正式铸铝合金镀银工艺探讨(第二版).
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1、铸铝合金镀银工艺改进铸铝合金镀银工艺研究摘 要电镀银被广泛应用在高压电器产品零件的接触的导电部位，目的是使导体具有良好导电性、导热性及减少摩擦力。由于使用条件苛刻，所以镀银层的质量要求极高，在高电压及超高电压条件下，导体镀银层一旦脱落，就会影响绝缘，造成产品放电、甚至会爆炸。目前应用在高压电气产品中的导体材质正逐步被铸铝合金替代，因此研究铸铝导体镀银工艺，提高镀银层结合力，成为高压开关行业一个重要课题。铸铝合金电镀过程中经常出现银层起泡、脱落缺陷，直接导致电镀生产的一次合格率低，严重影响了公司产品质量、生产进度，同时由于大量返工，也造成了资源的浪费。本课题通过从生产实际出发，逐层分析电镀各工序
2、过程，找出可能引起各种缺陷的原因，总结出较佳的工艺条件及操作方法，目的就是为了提高铸铝合金电镀的一次合格率。本文通过铸件材质分析、工艺过程及工艺条件分析，又经大量试验，提出改进工艺：a.强碱除油改为复合除油; b.增加一道活化工序；c.二元合金浸锌改为多元合金浸锌。通过以上工艺改进，铸铝合金镀银的合格率从20%提高到97%左右。关键词：铸铝合金（基体） 镀银（表面处理） 结合力差（缺陷） 论文类型：工业应用第一章 概述（20页）铝及其合金具有材料来源广、材质轻、熔点低、便于机械加工、导电性能良好和价格合理等优点，为了降低生产成本、减轻产品重量，在高压电气制造行业，铝及其合金材料被大量使用，如铝
3、合金外壳、分支筒、母线筒、长导体等。（铝材优点及应用）但在两个零件的接触面或接触点上，一般采用两个铜导体相接触，为了提高导电性，会在接触面上镀一层薄银，而不会让2个铝合金零件或1个铝合金零件与1个铜合金零件直接接触，这是由于铝及其合金表面极易氧化，致使其表面生成一层氧化膜，使零部件导电性降低，电阻增大，接触点局部温升过高，当大电流（如2000A、3500A）通过时，由于过高的温度，引起零件接触面的烧蚀、变形甚至熔化，引起局部放电，直接影响产品的质量。（引入镀银的伏笔）金属银的熔点高，导电、导热性好，物化性能稳定，耐磨性能稳定，通过在铝合金接触面上镀一层薄银，降低接触面电阻，提高导电、导热性能，
4、问题得到很好的解决，可以用铝合金零件替代部分铜导体，制成接触导体，达到减轻产品重量，降低生产成本的目的。但对于需要动接触的导体，由于材料力学原因，还不能替代铜材零件。（镀银目的）在铝合金各种加工方法中，相对机械切、削、刨、磨等工序而言，铸造一次成型工序简单，切削量大幅度降低，这既适用于企业产品的批量化生产，又能降低生产成本，提高工作效率。随着公司铸造工艺水平的极大提高，铝合金铸造一次成型零件正逐渐替代铝型材机加工零件。因此，铝合金镀银的重点转向解决铸铝合金镀银方向。（铸铝替代型材铝合金优势）铝及其合金属两性金属，在酸、碱中都不稳定，这使其电镀本身过程复杂。再则铸铝合金中含有多种其它金属成份，铸
5、造过程中的工艺缺陷使铸件难免有砂孔 、气泡孔等，因此给电镀带来很多困难。砂眼、气孔极易在 电镀过程中残留一些溶液于其孔中，而且又难清洗干净，这些残留于砂眼、气孔中的化学溶液在孔中发生反应腐蚀本体，反应生成物、反应产生气体直接导致镀层起泡、镀层脱落，使铝上镀银层与本体结合力显著下降，这是影响电镀质量的重要原因之一。（铸铝合金电镀的问题）目前国内在铸铝合金电镀工艺研究方面存在不系统、不全面等缺点：把铸铝合金镀银等同于一般的铝合金镀银，不考虑材质本身对镀银的影响，如不同含量、不同成分、不同结构使用同一种配方及工艺，没有做到特殊材质特殊处理；又或者只是增加了驱氢工序；有些则单纯研究除油的影响，如有机除
6、油、中性除油、弱腐蚀除油等；有些单纯研究浸锌的影响，如二元浸锌、多元浸锌、锌合金浸锌等。这些都是对点的研究，而电镀本身是一个系统过程，过程控制好坏，直接影响最终的镀银结果。（铸铝合金电镀目前研究现状）为了改变这种状况，我们从整个过程研究铸铝合金镀银：从铝合金铸造过程、材质成分、工艺缺陷、电镀各工序，进行系统研究后，得出改进方法：除油碱蚀两步法，化学浸蚀两步法，水洗方式3步法，化学浸锌2步法，并确定了处理工艺流程及其相关参数，将本工艺及其处理结果与其它处理工艺进行了比较，结果表明，镀层结合力良好。本工艺性能稳定，效果好，且快速、方便，易于维护，可替代国内外同类产品的旧工艺，具有广阔的应用前景。（
7、采取措施）1.1 铝及铝合金1.1.2 铝及铝合金的特性随着近代机械制造工业的迅猛发展，铝合金的应用领域也越来越广，铝之所以应用广泛，除有着丰富的蕴藏量（约占地壳重量的8.2%，为地壳中分布最广的金属元素）、治炼较简便以外，更重要的是铝有着优良特性。比重较小：纯铝密度约为2.7g/cm3，而Al-4Li，2.4g/cm3，Al-12Fe，3.06/cm3 ,与铁的密度相比，约为它的13, 比Cu、Fe及其合金轻得多（可用于航天器、汽车、高速磁悬浮列车等轻量化）。比强度高：纯铝的强度虽然不高，退火状态的抗拉强度约为80Mpa，但通过冷加工可使其强度提高一倍以上。而且在铝中添加铜、镁、锰、铬等合金
8、元素制成铝合金，再经热处理进一步强化，可得到2Kg/mm 260Kg/mm2不同的强度等级。加工性能好：铝及铝合金强度低，塑性好，易机械加工，且加工速度快，可用铸造、轧制、冲压、拔丝、施压、拉形、滚轧、锤击、锻打和挤压等方法制成各式各样的制品，如铝轮圈、天花板嵌灯灯罩、电容器外壳、铝锅等。传导性强：铝是一种优良的导电材料。铝的导电能力虽然只有铜的60%70% ，但是按重量计算，铝能够更好地导电。以传导等量电流而论，铝的导电截面积大约是铜的1.6倍，然而铝的重量只有铜的50%。换言之，铝可节省用量。况且铝的价格远低于铜。故用铝代铜做导电材料可以节省投资费用。铝具有良好的导热性能。铝的热导率大约是
9、不锈钢的10倍。因此铝是制造机器活塞、热交换器、冷却翅板、饭锅和电熨斗的理想材料。耐蚀性好：虽然铝是一种非常活泼的常用金属，它在一般的氧化环境中却是很稳定的。这是因为暴露在氧气、水和其他氧化剂的新鲜铝表面上生成一薄层连续的氧化铝膜，它具有很强的稳定性。此层氧化铝的分子体积大约是氧化反应中所消耗的铝的体积1.3倍。所以此层氧化膜是处于压应力之下，一旦局部受到损伤，立即能够弥补。在干燥的氧气中，此层表面膜的厚度达到极限值，它与温度有关。在室温下，其厚度为2.53.0nm。在室温以及100%相对湿度时，所生成的氧化铝膜大约是在干燥氧气中的两倍。在潮湿的环境中，通常生成两层氧化铝膜；紧贴在金属表面上的
10、连续膜，在固-气界面上转化为氢氧化合膜。在较高的温度下以及在铝合金（特别是那些含镁和铜的铝合金）的表面上，生成结构上更加复杂的氧化膜。同时铝合金表面还可以化学着色、上漆、喷漆，通过这些方法大大提高铝构件的耐腐蚀性，起到保护作用。表面处理性广：铝具有优良之表面处理性，包括阳极处理、涂覆及电镀等，尤其阳极处理能产生各种不同色泽、硬度的膜，以适用于各种用途产品。无低温性：铝在低温下的强度特性引人注目，它的强度随温度降低而增大，即使温度降低到-198，铝也不变脆，铝在超低温之状态下，无一般碳钢之低温脆性问题，可适用于低温设备、船舶等。无磁性：铝没有磁性它不会产生附加的磁场，在精密仪器中不会起干扰作用。
11、高反射性：铝具有良好的光和热的反射能力，所以铝用来制造反光镜，又可作绝热材料。由于铝及其铝合金具有一系列优异特性，在金属材料的应用中铝材仅次于钢铁而跃居第二位。1.1.2 铝及铝合金的用途（展开写）正是由于铝及铝合金具有众多无可比拟的优势，近五十年来，铝已成为世界上应用最为广泛的金属之一，具体应用如下：（一）轻工业目前轻工业是中国消费铝大户，“十五”和“十一五”期间轻工业耗铝量约占全国铝消费量的32.8% 和22.5% ，以日用五金、家用电器、日用玻璃和日用化工用铝最多，分别占轻工业耗铝量的52%、32%、5%和3%。西方工业发达国家轻工业用铝所占比例要小。（二）电气行业中国高压输电线路几乎都
