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无铅焊台厂家为您讲解中国电烙铁焊锡焊接技术知识

来源:http://www.atten.com.cn/news/5.html发布时间:2016-04-09

1. 浸锌前碱蚀和出光溶液的研究
     铝及铝合金浸锌前的碱蚀溶液中加入一些有机物,如葡萄糖酸钠、庚糖酸钠、甘油、山梨醇、柠檬酸钠等,可以防止生成白色的氢氧化铝沉淀,多元醇不仅可以络合铝离子抑制沉  淀,而且可以增加碱蚀溶液的黏度。

     铝-硅合金的出光溶液最常见的是硝酸与氢氟酸。目前,采取的改良措施有:

     1.1)改良硝酸、氢氟酸。如用氟化钠、氟化铵、氟化氢铵等含F-的盐类代替氢氟酸;恒温电烙铁在出光溶液中加入尿素(对黑色金属)、氨基磺酸(对有色金属)等抑制NOx产生

     1.2)彻底不用硝酸、氢氟酸。对于低硅铝合金和挤压铝合金可以使用氧化性酸;对于高硅铝合金和铝合金压铸件,可以采用氧化性酸和超声波进行出光,取代氢氟酸和硝酸。

2. 浸锌溶液的研究
     1927年Hewitson发明了碱性浸锌溶液的配方,并且申请了专利:1931-1932年Altmannsberger创建了浸锌工艺,并运用了浸锌产品,然后各个厂家纷纷开始使用浸锌产品;1935年Braund、Sutton以及Elssner,1936年Orlova对浸锌配方及工艺进行了进一步研究。随后,1939年Korpiun[2]和1942年Perner[3]申请了浸锌专利。直到20世纪50年代初,由于H.Bengston的报道浸锌才被广泛的使用,浸锌才得以实现商品化。Trans.、Meyer、Ehrhardt、Guthrie、Bullough、Gardan、Heiman、Zelley和Keller等人都进一步对浸锌机理及浸锌层对后续镀层性能的影响进行了深入细致的研究。
     最简单的浸锌溶液就是把氧化锌溶解到氢氧化钠中。这种浸锌溶液所沉积的锌呈树枝状,镀层结合力不佳。1949年F.Keller和W.G.Zelley提出了一个在室温下使用的浸锌液配方:NaOH500g/L;ZnO100g/L;时间1min;温度15~27℃。
     由于铝合金铸造和锻造件中Si、Mg、Cu等元素含量较高,为了改善浸锌层质量,在浸锌溶液中加入少量FeCl3·6H2O、KNaC4H4O6·4H2O。改良的浸锌溶液基本配方为:NaOH500~520g/L;ZnO100g/L;KNaC4H4O6·4H2O10g/L;FeCl3·6H2O:1~2g/L。Keller和Zelley研究了在碱性浸锌溶液中加入少量铁离子和酒石酸钾钠,发现因为电解质此时更加复杂,所以在锌沉积之前,更多的铝被溶解下来。铝溶解和锌沉积的原子速率比是9∶1而不是3∶1,更重要的是,镀层的性质改变了。在单纯的ZnO和恒温电烙铁NaOH的浸锌液中,锌晶粒粗大而且不连续,而在这种改进的浸锌液中,一层薄薄的锌-铁合金覆盖在基体表面,甚至在50%HNO3溶液处理以后这层锌合金膜还存在。二次浸锌后铝合金表面有一层锌-铁合金,锌-铁合金由两个单层的锌以及两个单层的铁组成。
     S.G.Robertson、I.M.Ritchie研究发现KNaC4H4O6·4H2O仅做络合剂来络合溶液中Fe3+;指出Fe3+主要功能是减少锌晶粒的尺寸,并与铝基体发生微量置换反应,与锌生成锌-铁合金。
     在自动设备上使用时,水洗和溶液的带出损失是较大的问题,于是发展了另外一种改良型的稀的浸锌溶液,其配方为:NaOH120g/L、ZnO20g/L;KNaC4H4O6·4H2O40~50g/L;FeCl3·6H2O1~2g/L。经改良的稀浸锌溶液能保证电镀层与铝基体的牢固结合,但含锌量低,溶液需经常校正。研究表明:在没有缓蚀剂的浸锌液中锌膜的生长速度比有缓蚀剂的浸锌液(含铁)中的生长速度快很多,Lash-more声明Fe3+的加入对浸锌反应影响很大。他还发现当有亚铁离子的络合离子存在的话,当1个锌离子沉积时有9个铝原子溶解;有铁离子的络合离子存在的话,当每2个锌离子沉积的时候有3个铝原子溶解。
     后来在这两种溶液的基础上对浸锌溶液进行改进,添加各种金属离子(如铁、镍、铅或铜)和各种络合剂(如葡萄糖酸盐、酒石酸盐)等。邦得尔法使浸锌溶液多元合金化,其配方为:NaOH120g/L;ZnSO4·7H2O40g/L;NiSO4·6H2O30g/L;CuSO4·5H2O5g/L;KNaC4H4O6·4H2O40g/L;FeCl3·6H2O2g/L。氰化物作络合物能得到比锌酸盐单独存在,仅以酒石酸钾钠作络合剂时更光滑的镀层。铁盐、镍盐、铜盐的加入,使铁离子、镍离子、铜离子与锌离子共沉积,改善了锌与基体的结合力,并提高耐蚀性。
     对高硅铝合金来说,由于硅含量高,在浸锌溶液中加入了对除硅有特殊效果的氢氟酸或氟化钠。浸锌溶液中少量添加剂(如表面活性剂和稳定剂)的研究也有所报道[。
     目前,无氰、无氟、无硝酸盐、低浓度多元合金化是浸锌溶液的发展方向。锌合金膜相对薄而致密,晶粒结构好,其电极电势比浸锌膜适当正些,锌合金层线膨胀系数比锌低,接近铝合金基体,这有助于改善金属与金属之间的结合力,同时提高了镀件的抗腐蚀性能。
     李宁等人报道了一种新型的无氰浸锌液配方,适用于各种铝及铝合金的电镀浸锌处理。PearsonT,WakeS报道了一种无氰浸锌溶液,浸锌后所得镀层结合性能与氰化物的浸锌溶液相似。目前无氰浸锌溶液已经实现商品化。武汉材料保护研究所、上海恒温电烙铁永生助剂厂、广州电烙铁二轻研究所等都开发出应用广泛的无氰浸锌溶液。
     浸锌溶液的好坏最终决定了化学镀镍层的质量。Blackwood研究表明铝上化学镀镍层的结合力与浸锌溶液、铝合金的成分以及化学镀镍工艺本身有关。

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