谷喜秀

（河南平高電氣股份有限公司，河南 平頂山 467001）

通用鋁合金電鍍前酸洗工藝

谷喜秀

（河南平高電氣股份有限公司，河南 平頂山 467001）

針對目前鋁合金電鍍前處理酸洗技術(shù)溶液易揮發(fā)、零部件酸洗前處理質(zhì)量波動的缺點(diǎn)，配制了鋁合金通用型酸洗溶液，溶液具有環(huán)境友好、無揮發(fā)的優(yōu)點(diǎn)。通過電鍍前處理酸洗試驗(yàn)研究，新型溶液實(shí)現(xiàn)了多種鋁合金的電鍍前酸洗處理，質(zhì)量合格率達(dá)到98%，較傳統(tǒng)酸洗方式合格率提高約8%。

鋁合金；酸洗；合格率

目前，用于高電壓開關(guān)的導(dǎo)電鋁合金零部件，一般要采用鍍銀處理，鋁合金材質(zhì)包括2系列鋁合金、6系列鋁合金、7系列鋁合金等，作為開關(guān)設(shè)備的關(guān)鍵零部件，鍍銀層耐受電壓等級決定了開關(guān)的適用電壓等級。鍍銀層與基體良好的結(jié)合是保證零部件導(dǎo)電性能的關(guān)鍵。目前在鍍銀生產(chǎn)中，傳統(tǒng)非環(huán)保型酸洗前處理技術(shù)由于環(huán)境問題、零部件易發(fā)生腐蝕問題正在遭遇前所未有的挑戰(zhàn)。前處理工藝過程中使用了硝酸與氫氟酸強(qiáng)腐蝕、揮發(fā)性、非環(huán)保酸洗溶液，均屬于非環(huán)保的化學(xué)試劑。目前鋁合金前處理酸洗質(zhì)量合格率僅約90%。近年來，市場上出現(xiàn)了環(huán)保酸洗技術(shù)，但通用性差，且鋁合金種類較多，生產(chǎn)中仍舊面臨大量問題，鋁合金電鍍前處理酸洗問題需要繼續(xù)深入研究。

為保證酸洗質(zhì)量安全可靠，且滿足生產(chǎn)過程環(huán)境友好。需要開發(fā)通用型環(huán)保酸洗工藝技術(shù)，適用于高壓開關(guān)用多系列鋁合金，提高零部件的酸洗質(zhì)量。

1　前處理酸洗溶液配置方案

考慮到鋁合金種類較多，零部件表面污染狀態(tài)不同，溶液配制主要從無機(jī)污染與有機(jī)油污兩方面入手。選用碳酸鹽（Na2CO3）、氫氧化鈉（NaOH）、檸檬酸、EDTA四鈉、聚乙二醇400和適量的分散劑進(jìn)行復(fù)配，酸洗溶液全部為環(huán)保組分。

Na2CO3的作用是緩蝕，保護(hù)鋁合金基材；NaOH的作用是去除油；檸檬酸的作用是降低溶液硬度，去除鋁合金表面氧化皮，輔助去除油污；EDTA四鈉是乳化劑、螯合劑，其與金屬離子螯合，去除金屬離子；另外螯合劑、剝離劑、乳化劑和分散劑的還可以共同作用是去除油污；聚乙二醇400是光亮劑，保證零部件酸洗之后光亮的金屬光澤。采用碳酸鹽、檸檬酸、去污劑、復(fù)合助劑、光亮劑與水進(jìn)行復(fù)配，保證鋁合金酸洗徹底，去除表面油污、金屬離子和氧化皮。前處理溶液無色無味，不揮發(fā)，可以改善生產(chǎn)車間的環(huán)境質(zhì)量，提高鍍銀層質(zhì)量與一次鍍銀合格率。

前處理溶液質(zhì)量百分比為：緩蝕劑Na2CO3約0.5%、去污劑NaOH約0.55%、檸檬酸約0.55%、乳化劑EDTA四鈉約0.1%、剝離劑硬脂酸三乙醇胺酯季銨鹽約0.1%、分散劑十二烷基硫酸鈉約0.2%、光亮劑聚乙二醇400約0.2%、余量為水。

2　試驗(yàn)細(xì)節(jié)

2.1試驗(yàn)基材

試驗(yàn)材料選擇導(dǎo)電用鋁合金，包括2系列鋁合金、6系列鋁合金、7系列鋁合金等材質(zhì)零部件。零部件均為生產(chǎn)加工狀態(tài)，表面存在一些油污與氧化皮，且部分零部件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

2.2工藝過程

工藝過程為：

①一次水洗，室溫條件下，進(jìn)行水洗20～60s；

②環(huán)保酸洗，室溫條件下，將一次水洗后的零部件置于環(huán)保酸洗劑中浸泡3～5 min；

③二次水洗，室溫條件下，將環(huán)保酸洗后的零部件進(jìn)行水洗20～60s。

2.3分析方法

統(tǒng)計(jì)酸洗效果，并與傳統(tǒng)酸洗方式進(jìn)行比較，確定最佳工藝參數(shù)。

延長酸洗時間，記錄零部件過腐蝕的時間，確定酸洗技術(shù)的最大工藝窗口。

3　試驗(yàn)結(jié)果

3.16系列酸洗效果統(tǒng)計(jì)

6系列鋁合金，合金元素常見，如硅（Si）、鎂（Mg）、鐵（Fe），試驗(yàn)中酸洗效果良好，具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1。無論是結(jié)構(gòu)復(fù)雜與否，原始狀態(tài)如何，采用的何種熱處理方式，冷卻的具體措施是什么，零部件都獲得了良好的效果，質(zhì)量合格率達(dá)到了98%，高于傳統(tǒng)前處理酸洗的合格率，傳統(tǒng)酸洗合格率僅僅90%。為了掌握較好的溶液性能數(shù)據(jù)，延長酸洗時間，至20 min零部件均無過腐蝕現(xiàn)象，但是酸洗時間延長至25 min零件開始出現(xiàn)過腐蝕現(xiàn)象，而傳統(tǒng)酸洗方式10 min，零部件就會出現(xiàn)過腐蝕。

3.22系列酸洗效果統(tǒng)計(jì)

2系列鋁合金，含有常見合金元素，如鎂（Mg），還含有難溶于溶液的元素銅（Cu）。在復(fù)合助劑，螯合劑、剝離劑、乳化劑、活性劑與分散劑的共同作用下，酸洗效果良好，酸洗后試驗(yàn)樣塊呈現(xiàn)金屬光澤，兩類零部件統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2，酸洗質(zhì)量合格率達(dá)到了99%。為了掌握較好的溶液性能數(shù)據(jù)，酸洗時間延長至25 min，零部件均無過腐蝕現(xiàn)象，但是酸洗時間延長至30 min，零件開始出現(xiàn)過腐蝕現(xiàn)象，而傳統(tǒng)酸洗方式10 min，零部件就會出現(xiàn)過腐蝕。

表22　系列鋁合金零件酸洗種類統(tǒng)計(jì)

表37　系列鋁合金零部件酸洗種類統(tǒng)計(jì)

表16　系列鋁合金零件酸洗種類統(tǒng)計(jì)

3.37系列酸洗效果統(tǒng)計(jì)

7系列鋁合金，含有常見合金元素，如鎂（Mg），還含有難溶于溶液的元素銅（Cu）與鋅（Zn）。溶液中添加了螯合劑、剝離劑、乳化劑、活性劑與分散劑，在各類組分共同作用下，零部件酸洗效果良好，酸洗質(zhì)量合格率達(dá)到了99%，如表3，酸洗后零部件呈現(xiàn)金屬光澤。為了掌握較好的溶液性能數(shù)據(jù)，酸洗時間延長至27 min，均無過腐蝕現(xiàn)象，但是酸洗時間延長至30 min，零件開始出現(xiàn)過腐蝕現(xiàn)象，而傳統(tǒng)酸洗方式10 min，零部件就會出現(xiàn)過腐蝕。

4　討論

采用配制的酸洗溶液可以完成多系列鋁合金電鍍前酸洗處理，由于零部件表面狀態(tài)不同，酸洗處理的時間不同，生產(chǎn)上為了便于組織生產(chǎn)，需要做統(tǒng)一安排作業(yè)時間。

6系列鋁合金正常酸洗時間為3～5min，零部件可以酸洗徹底，酸洗時間延長至25 min零部件出現(xiàn)腐蝕狀況。2系列鋁合金正常酸洗時間為5min，零部件可以酸洗徹底，酸洗時間延長至30 min零部件出現(xiàn)腐蝕狀況。7系列鋁合金正常酸洗時間為4～5min，零部件可以酸洗徹底，酸洗時間延長至30 min零部件出現(xiàn)腐蝕狀況。生產(chǎn)上為了便于組織生產(chǎn)，且保證零部件不會出現(xiàn)過腐蝕，生產(chǎn)工藝統(tǒng)一為5～6 min，且最長酸洗時間不應(yīng)大于20 min。

5　結(jié)論

本文開發(fā)通用型鋁合金電鍍前酸洗工藝技術(shù)，符合電鍍技術(shù)發(fā)展的環(huán)保要求趨勢。

①配制環(huán)保酸組份質(zhì)量含量包括：緩蝕劑Na2CO3約0.5%、去污劑NaOH約0.55%、檸檬酸約0.55%、乳化劑EDTA四鈉約0.1%、剝離劑硬脂酸三乙醇胺酯季銨鹽約0.1%、分散劑十二烷基硫酸鈉約0.2%、光亮劑聚乙二醇400約0.2%、余量為水。溶液無酸霧揮發(fā)，改善車間環(huán)境，保證員工健康。

②酸洗技術(shù)適用范圍比較廣，可以覆蓋多系列鋁合金的電鍍前酸洗處理，能夠保證酸洗質(zhì)量，正常酸洗時間為5～6 min，且最長酸洗時間不應(yīng)大于20 min。

③鋁合金零部件酸洗質(zhì)量合格率約為98%，與傳統(tǒng)生產(chǎn)相比提高8%。且酸洗溶液腐蝕性比較弱，可以給掉進(jìn)溶液里面零部件以挽救時間。

［1］張躍庭，王永.鋁合金環(huán)保型前處理工藝研究與應(yīng)用［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2013（18）：191-192.

［2］陳曉麗，沈曉，張穎杰，等.6063鋁合金鍍銀前處理工藝［J］.電鍍與涂飾，2012（10）：35-37.

Pickling ProcessbeforeElectroplating of Universal AluminumAlloy

Gu Xixiu
（Henan PinggaoElectricCo.，Ltd，Pingdingshan Henan 467001）

In view of the disadvantagesthat present aluminum alloy processing pickling technology solution is easy to volatilizationbefore electroplating，and the fluctuation of parts treatment quliatybefore pickling processing，aluminum alloy universal pickling solutionis prepared，which has the advantages of environmental friendliness，and no volatilization.Through pickling testing study before electroplating treatment，the new solution has achievedthe pickling treatment for a variety of aluminum alloy before electroplating，thequalified rate has reached 98%，which has increased by about 8%compared with the qualified rate of traditional pickling method.

aluminum alloy；pickling；qualified rate

TQ153.1

A

1003-5168（2015）12-0134-3

2015-11-12

谷喜秀（1964-），男，工程師，研究方向：高壓電器。