铝合金和不锈钢新型电镀工艺研究

铝合金和不锈钢新型电镀工艺研究

论文摘要

电镀是重要的表面工程技术之一,其目的是通过电镀工艺在基材上镀上金属或合金镀层,改变基材表面性质或尺寸,从而达到增强金属的抗腐蚀性、增加硬度、减少磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性和表面美观等目的。目前在铝合金和不锈钢表面电镀已被广泛应用,但也存在一些问题,例如,工艺复杂、镀层结合力差、成本高、电镀液容易对环境造成污染等。本文针对这些问题分别就3005铝合金和304不锈钢电镀溶液组分和电镀工艺参数进行详细研究。开发出新型电镀溶液,并对镀层的表面形貌、元素成分及耐蚀性进行了表征,研究工作主要包括以下几个方面:1.针对铝合金极易产生氧化膜的特性,研究了一种有效的阳极去膜剂,在对工件进行适度的阳极去膜后,瞬间转向进行阴极镀镍,可得到镀层均匀、结晶细致的膜层。该层仅作为电镀底层,在此基础上可再进行后续装饰镀或功能镀,以获得良好的镀层性能。研究了操作条件和工艺参数对镀层性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)对膜层微观形貌进行分析。该法克服了传统的二次浸锌操作复杂、镀液难以控制的缺点。新工艺具有操作简单、成本低廉等优点。2.开发了一种铝合金经阳极氧化后再电镀的工艺。采用磷酸溶液对铝合金进行氧化后,可形成一层很薄的氧化膜,通过SEM观察了磷酸扩孔后氧化膜的表面形貌,该层氧化膜具有孔径大且分布均匀的优点,可有效地增大比表面积,有利于增强随后电沉积镍层的结合力。氧化后直接恒流阴极电镀暗镍即可,不需要复杂的电源转向。电镀溶液中加入一种络合剂,增加阴极极化,提高表面过电位,使结晶更为细致。再后续镀可达到较好电镀效果。研究了磷酸阳极氧化及电镀暗镍的工艺参数对镀层性能的影响。3.采用阳极电解活化-预镀镍工艺对304不锈钢进行表面预处理,结合去膜添加剂,阳极活化和预镀镍同槽进行,采用计时继电器控时再瞬间转向电镀,此法可充分去除不锈钢表面顽固的氧化膜,镀覆一层结合力良好的薄镍。在此基础上进行各种后续镀可得到性能优异的镀层。确定了镀液的组分和电镀工艺参数。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 铝及其合金的性质和应用
  • 1.2 铝合金电镀技术
  • 1.2.1 化学除油
  • 1.2.2 化学抛光
  • 1.2.3 浸锌工艺
  • 1.2.4 铝合金电镀单金属
  • 1.2.5 电镀合金金属
  • 1.3 不锈钢的性质和应用
  • 1.4 不锈钢电镀技术
  • 1.4.1 不锈钢酸洗
  • 1.4.2 不锈钢化学抛光
  • 1.4.3 电解活化-预镀镍
  • 1.4.4 不锈钢电镀
  • 1.4.5 不锈钢化学镀
  • 1.5 课题选择的意义和内容
  • 1.5.1 铝合金电镀
  • 1.5.2 不锈钢电镀
  • 第2章 铝合金直接电镀镍工艺研究
  • 2.1 实验部分
  • 2.1.1 实验材料及药品
  • 2.1.2 实验仪器
  • 2.1.3 电镀工艺流程
  • 2.1.4 镀层性能测试
  • 2.2 结果与讨论
  • 2.2.1 直接镀镍工艺
  • 2.2.2 镀液组分对镀层性能的影响
  • 2.2.3 电镀工艺参数对镀层性能的影响
  • 2.2.4 镀层结构和形貌
  • 2.2.5 后续镀
  • 2.3 小结
  • 第3章 铝合金阳极氧化后电镀镍工艺研究
  • 3.1 实验部分
  • 3.1.1 实验材料及药品
  • 3.1.2 实验仪器
  • 3.1.3 电镀工艺流程
  • 3.1.4 镀层性能测试
  • 3.2 结果与讨论
  • 3.2.1 磷酸阳极氧化工艺
  • 3.2.2 镀液组分对镀层性能的影响
  • 3.2.3 电镀工艺参数对镀层性能的影响
  • 3.2.4 后续镀
  • 3.3 小结
  • 第4章 不锈钢电镀镍工艺研究
  • 4.1 实验部分
  • 4.1.1 实验材料及药品
  • 4.1.2 实验仪器
  • 4.1.3 电镀工艺流程
  • 4.1.4 镀层性能测试
  • 4.2 结果与讨论
  • 4.2.1 电解活化-预镀镍工艺
  • 4.2.2 镀液组分对镀层性能的影响
  • 4.2.3 阳极电解活化-预镀镍工艺参数对镀层性能的影响
  • 4.2.4 后续镀
  • 4.3 小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
  • 致谢
  • 相关论文文献

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