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）

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溶液易揮發、零部件酸洗前處理質量波動的缺點，配制了鋁合金通用型酸洗溶液，溶液具有環境友好、無揮發的優點。通過電鍍前處理酸洗試驗研究，新型溶液實現了多種鋁合金的電鍍前酸洗處理，質量合格率達到98%，較傳統酸洗方式合格率提高約8%。

鋁合金；酸洗；合格率

目前，用于高電壓開關的導電鋁合金零部件，一般要采用鍍銀處理，鋁合金材質包括2系列鋁合金、6系列鋁合金、7系列鋁合金等，作為開關設備的關鍵零部件，鍍銀層耐受電壓等級決定了開關的適用電壓等級。鍍銀層與基體良好的結合是保證零部件導電性能的關鍵。目前在鍍銀生產中，傳統非環保型酸洗前處理技術由于環境問題、零部件易發生腐蝕問題正在遭遇前所未有的挑戰。前處理工藝過程中使用了硝酸與氫氟酸強腐蝕、揮發性、非環保酸洗溶液，均屬于非環保的化學試劑。目前鋁合金前處理酸洗質量合格率僅約90%。近年來，市場上出現了環保酸洗技術，但通用性差，且鋁合金種類較多，生產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深入研究。

為保證酸洗質量安全可靠，且滿足生產過程環境友好。需要開發通用型環保酸洗工藝技術，適用于高壓開關用多系列鋁合金，提高零部件的酸洗質量。

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不同，溶液配制主要從無機污染與有機油污兩方面入手。選用碳酸鹽（Na2CO3）、氫氧化鈉（NaOH）、檸檬酸、EDTA四鈉、聚乙二醇400和適量的分散劑進行復配，酸洗溶液全部為環保組分。

Na2CO3的作用是緩蝕，保護鋁合金基材；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、復合助劑、光亮劑與水進行復配，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，可以改善生產車間的環境質量，提高鍍銀層質量與一次鍍銀合格率。

前處理溶液質量百分比為：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　試驗細節

2.1試驗基材

試驗材料選擇導電用鋁合金，包括2系列鋁合金、6系列鋁合金、7系列鋁合金等材質零部件。零部件均為生產加工狀態，表面存在一些油污與氧化皮，且部分零部件結構比較復雜。

2.2工藝過程

工藝過程為：

①一次水洗，室溫條件下，進行水洗20～60s；

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

③二次水洗，室溫條件下，將環保酸洗后的零部件進行水洗20～60s。

2.3分析方法

統計酸洗效果，并與傳統酸洗方式進行比較，確定最佳工藝參數。

延長酸洗時間，記錄零部件過腐蝕的時間，確定酸洗技術的最大工藝窗口。

3　試驗結果

3.16系列酸洗效果統計

6系列鋁合金，合金元素常見，如硅（Si）、鎂（Mg）、鐵（Fe），試驗中酸洗效果良好，具體統計結果如表1。無論是結構復雜與否，原始狀態如何，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，質量合格率達到了98%，高于傳統前處理酸洗的合格率，傳統酸洗合格率僅僅90%。為了掌握較好的溶液性能數據，延長酸洗時間，至20 min零部件均無過腐蝕現象，但是酸洗時間延長至25 min零件開始出現過腐蝕現象，而傳統酸洗方式10 min，零部件就會出現過腐蝕。

3.22系列酸洗效果統計

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，酸洗后試驗樣塊呈現金屬光澤，兩類零部件統計結果如表2，酸洗質量合格率達到了99%。為了掌握較好的溶液性能數據，酸洗時間延長至25 min，零部件均無過腐蝕現象，但是酸洗時間延長至30 min，零件開始出現過腐蝕現象，而傳統酸洗方式10 min，零部件就會出現過腐蝕。

表22　系列鋁合金零件酸洗種類統計

表37　系列鋁合金零部件酸洗種類統計

表16　系列鋁合金零件酸洗種類統計

3.37系列酸洗效果統計

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，酸洗質量合格率達到了99%，如表3，酸洗后零部件呈現金屬光澤。為了掌握較好的溶液性能數據，酸洗時間延長至27 min，均無過腐蝕現象，但是酸洗時間延長至30 min，零件開始出現過腐蝕現象，而傳統酸洗方式10 min，零部件就會出現過腐蝕。

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不同，酸洗處理的時間不同，生產上為了便于組織生產，需要做統一安排作業時間。

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零部件出現腐蝕狀況。生產上為了便于組織生產，且保證零部件不會出現過腐蝕，生產工藝統一為5～6 min，且最長酸洗時間不應大于20 min。

5　結論

本文開發通用型鋁合金電鍍前酸洗工藝技術，符合電鍍技術發展的環保要求趨勢。

①配制環保酸組份質量含量包括：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，改善車間環境，保證員工健康。

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

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

［1］張躍庭，王永.鋁合金環保型前處理工藝研究與應用［J］.現代商貿工業，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。