鋁合金模具是用于生產(chǎn)鋁合金制品的重要工具,在汽車、航空航天、電子、家電等眾多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。
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那么,鋁合金模具化學(xué)鍍鎳的過程中,需要注意哪些問題?
1、模具預(yù)處理
除油脫脂:鋁合金模具表面通常會(huì)有油污、油脂和脫模劑等雜質(zhì),需要徹底清除,可使用有機(jī)溶劑如丙酮、汽油等進(jìn)行擦拭,或采用堿性脫脂劑進(jìn)行浸泡清洗,以確保模具表面能與鍍液良好接觸。
堿洗:將模具浸泡在氫氧化鈉溶液中,去除表面的自然氧化膜,同時(shí)使模具表面活化,但堿洗時(shí)間要嚴(yán)格控制,一般為1-3分鐘,時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致模具表面過腐蝕,影響鍍鎳層的結(jié)合力。
酸洗活化:堿洗后需進(jìn)行酸洗,常用的酸洗液為氫氟酸和硝酸的混合液,酸洗能進(jìn)一步去除模具表面的雜質(zhì),使表面呈現(xiàn)微觀粗糙狀態(tài),增加鍍鎳層與模具表面的結(jié)合力。酸洗時(shí)間通常為 0.5-2分鐘。
2、鍍液配制
成分比例:化學(xué)鍍鎳液主要由鎳鹽、還原劑、絡(luò)合劑、緩沖劑等組成,鎳鹽一般選用硫酸鎳,其濃度通常控制在20-30g/L;還原劑常用次磷酸鈉,濃度在 25-35g/L;絡(luò)合劑如檸檬酸鈉、乳酸等,能防止鎳離子在鍍液中沉淀,其濃度需根據(jù)鎳鹽和還原劑的濃度進(jìn)行調(diào)整;緩沖劑如醋酸鈉,可維持鍍液的 pH 值穩(wěn)定,濃度一般在 10-15g/L。
pH 值調(diào)節(jié):鍍液的 pH 值對化學(xué)鍍鎳過程影響很大,一般控制在 4.5-5.5 之間,pH 值過低,反應(yīng)速度慢,鍍層沉積不均勻;pH 值過高,鍍液容易分解,可使用稀硫酸或氫氧化鈉溶液來調(diào)節(jié) pH 值。
鍍液溫度:化學(xué)鍍鎳的最佳溫度通常在 85-95℃之間,溫度過低,反應(yīng)速率降低,鍍層的沉積速度慢,且可能導(dǎo)致鍍層的性能變差;溫度過高,鍍液穩(wěn)定性下降,容易發(fā)生分解,影響鍍層質(zhì)量,在施鍍過程中,需使用高精度的溫度控制系統(tǒng)來保持鍍液溫度的穩(wěn)定。
3、施鍍過程
裝載量:模具在鍍槽中的裝載量要適中,一般每升鍍液裝載 1-2 平方分米的模具表面積,裝載量過大,會(huì)導(dǎo)致鍍液中鎳離子消耗過快,影響鍍層的均勻性和質(zhì)量;裝載量過小,鍍液的利用率低,成本增加。
攪拌方式:適當(dāng)?shù)臄嚢杩梢允瑰円褐械碾x子均勻分布,提高鍍層的均勻性,但攪拌速度不宜過快,否則會(huì)使模具表面的邊界層變薄,影響鎳離子的沉積速率,還可能導(dǎo)致鍍液中的氣泡附著在模具表面,形成鍍層缺陷,可采用緩慢的機(jī)械攪拌或空氣攪拌方式。
沉積速率控制:化學(xué)鍍鎳的沉積速率一般控制在15-25μm/h,沉積速率過快,容易導(dǎo)致鍍層表面粗糙、孔隙率增加;沉積速率過慢,會(huì)影響生產(chǎn)效率,可通過調(diào)整鍍液成分、溫度、pH值等參數(shù)來控制沉積速率。
4、鍍后處理
清洗:鍍鎳后模具需用去離子水進(jìn)行徹底清洗,去除表面殘留的鍍液和雜質(zhì),清洗不徹底會(huì)導(dǎo)致鍍件表面出現(xiàn)腐蝕斑點(diǎn),影響鍍層的耐腐蝕性。
烘干:清洗后的模具應(yīng)在低溫下烘干,一般溫度控制在60-80℃,高溫烘干可能會(huì)使鍍層產(chǎn)生應(yīng)力,導(dǎo)致鍍層開裂或脫落。
鈍化處理:為提高鍍鎳層的耐腐蝕性,可對鍍件進(jìn)行鈍化處理,將鍍件浸泡在含有鉻酸鹽、磷酸鹽等鈍化液中,形成一層鈍化膜,但需注意鈍化液的濃度和處理時(shí)間,以免影響鍍鎳層的性能。