C22C21/02, C25D3/12, C25D3/22, C25D5/12
【公開號】CN105671377
【申請?zhí)枴緾N201610051845
【發(fā)明人】張穎
【申請人】張穎
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月25日