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淺談鋅鋁合金表麵處理技術


  鋁的密度小,比強度大,具有耐蝕性好,導電和導熱性能高,可焊,塑性好,易於加工成型以及優良的表麵裝飾性能等。鋅鋁合金表麵處理意思是鋁合金是純鋁加入一些合金元素製成的,鋁合金比純鋁具有較好的物理力學性能。由於鋁性質比較活潑,在空氣中能自發地形成一層非晶態的氧化膜,使其在大氣中具有較好的耐蝕性,但這層膜厚度僅約4nm,並且結構疏鬆、薄而多孔、硬度低、耐摩擦性差、機械強度低,因此需要通過人工的方法在鋁表麵覆蓋一層膜,以達到防護的目的。通常可以通過氧化處理、電鍍、外加塗層等鋁合金表麵處理技術得到實現。具體內容為:
  1.電鍍及化學鍍
  電鍍是通過化學或電化學方法在鋁及鋁合金表麵沉積一層其他金屬鍍層後,可以改變鋁合金表麵的物理或化學性能,如鋁電子元件上導體鍍銀、鍍金可提高其接觸部位或者是表麵的導電率;鍍銅、鎳或錫可改善鋁合金的焊接性;而熱浸鍍錫或鋁錫合金可提高鋁合金的潤滑性;一般提高鋁合金表麵硬度與耐摩擦性用鍍鉻或鍍鎳;鍍鉻或鍍鎳也可改善其裝飾性。鋁在電解液中進行電解能形成鍍層,但鍍層容易剝離,為解決這個問題,可將鋁在含有鋅化合物的水溶液中進行沉積鍍層,浸鋅層是架接鋁及其合金基體和後續鍍層的重要橋梁,馮紹彬等研究鋁基體上浸鋅層的應用與機理,介紹了浸鋅工藝的新技及應用。經過浸鋅後再進行電鍍,也可在鋁的表麵上形成薄的多孔質膜,而後進行了電鍍。
  化學鍍與指在用金屬鹽和還原劑共同存在的溶液中靠自催化的化學反應在金屬表麵沉積了金屬鍍層的成膜技術,其中應用廣的是化學鍍Ni-P合金。鋅鋁合金表麵處理與電鍍工藝相比,化學鍍是一種比較低汙染的工藝,得到的Ni-P合金又是一種很好的代鉻鍍層。但是化學鍍的工藝設備多,材料耗費大,操作時間長,工序繁瑣,而且鍍件質量並不好。如馮立明等根據6063鋁合金的組成,研究了一種僅包含脫脂、浸鋅及水洗等前處理工序的化學鍍鎳磷合金工藝規範。實驗結果表明:該工藝簡單,化學鍍鎳層光澤度高、結合力強、顏色穩定、鍍層致密,磷含量在10%-12%之間,鍍態硬度達到500HV以上,遠高於陽極硬質氧化層。除了化學鍍Ni-P合金外,還有其它的合金,如楊二冰等研究的Ni-Co-P合金,其薄膜具有較高的矯頑力、較小的剩磁和優良的電磁轉換特性,可用於高密度磁盤等領域,用化學鍍Ni-Co-P的方法可在任何形狀複雜的基體上得到均勻厚度和磁性的合金薄膜,具有經濟、低消耗和操作方便等優點。
  2. 氧化處理
  氧化處理主要是陽極氧化、化學氧化、微弧氧化。徐淩雲等在對A356鋁合金的力學性能以及耐蝕性能的研究中,對其分別進行了化學氧化、陽極氧化以及微弧氧化三種不同的表麵處理。通過SEM技術,磨損實驗以及耐腐蝕試驗,對經過三種表麵處理後鋁合金的表麵形貌、氧化層厚度、耐摩擦性及耐蝕性等進行了詳細的分析比較。鋅鋁合金表麵處理結果表明,經過不同表麵處理鋁合金表麵能形成不同厚度的氧化膜,表麵硬度及耐摩擦性明顯增加,合金耐蝕性也得到不同程度的改善。總體性能上,微弧氧化比陽極氧化,陽極氧化又比化學氧化要好的多。
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