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[摘 要]该工艺方法研究了铝合金压铸件化学镀镍过程中，一般预处理工艺，使用氢氧化钠碱蚀、混酸洗的方式对工件表面腐蚀严重，导致表面针孔，微气孔等缺陷暴露明顯，使镀层易起泡，防腐性能受到影响，同时该预处理方式对环境的污染和操作人员身体的危害较大。经实验，采用镀前浸稀硝酸和超声波清洗处理，镀后封孔处理的方式。镀层的表面质量得到有效提高。
[关键词]化学镀镍；预处理；工艺
中图分类号：TU639 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0078-01
前言
对铝合金压铸件表面进行化学镀镍，可以大大提高其耐磨性、抗蚀性、钎焊性及装饰性等，其应用愈来愈广泛。但是铝合金压铸件在一般化学镀镍工艺预处理中，易暴露铸造缺陷，表面会产生针孔、微气孔、镀层起泡等缺陷，对产品外观和防腐性能造成影响，军工产品存在严重质量隐患。为解决相关问题，通过实验改进预处理工艺及增加镀后封孔处理。
一、 试验
样件选择：某型铝合金压铸件腔体：120×50×25mm。
试验方案：①通过降低一般工艺的化学除油、碱蚀、浸酸的时间，减少前处理中强酸、强碱对压铸件的腐蚀。
②改进工艺，前处理化学除油后进行浸稀硝酸和超声波处理，在镀镍后增加封孔处理。
合格判定 外观：镀层均匀，不应有麻点、裂纹、起泡、分层、明显针孔等缺陷。盐雾试验通过64小时基材无腐蚀现象。（镀层厚度15um）
1.1 试验方案①
一般的化学镀镍工艺为：
有机除油→化学除油→碱蚀→浸混合酸→浸锌酸盐→化学镀镍→压缩空气吹干→老化烘干（为保证除油除污效果可进行多次碱蚀、浸酸）
前处理工艺详细过程：
①有机除油 用180#洗涤汽油清洗零件内、外表面的油污及其它脏物。若表面油污较少的情况下，可直接进行化学除油工序。
②化学除油 Na0H 60～80g/L，Na2C03 20～40g/L，Na3P04 20～40g/L，Na2SiO3 3～10g/L； 温度 40～60℃，时间5～10min。
③碱蚀 Na0H 20～35g/L；温度 40～60℃，时间1～2min。
④浸混合酸 HNO3 30%（体积比），HF 70%（体积比）；温度室温，时间10～30S。
进行128次有效交叉试验后，实验发现单独或者同时降低化学除油、碱蚀、浸酸的时间，刚开始随着温度降低针孔、起泡现象有所减少，当温度越来越低，除油效果会逐渐变差，最终导致针孔和起泡现象越来越严重。试验结果：通过降低前处理各工序时间的方案，无法完消除针孔、起泡等缺陷，64小时盐雾试验腐蚀严重。
工艺产生缺陷的原因：预处理使用碱蚀和浸混合酸的方式，均为强酸强碱，对工件腐蚀速度快。经分析：压铸铝合金前处理后出现针孔的原因，由于在压铸过程中，冷却温度的不均匀，在压铸表面易产生偏析现象，致使表面产生针孔、微气孔等缺陷。电镀前处理经强酸、强碱浸蚀后，滞留在孔隙和缺陷处的电镀液很难清洗干净，与锌发生化学反应，产生氢气，导致在电镀过程中或者电镀后镀层会出现起泡现象。
1.2试验方案②
改进后的化学镀镍工艺为：
有机除油→化学除油→浸稀硝酸→超声波清洗→浸锌酸盐→化学镀镍→铬酸盐钝化→压缩空气吹干→老化烘干
前处理工艺详细过程：
① 浸稀硝酸 HNO3 35%（体积比）；温度 室温。
② 超声波清洗 频率40～68KHZ；温度 室温。
③ 铬酸盐钝化 K2Cr2O7+10g/L～30g/L（Na2CO3调PH=9）；温度室温。
（化学除油碱性较弱按原工艺进行）
进行128次有效交叉试验后，根据试验结果选取的最佳工艺参数为：
超声波处理时间过长会使铝合金表面过度氧化，影响镀层附着力。根据标准HB5040-1977《化学镀镍层质量检验》13（2）中锉刀法进行检测镀层附着力实验结果。选择最佳参数为：
按此方案②最佳参数进行10组实验进行再次确认。镀层外观皆无明显针孔及微气孔缺陷，外表无起泡，镀层附着力锉刀实验符合标准。 盐雾试验：64小时盐雾试验无腐蚀，最高可达到128小时无腐蚀。质量检验符合标准？GB/T13913—92的要求。
在原工艺的基础上取消碱蚀、浸混合酸，换用浸稀硝酸、超声波清洗，增加化学镀镍后铬酸盐钝化的工序。
铝合金压铸件表面疏松将影响镀层的耐腐蚀性，且铝本身容易被酸、碱蚀从而限制了镀前的清洗规范，表面清洗的目的在于：表面的油脂污物必须除干净，一面在后续处理时产生浸蚀或浮灰，保证镀层的结合力。超声波水洗可以很好的除去零件表面微小孔内的气体，有利于夹杂物的凝聚和消除，保证了镀前基材表面的洁净度。
化学镀镍合金镀层在形成过程中不可避免地产生微孔，随着镀层厚度的增加，镀层微孔会逐渐消失，但出于装配精度的考虑，镀层厚度必须符合设计图纸要求，因为镀层厚度的限制镀层的微孔难以避免。因此，为增强化学镀镍层防腐性能，试验增加封孔处理，降低孔隙率，提高防腐性。采用成本低、效果好的重铬酸钾进行处理。
二、试验结果分析
化学镀镍层检测根据，质量检验标准GB/T13913—92《自催化镍-磷镀层 技术要求和试
验方法》的要求。盐雾试验根据GBT10125-1997《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》
1. 化学镀镍层符合设计图纸要求。
2. 确定的最佳的浸酸、超声波清洗、铬酸盐钝化的时间范围。
3.改进后工艺试验样件：镀层均匀致密，无麻点、裂纹、起泡、分层、针孔、起泡等缺。
4.改进后工艺试验样件：盐雾试验所有样件均无腐蚀，且盐雾试验时间达到128小时。
三、结论
化学镀镍过程中预处理选用稀硝酸和超声波替代碱蚀和多次酸洗、镀后增加封孔处理的方式，来消除铝合金压铸件化学镀镍过程中的针孔、微气孔、起泡的现象是切实可行的。根据该工艺加工的产品具有镀层致密美观，防腐性能好等优点。完全能满足军品生产高质量的严格要求特点。
参考文献
[1] GB/T13913—92《自催化镍-磷镀层 技术要求和试验方法》
[2] HB5040-1977《化学镀镍层质量检验》
[3] GBT10125-1997《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》
[关键词]化学镀镍；预处理；工艺
中图分类号：TU639 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0078-01
前言
对铝合金压铸件表面进行化学镀镍，可以大大提高其耐磨性、抗蚀性、钎焊性及装饰性等，其应用愈来愈广泛。但是铝合金压铸件在一般化学镀镍工艺预处理中，易暴露铸造缺陷，表面会产生针孔、微气孔、镀层起泡等缺陷，对产品外观和防腐性能造成影响，军工产品存在严重质量隐患。为解决相关问题，通过实验改进预处理工艺及增加镀后封孔处理。
一、 试验
样件选择：某型铝合金压铸件腔体：120×50×25mm。
试验方案：①通过降低一般工艺的化学除油、碱蚀、浸酸的时间，减少前处理中强酸、强碱对压铸件的腐蚀。
②改进工艺，前处理化学除油后进行浸稀硝酸和超声波处理，在镀镍后增加封孔处理。
合格判定 外观：镀层均匀，不应有麻点、裂纹、起泡、分层、明显针孔等缺陷。盐雾试验通过64小时基材无腐蚀现象。（镀层厚度15um）
1.1 试验方案①
一般的化学镀镍工艺为：
有机除油→化学除油→碱蚀→浸混合酸→浸锌酸盐→化学镀镍→压缩空气吹干→老化烘干（为保证除油除污效果可进行多次碱蚀、浸酸）
前处理工艺详细过程：
①有机除油 用180#洗涤汽油清洗零件内、外表面的油污及其它脏物。若表面油污较少的情况下，可直接进行化学除油工序。
②化学除油 Na0H 60～80g/L，Na2C03 20～40g/L，Na3P04 20～40g/L，Na2SiO3 3～10g/L； 温度 40～60℃，时间5～10min。
③碱蚀 Na0H 20～35g/L；温度 40～60℃，时间1～2min。
④浸混合酸 HNO3 30%（体积比），HF 70%（体积比）；温度室温，时间10～30S。
进行128次有效交叉试验后，实验发现单独或者同时降低化学除油、碱蚀、浸酸的时间，刚开始随着温度降低针孔、起泡现象有所减少，当温度越来越低，除油效果会逐渐变差，最终导致针孔和起泡现象越来越严重。试验结果：通过降低前处理各工序时间的方案，无法完消除针孔、起泡等缺陷，64小时盐雾试验腐蚀严重。
工艺产生缺陷的原因：预处理使用碱蚀和浸混合酸的方式，均为强酸强碱，对工件腐蚀速度快。经分析：压铸铝合金前处理后出现针孔的原因，由于在压铸过程中，冷却温度的不均匀，在压铸表面易产生偏析现象，致使表面产生针孔、微气孔等缺陷。电镀前处理经强酸、强碱浸蚀后，滞留在孔隙和缺陷处的电镀液很难清洗干净，与锌发生化学反应，产生氢气，导致在电镀过程中或者电镀后镀层会出现起泡现象。
1.2试验方案②
改进后的化学镀镍工艺为：
有机除油→化学除油→浸稀硝酸→超声波清洗→浸锌酸盐→化学镀镍→铬酸盐钝化→压缩空气吹干→老化烘干
前处理工艺详细过程：
① 浸稀硝酸 HNO3 35%（体积比）；温度 室温。
② 超声波清洗 频率40～68KHZ；温度 室温。
③ 铬酸盐钝化 K2Cr2O7+10g/L～30g/L（Na2CO3调PH=9）；温度室温。
（化学除油碱性较弱按原工艺进行）
进行128次有效交叉试验后，根据试验结果选取的最佳工艺参数为：
超声波处理时间过长会使铝合金表面过度氧化，影响镀层附着力。根据标准HB5040-1977《化学镀镍层质量检验》13（2）中锉刀法进行检测镀层附着力实验结果。选择最佳参数为：
按此方案②最佳参数进行10组实验进行再次确认。镀层外观皆无明显针孔及微气孔缺陷，外表无起泡，镀层附着力锉刀实验符合标准。 盐雾试验：64小时盐雾试验无腐蚀，最高可达到128小时无腐蚀。质量检验符合标准？GB/T13913—92的要求。
在原工艺的基础上取消碱蚀、浸混合酸，换用浸稀硝酸、超声波清洗，增加化学镀镍后铬酸盐钝化的工序。
铝合金压铸件表面疏松将影响镀层的耐腐蚀性，且铝本身容易被酸、碱蚀从而限制了镀前的清洗规范，表面清洗的目的在于：表面的油脂污物必须除干净，一面在后续处理时产生浸蚀或浮灰，保证镀层的结合力。超声波水洗可以很好的除去零件表面微小孔内的气体，有利于夹杂物的凝聚和消除，保证了镀前基材表面的洁净度。
化学镀镍合金镀层在形成过程中不可避免地产生微孔，随着镀层厚度的增加，镀层微孔会逐渐消失，但出于装配精度的考虑，镀层厚度必须符合设计图纸要求，因为镀层厚度的限制镀层的微孔难以避免。因此，为增强化学镀镍层防腐性能，试验增加封孔处理，降低孔隙率，提高防腐性。采用成本低、效果好的重铬酸钾进行处理。
二、试验结果分析
化学镀镍层检测根据，质量检验标准GB/T13913—92《自催化镍-磷镀层 技术要求和试
验方法》的要求。盐雾试验根据GBT10125-1997《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》
1. 化学镀镍层符合设计图纸要求。
2. 确定的最佳的浸酸、超声波清洗、铬酸盐钝化的时间范围。
3.改进后工艺试验样件：镀层均匀致密，无麻点、裂纹、起泡、分层、针孔、起泡等缺。
4.改进后工艺试验样件：盐雾试验所有样件均无腐蚀，且盐雾试验时间达到128小时。
三、结论
化学镀镍过程中预处理选用稀硝酸和超声波替代碱蚀和多次酸洗、镀后增加封孔处理的方式，来消除铝合金压铸件化学镀镍过程中的针孔、微气孔、起泡的现象是切实可行的。根据该工艺加工的产品具有镀层致密美观，防腐性能好等优点。完全能满足军品生产高质量的严格要求特点。
参考文献
[1] GB/T13913—92《自催化镍-磷镀层 技术要求和试验方法》
[2] HB5040-1977《化学镀镍层质量检验》
[3] GBT10125-1997《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》