用于高硅铝合金的无氰沉锌液

用于高硅铝合金的无氰沉锌液 用于高硅铝合金的无氰沉锌液 包志华1，田志斌1,2，詹益腾1,2，郭艳红2 (1.广州市三孚化工有限公司广东，广东广州510000;2.广州三孚新 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 科技有限公司，广东广州510000) 摘要:采用无氰沉锌技术在高硅铝合金表面制备沉锌层。通过正交试验得到无氰沉锌的最佳工艺配方为:NiSO4?7H2O4g/L，CuSO4?5H2O2g/L，FeCl31g/L，ZnO8g/L，NaOH60g/L，配位剂25g/L，调整剂1g/L。对采用最佳配方制得的沉锌层进行了孔隙率、结合力、沉锌电位–时间曲线等测试，结果表明，沉锌层表面致密、结合力好，可替代含氰化物的沉锌工艺，用于铝轮毂电镀生产。 关键词:高硅铝合金;轮毂;无氰沉锌;结合力 中图分类号:TQ153.15;TQ153.12 文献标志码:A 文章编号:1004-227X(2011)10-0033-04 1?前言 由于铝及铝合金具有较高的机械强度和较高的延展性，易加工、比强度高、质量轻，因此被大量应用于建筑、五金、电子、汽车、船舶、飞机、航天航空等领域。A356铝合金具有易铸造，受热产生裂纹的抵抗性强，流动性高，易于切割加工等优点，更被大量用于汽车铝轮毂生产。但由于铝及铝合金对氧具有较高的亲和能力，电极电位较负，属于两性金属，热膨胀系数比其他金属高，各种牌号的含量差异大等原因，导致铝及铝合金电镀较为困难。铝轮毂由于硅含量高，铸件本身存在气孔、砂眼、夹杂、偏析等缺陷，并且面积大、形状复杂，电镀处理更困难。因此必须对铝及铝合金进行表面预处理，再进行电镀。对铝轮毂进行预处理最常用的是表面沉锌法。即利用具有一定腐蚀性的沉锌溶液，除去铝的氧化膜，在受控置换反应下，在铝及铝合金表面浸镀得到一层不易被氧化的金属锌层。现阶段国内外铝轮毂电镀前处理主要是采用改良的邦得尔沉锌工艺。此工艺是在二元的基础上加入NiSO4、CuSO4等金属化合物，以及KNaC4H4O6、KCN等配位剂，使沉锌多元合金化。氰化物的巨大毒性对环境及操作人员的健康带来了极大的影响，因此人们不断在邦得尔法的基础上对沉锌液进行改进，采用各种配位剂来取代有毒的KCN和NaCN。T.Pearson等[5]报道了用无氰沉锌液加上适当的预处理，可确保高硅铝合金表面镀层的综合性能与氰化物沉锌相当，提出无氰沉锌工艺可用于高硅铝合金电镀。从此，无氰沉锌工艺的研究激情被重新点燃。 本文从电镀行业清洁生产的角度出发，采用多元配合物及添加剂组合代替氰化物，开发了适应于铝轮毂电镀生产的无氰沉锌液??SF-8900。采用正交试验对沉锌液进行优化，并对比研究了SF-8900沉锌层、国外某公司无氰沉锌层及含氰沉锌层的孔隙率及其与后续镍镀层间的结合力等性能，以检验SF-8900无氰沉锌的实用性。此外，还利用电化学工作站和沉锌液消耗测算的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，研究了3种体系沉锌的电位、沉锌层厚度及组成。 2?实验 2.1 实验材料采用50mm×30mm×0.5mm的市售1100纯铝片作基体。结合力测试样品则采用某铝轮毂压铸厂压铸的A356铝合金轮毂片(55mm×65mm×6mm)为基体，其组成(以质量分数表示)为:Si7.0%，Mg0.3%，Cu0.2%，Fe0.2%，Ti0.2%，Mn0.1%，Zn0.1%，Al91.9%。 2.2 工艺流程 化学除蜡?水洗?化学除油?水洗?碱蚀?水洗?除垢?水洗?一次沉锌?水洗?脱锌?水洗?二次沉锌?水洗?电镀瓦特镍(半光亮镍或无氰高密度铜)?水洗?活化?水洗?酸铜?水洗?活化?水洗?半光镍?光镍?水洗。 2.3 正交试验 本文主要研究沉锌液中各组分对耐蚀性和结合力的影响，寻找最佳沉锌液配方，以得到耐蚀性和与铝合金基体及后续镀层结合力良好的沉锌层。一次沉锌、二次沉锌及脱锌时间分别为60、40和30s，均在20?C下进行。配位剂主要由多羟基羧酸复配而成，调整剂主要由联吡啶、硫脲等化合物复配而成。按L18(37)正交表进行正交试验，因素及水平如表1所示。 沉锌层的孔隙率和结合力均分别采用3个样品进行测试并评分，取平均值进行极差 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。 2.4 性能测试 2.4.1 孔隙率 孔隙率测试采用GB5935-1986《轻工产品金属镀层的孔隙率测试方法》中的浸泡法进行 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 [6]，具体为:沉锌后将试样用纯水洗净并用滤纸吸干，随后放入孔隙率测试液(其组成为:铝试剂3.5g/L，氯化钠150g/L，白明胶10g/L)中静置5min后取出，用滤纸吸干水珠，计算试片上单位面积的红色斑点数。 2.4.2 结合力 (1)热震试验:按GB/T5270-2005《金属基体上的金属覆盖层电沉积和化学沉积层附着强度试验方法评述》中的热震试验法，将沉锌后电镀得到的镍镀层在220?C下烘烤60min，取出后立即投入冷水中，观察是否有起泡、脱皮现象。 (2)锉刀试验:按GB/T5270-2005中的锉刀法，工件边缘沿基体金属到沉积层的方向，与镀层呈45?角，利用4寸宽锉刀锉去沉积层，观察覆盖层与基体金属是否分离。 (3)锯刀试验:按通用GM264M标准，采用9.5mm宽、0.6mm厚、每厘米有4个锯齿的锯条，将锯齿朝下并由基体面向镀层以约1.1m/s的锯速切割，每个样品做4次测试，且相互之间距离3~4mm，观察有无脱皮现象。 2.4.3 沉锌层理论厚度及不同金属元素含量 采用北京东西的AA-7003A原子吸收光谱仪测试沉锌后沉锌液中铜、锌、镍、铁离子的质量浓度，剔除带出损失(用AA-7003A原子吸收光谱仪测试一次水洗槽中铜、锌、镍、铁离子的浓度，便可得到不同离子的带出量，即带出损失)后，计算出单位面积铝片上沉积的金属质量。单位面积沉积的金属质量除以金属密度得到的值即为单金属在铝片上的理论厚度，将所有金属厚度简单相加即为理论厚度。 2.4.4 开路电位–时间曲线 采用上海辰华CHI630化学工作站对沉锌液的电位–时间曲线进行测定，辅助电极采用铂电极，参比电极采用饱和甘汞电极(SCE)，工作电极采用100mm×2mm×0.5mm的1100纯铝片，电极经除蜡、除油、碱蚀、酸性除垢处理，浸入工作液的长度为50mm。 3?结果与讨论 3.1 正交试验结果分析 表2所示为正交试验结果的极差分析。由表2可知，从镀层孔隙率极差分析结果看，沉锌液的最优组合为:A3B3C1D3E1F1G2。氢氧化钠和氧化锌的质量浓度对沉锌层孔隙率的影响最大，适当降低氢氧化钠的质量浓度和提高氧化锌的质量浓度，有利于增大沉锌层厚度，从而减小沉锌层的孔隙率。但随着沉锌层厚度的增加，沉锌层的致密性会降低，电镀镍层会出现起泡、脱皮等不良现象。孔隙率可作为评价沉锌层好坏的指标之一，孔隙率小说明沉锌层致密，后续电镀起泡的机率小。但孔隙率并不是绝对指标，在现实生产中，仅孔隙率小并不能满足生产的需求，沉锌层的结合力好才是沉锌工艺应用的立足之本。分析表2中3种结合力测试方法的极差值，得到的沉锌液的最优组合均为:A2B2C1D2E2F2G2。因此，以这一组合作为SF-8900无氰沉锌液的基础配方。 3.2 SF-8900沉锌液与其他沉锌液的比较 3.2.1 孔隙率 1100铝基体沉锌层的孔隙率测试结果表明，SF-8900无氰沉锌层、国外某公司(市售)无氰沉锌层及氰化物沉锌层的孔隙率分别为:0~0.13、0.5~1.0及0~0.1个/cm2。由此可知，SF-8900沉锌液比市售国外某公司的沉锌层更加致密，与含氰化物沉锌层的孔隙率相当。 3.2.2 理论厚度与元素组成 Fe在沉锌过程中起到控制晶体体积、细化晶粒的作用，Ni主要影响晶核的成核步骤，Cu主要影响沉锌层与基体的结合力。表3所示为从不同沉锌液中制得的沉锌层理论厚度与元素组成的比较。从表3可以看出，3种沉锌层中，SF-8900沉锌层的Cu元素质量分数最高，理论厚度最小，即SF-8900沉锌层致密、结合力优良。 3.2.3 结合力 将A356铝轮毂片沉锌后，依次对其电镀半光镍30min、电镀酸铜90min、再电镀半光镍30min和电镀光镍30min，随后分别进行锉刀、锯刀和热震试验，以研究其沉锌层与基体及后续镀层之间的结合力。测试结果如图1所示，锉刀、锯刀试验后沉锌层与基体和与后续镀层之间无脱皮现象，220?C热震试验后无起泡现象。这表明，SF-8900无氰沉锌剂制备的沉锌层的结合力与现市面销售国外某公司的无氰沉锌和含氰化物沉锌的结合力相当。 3.2.4 电位–时间曲线 图2所示为不同溶液体系一次沉锌、二次沉锌的电位–时间曲线。 从图2a可知，与另外2种沉锌工艺相比，SF-8900无氰沉锌的电位能在更短的时间(仅需20~30s)内达到平衡，且其平衡电位值与含氰化物沉锌相近。从图2b可知，SF-8900的二次沉锌在5~10s内即达到平衡，此时铝件表面已覆盖一层均匀的沉锌层;20~60s时，SF-8900无氰沉锌的平衡电位与含氰化物沉锌的电位相近。达到平衡电位的时间越短，沉锌层越致密[10]，并且随着沉锌时间的延长，沉锌层厚度增加，沉锌层中锌含量增加，电位更接近锌的电位[11]。因此，综合考虑镀层的孔隙率、结合力厚度等性能，根据电位–时间曲线得到最佳沉锌时间为:一次沉锌50~70s，最佳为60s;二次沉锌35~50s，最佳为40s。 ?结论 4 (1)通过正交试验得到SF-8900无氰沉锌液的最佳配方为:NiSO4?7H2O4g/L，CuSO4?5H2O2g/L，FeCl31g/L，ZnO8g/L，NaOH60g/L，配位剂25g/L，调整剂1g/L。 (2)SF-8900无氰沉锌剂采用复合配位剂和复合调整剂替代氰化物，平衡电位都与含氰化物的沉锌剂接近，可替代含氰化物沉锌工艺，符合清洁生产的环保要求。 (3)与国外某品牌公司的无氰沉锌剂和市售含氰化物沉锌剂对比，SF-8900无氰沉锌剂的性能可与某国际品牌相媲美，达到国际先进水平;与市售含氰化物沉锌剂的性能相当，在某铝轮毂电镀厂中应用时，生产可长期稳定。 参考文献: [1]黄晓梅,李宁,黎德育,等.A356合金二次无氰浸锌层的微观组织研究[J].物理测试,2006,24(4):3-6,18. 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[11]黄晓梅,李宁,黎德育.高硅铝铸件镀前浸锌液的研究[J].电镀与环保,2004,24(5):27-30. 摘自于:文 - 汉语汉字 编辑词条 文，wen，从玄从爻。天地万物的信息产生出来的现象、纹路、轨迹，描绘出了阴阳二气在事物中的运行轨迹和原理。 故文即为符。上古之时，符文一体。 古者伏羲氏之王天下也，始画八卦，造书契，以代结绳(爻)之政，由是文籍生焉。--《尚书序》 依类象形，故谓之文。其后形声相益，即谓之字。--《说文》序》 仓颉造书，形立谓之文，声具谓之字。--《古今通论》 (1) 象形。甲骨文此字象纹理纵横交错形。"文"是汉字的一个部首。本义:花纹;纹理。 (2) 同本义 [figure;veins] 文，英语念为:text、article等，从字面意思上就可以理解为文章、文字，与古今中外的各个文学著作中出现的各种文字字形密不可分。古有甲骨文、金文、小篆等，今有宋体、楷体等，都在这一方面突出了"文"的重要性。古今中外，人们对于"文"都有自己不同的认知，从大的方面来讲，它可以用于表示一个民族的文化历史，从小的方面来说它可用于用于表示单独的一个"文"字，可用于表示一段话，也可用于人物的姓氏。 折叠编辑本段基本字义 1(事物错综所造成的纹理或形象:灿若,锦。 2.刺画花纹:,身。 3(记录语言的符号:,字。,盲。以,害辞。 4(用文字记下来以及与之有关的:,凭。,艺。,体。,典。,苑。,献(指有历史价值和参考价值的图书资料)。,采(a(文辞、文艺方面的才华;b(错杂艳丽的色彩)。 5(人类劳动成果的总结:,化。,物。 6(自然界的某些现象:天,。水,。 7(旧时指礼节仪式:虚,。繁,缛节(过多的礼节仪式)。 8(文华辞采，与“质”、“情”相对:,质彬彬。 9(温和:,火。,静。,雅。 10(指非军事的:,职。,治武功(指礼乐教化和军事功绩)。 11(指以古汉语为基础的书面语:552,言。,白间杂。 12(专指社会科学:,科。 13(掩饰:,过饰非。 14(量词，指旧时小铜钱:一,不名。 15(姓。 16( 皇帝谥号，经纬天地曰文;道德博闻曰文;慈惠爱民曰文;愍民惠礼曰文;赐民爵位曰文;勤学好问曰文;博闻多见曰文;忠信接礼曰文;能定典礼曰文;经邦定誉曰文;敏而好学曰文;施而中礼曰文;修德来远曰文;刚柔相济曰文;修治班制曰文;德美才秀曰文;万邦为宪、帝德运广曰文;坚强不暴曰文;徽柔懿恭曰文;圣谟丕显曰文;化成天下曰文;纯穆不已曰文;克嗣徽音曰文;敬直慈惠曰文;与贤同升曰文;绍修圣绪曰文;声教四讫曰文。如汉文帝。 折叠编辑本段字源字形 字源演变与字形比较 折叠编辑本段详细字义 〈名〉 1(右图是 “文”字的甲骨文图片，资料来源:徐无闻主编:《甲金篆隶大字典》，四川辞书出版社。1991年7月第一版。 “文”字的甲骨文字绘画的像一个正面的“大人”，寓意“大象有形”、“象形”;特别放大了胸部，并在胸部画了“心”，含义是“外界客体在心里面的整体影像、整体写真、整体素描、整体速写”。 许慎《说文解字》把“文”解释为“错画也”，意思是“对事物形象进行整体素描，笔画交错，相联相络，不可解构”，这与他说的独体为文、合体为字的话的意思是一致的。“说文解字”这个书名就表示了“文”只能“说”，而“字”则可“解”的意思。“文”是客观事物外在形象的速写，是人类进一步了解事物内在性质的基础，所以它是“字”的父母，“字”是“文”的孩子。“文”生“字”举例(以“哲”为例):先对人手摩画，其文为“手”;又对斧子摩画，其文为“斤”。以手、斤为父母，结合、生子，其子就是“折”(手和斤各代表父母的基因)。这个“折”就是许慎所谓的“字”。“字”从宀从子，“宀”表示“独立的房子”，子在其中，有“自立门户”的意思。故“字”还能与“文”或其他“字”结合，生出新“字”来。在本例，作为字的“折”与作为文的“口”结合，就生出了新的字“哲”。 2( 同本义 [figure;veins] 文，错画也。象交文。今字作纹。——东汉?许慎《说文》 五章以奉五色。——春秋?左丘明《左传?昭公二十五年》。注:“青与赤谓之文，赤与白谓之章，白与黑谓之黼，黑与青谓之黻。” 美于黼黼文章。——《荀子?非相》 茵席雕文。——《韩非子?十过》 织文鸟章，白旆央央。——《诗?小雅?六月》 斑文小鱼。——明? 刘基《诚意伯刘文成公文集》 3(又如:文驾(彩车);文斑(杂色的斑纹);文旆(有文彩的旗帜);文绣(绣有彩色花纹的丝织品;刺花图案);文织(有彩色花纹的丝织品);文鳞(鱼鳞形花纹)。 4(字，文字(“文”，在先秦时期就有文字的意思，“字”，到了秦朝才有此意。分别讲，“文”指独体字;“字”指合体字。笼统地说，都泛指文字。) [character] 饰以篆文。——南朝宋?范晔《后汉书?张衡传》 分文析字。——东汉?班固《汉书?刘歆传》 夫文，止戈为武。——《左传?宣公十二年》 距洞数百步，有碑仆道，其文漫灭。——王安石《游褒禅山记》 文曰“天启壬戌秋日”。——明? 魏学洢《核舟记》 文曰“初平山尺”。 5(又如:甲骨文;金文;汉文;英文;文迹(文字所记载的事迹);文书爻(有关文字、文凭之类的卦象);文异(文字相异);文轨(文字和车轨);文狱(文字狱);文钱(钱。因钱有文字，故称);文状(字据，军令状);文引(通行证;路凭);文定(定婚)。 6(文章(遣造的词句叫做“文”，结构段落叫做 “章”。) [literary composition] 故说诗者不以文害辞。——《孟子?万章上》 好古文。——唐? 韩愈《师说》 属予作文以记之。——宋? 范仲淹《岳阳楼记》 能述以文。——宋? 欧阳修《醉翁亭记》 摘其诗文。——清? 纪昀《阅微草堂笔记》 7(又如:文价(文章的声誉);文魔(书呆子);文会(旧时读书人为了准备应试，在一起写文章、互相观摩的集会);文移(旧时官府文书的代称);文雄(擅长写文章的大作家);文意(文章的旨趣);文义(文章的义理);文情(文章的词句和情思);本文(所指的这篇文章);作文(写文章;学习练习所写的文章);文魁(文章魁首);文价(文章的声价);文什(文章与诗篇)。 8(美德;文德 [virtue] 圣云继之神，神乃用文治。——杜牧《感怀诗一首》 9(又如:文丈(对才高德韶的老者的敬称);文母(文德之母);文武(文德与武功);文命(文德教命);文惠(文德恩惠);文德(写文章的道德);文薄(谓文德浅薄);文昭(文德昭著)。 10.文才;才华。亦谓有文才，有才华 [literary talent] 而文采不表于后世也。——汉? 司马迁《报任安书》 11(又如:文业(才学);文英(文才出众的人);文采风流(横溢的才华与潇洒的风度);文郎(有才华的青少年);文彦(有文才德行的人);文通残锦(比喻剩下不多的才华)。 12(文献，经典;韵文 [document;classics;verse] 儒以文乱法。——《韩非子?五蠹》 言必遵修旧文而不穿凿。——《说文解字?叙》 13(辞词句。亦指文字记载 [writings;record]。如:文几(旧时书信中开头常用的套语。意为将书信呈献于几前);文倒(文句颠倒);文过其实(文辞浮夸，不切实际);文义(文辞);文辞(言词动听的辞令);文绣(辞藻华丽)。 14(自然界的某些现象 [natural phenomenon] 经纬天地曰文。——《左传?昭公二十八年》 15(又如:天文;地文;水文;文象(日月星辰变化的迹象);文曜(指日月星辰;文星);文昌(星座名)。 16(文治;文事;文职。与“武”相对。 [achievements in culture and education;civilian post] 文能取胜。——《史记?平原君虞卿列传》 文不能取胜。 魏征《谏太宗十思疏》 文武并用。——唐? 精神折冲于千里，文武为宪于万邦。――明《袁可立晋秩兵部右侍郎诰》 17(又如:文臣，文吏(文职官吏);文席(教书先生的几席);文品(文官的品阶);文帅(文职官员出任或兼领统帅);文烈(文治显赫);文员(文职吏员);文阶(文职官阶);文道(文治之道);文业(文事);文僚(文职官吏)。 18(法令条文 [articles of decree] 而刀笔吏专深文巧诋，陷人于罪。——《史记?汲黯列传》 19(又如:文劾(根据律令弹劾);文法吏(通晓法令、执法严峻的官吏);文丈(规矩;制度);文移(官府文书);文牓(布告;文告);文宪(礼法;法制)。 20(文言。古代散文文体之一;别于白话的古汉语书面语 [literary language]。如:半文半白;文语;文白(文言文和白话文)。 21(文教;礼节仪式 [rites] 则修文德。——《论语?季氏》 22(又如:文丈(崇尚礼文仪节);文俗(拘守礼法而安于习俗);文致(指礼乐);文貌(礼文仪节);文绪(文教礼乐之事);文仪(礼节仪式) 23(指表现形式;外表 [form;appearance]。如:文服(表面服从);文榜(告示、布告之类);文诰(诰令) 24(指鼓乐，泛指曲调 [music;tune]。如:文曲(指乐曲);文始(舞乐名) 25(谥号，谥法:勤学好问叫文 [study deligently] 何以谓之文。——《论语》 是以谓之文。 26(姓 〈动〉 1(在肌肤上刺画花纹或图案 [tatto (the skin)] 被发文身。——《礼记?王制》。注:“谓其肌，以丹青涅之。” 文绣有恒。——《礼记?月令》 2(又如:文笔匠(在人身上刺花的艺人);文身断发(古代荆楚、南越一带的习俗。身刺花纹，截短头发，以为可避水中蛟龙的伤害。后常以指落后地区的民俗);文木(刻镂以文采之木) 3(修饰;文饰 [cover up] 身将隐，焉用文之?——《左传?僖公二十三年》 饰邪说，文奸言，以枭乱天下。——《荀子?非十二子》 4(又如:文过饰非;文致(粉饰;掩饰);文冢(埋葬文稿之处) 5(装饰 [decorate] 舍其文轩。——《墨子?公输》 此犹文奸。 文车二驷。——明? 归有光《项脊轩志》 文马四百匹。——《史记?宋世家》 若将比予文木邪。——《庄子?人间世》 6(又如:文巧(文饰巧辩);文竿(以翠羽为饰之竿);文舫(装饰华丽的游艇);文饰(彩饰);文榭(饰以彩画的台榭);文舟，文艘(装饰华丽的船);文剑(装饰华丽的剑);文舆(饰以彩绘的车) 7(撰写文章 [write]。如:文匠(写文章的大家);文祸(因写文章而招来的灾祸);文雄，文杰(指文豪) 〈形〉 1(有文采，华丽。与“质”或“野”相对 [magnificent;gorgeous] 其旨远，其辞文。——《易?系辞下》 晋公子广而俭，文而有礼。——《左传?僖公二十三年》 2(又如:文巧(华丽奇巧);文朴(文华与质朴);文服(华美的衣服);文砌(华美的石阶);文 ;文质(文华与质朴) 背(不文雅，粗俗);文轩(华美的车子) 3.柔和，不猛烈 [mild;gentle]。如:文烈(指火候温猛) 4(美，善 [fine;good]。如:文徽(华美);文鸳(即鸳鸯。以其羽毛华美，故称);文衣(华美的服装) 5(通“紊”。紊乱的 [disordered] 惇宗将礼，称秩元祀，咸秩无文。——《书?洛诰》 天子祭天下名山大川，怀柔百神，咸秩无文。——《汉书?郊祀志上》 王者报功，以次秩之，无有文也。——庆劭《风俗通义?山泽》 〈量〉 1(用于旧时的铜钱。如:一文钱 2(用于计算纺织物 五扶为一首，五首成一文。——《后汉书》