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电镀前处理之化学抛光

    在电镀生产线上,工件在电镀前进行的一系列前处理都是为了得到更好的镀层,那么化学抛光在整个前处理中也是很重要的,下面我们就来了解一下电镀前处理的化学抛光。

    化学抛光是指在合适的溶液中,不使用外接电源,依靠化学浸蚀作用对工件进行的抛光。在化学抛光过程中,由于金属微观表面形成了不均匀的钝化膜,或由于形成了类似电解抛光过程中所形成的稠质黏膜,从而使表面微观凸出部分的溶解速度显着大于微观凹入部分,因此降低了零件的表面显微粗糙程度,使零件表面比较光亮和平整。化学抛光广泛应用于不锈钢、铜及铝合金等的抛光,还用于对一些零件做装饰加工。化学抛光可作为电镀前的处理工序,也可在抛光后辅以必要的防护措施而直接使用。

    与电抛光相比,化学抛光不需要电源和导电挂具,可对形状复杂的各种尺寸的零件进行抛光,生产效率高。其缺点是溶液使用寿命短,浓度的调整和再生比较困难,通常还会析出一些有害气体。化学抛光的抛光质量也比电抛光差,这主要是因为在化学抛光中,由于材料的质量不均匀,会引起局部电势高低不一,产生局部阴阳极区,形成局部短路的微电池,使阳极发生局部溶解。而在电抛光中,由于外加电势的作用可以完全消除这种局部的阴极区,从而进行全面的电解,因而效果更好。

    (1)抛光液的组成及其他影响因素。

    ①抛光液组成:为了保证化学抛光的效果,必须使金属表面溶解,并在表面形成前述的液体膜或固体膜。化学抛光液的基本组成一般包括腐蚀剂、氧化剂、添加剂和水。其中,腐蚀剂是主要成分,主要使工件在溶液中溶解;氧化剂和添加剂可抑制腐蚀过程,使反应朝有利于抛光的方向进行;水对溶液浓度起调节作用,便于反应产物的扩散。

    用作金属溶解的成分一般是酸,其中用得较多的是H2S04、HN03、HC1、H3PO。、HF等强酸,而对铝那样的两性金属,也可用NaOH,在这些酸中由于高浓度的磷酸和硫酸都具有较高的黏度,可形成液体膜扩散层,故这种成分具有两种功能。这也是在化学抛光液的组成中主要采用磷酸和硫酸的原因。为了提高黏度,使扩散层容易形成,也可加进明胶或甘油等能提高黏度的添加剂。为了促进固体膜的形成,则需加入以硝酸或铬酸为主的强氧化剂。

    ②抛光时间:化学抛光存在一个最佳抛光时间范围。若时间过短,只能获得没有光泽的梨皮状表面;若时间过长,不仅溶液损失增大,而且加工表面会出现污点或斑点。而这个时间范围受材料、抛光液组成及抛光温度等因素的影响,通常难以预测,只能通过实验测定。化学抛光中往往同时产生氢气,这是在抛光具有氢脆敏感性材料时必须注意的问题。另外抛光液温度高达100~

    200CC时,还会发生退火作用。为了把氢脆和退火作用的影响降到最低,就必须在最适温度范围内选择尽可能短的抛光时间。

    ③抛光温度:化学抛光时,溶解速度随着抛光液温度的提高而显着增加。此外,强氧化性的酸在高温时的氧化作用会变得很显着。在化学抛光中,由于这些酸的溶解作用和氧化作用会同时发生,故多数情况下都是把抛光液加热到较高温度来进行抛光的。

    需要提供温度来进行抛光的金属有钢铁、镍、铅等,若温度低于某一定值,就会失去光滑的腐蚀表面,故存在一个形成光泽面的临界点,在临界点以上的温度范围内抛光效果较好。而这个温度范围又因液体的组成不同而异,如果高于这个温度范围,会形成点蚀、局部污点或斑点,使整个抛光效果降低。此外,温度越高,材料的溶解损失也越大。

    (2)铜及其合金的化学抛光。铜和单相铜合金可在磷酸一硝酸一醋酸或硫酸一硝酸一铬酸型溶液中进行化学抛光

    在使用过程中需经常补充硝酸,抛光时如果二氧化氮析出较少,零件表面呈暗黄色时,可按配置量的1/3补充硝酸。为防止过量的水带入槽内,零件应干燥后再抛光。

    (3)铝及铝合金的化学抛光。为获得光亮的表面,必须严格控制抛光液硝酸的含量。硝酸含量过低,抛光速度慢且抛光后表面光泽性差;硝酸含量过高,容易发生鳞状腐蚀。磷酸浓度低时,不能获得光亮的表面,为了防止溶液被稀释,抛光前的零件表面应干燥。醋酸和硫酸可以抑制点状腐蚀,使抛光表面均匀、细致。硫酸铵和尿素可以减少氧化氮的析出,并有助于改善抛光质量。少量的铜离子可以防止过腐蚀,从而提高抛光表面的均匀性,但含量过高又会降低抛光表面的反光能力。铬酐可以提高铝锌铜合金的抛光质量,含锌、铜丝高的强度铝合金在不含铬酐的抛光液中,难以获得光亮的表面。

    经化学抛光的零件,一般应在室温下于400—500g/L的硝酸中或在100~200g/L的铬酐溶液中,浸渍数秒至数十秒,以除去表面的接触铜。

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