アルミ合金ケーシングの銀めっき工程
要旨：二次亜鉛めっきとシアン化亜鉛めっきを組み合わせた明るい銀めっきプロセスが研究された。 プロセスフローおよび関連するパラメータが導入されます。 めっき溶液の調製、温度および時間のコーティング特性への影響について議論した。 この方法によって得られたコーティングは、非常に微細であり、良好な明度および強い結合力を有する。
キーワード：アルミニウム合金、二次亜鉛浸出、シアン化亜鉛めっき、明るい銀めっき
1.はじめに
アルミニウム合金の銀めっきは、エレクトロニクス、通信、電気器具および他の産業において広く使用されている。 しかし、アルミニウムは非常に活性な金属であるため、酸素との親和力が強く、表面に酸化膜を形成する。 同時に、アルミニウムとその合金の熱膨張係数は銀の熱膨張係数と大きく異なり、アルミニウム部品に銀をめっきすることが困難になる。
[1]。 部品のサイズが大きくなればなるほど、形状がより複雑になり、また、それをめくることがより困難になる。 ミリタリーフィルタの多くのコンポーネントは、アルミニウム合金（ブランド名：7R04-Hll2）の銀メッキ部品であり、そのうち主要部品U、Vキャビティ銀メッキが最も困難です。 キャビティサイズは316mm×190mm×93mm、表面積は40.6dm 2、内部キャビティサイズは180mm×56mm×90mm（深さ）である。 キャビティの形状を図1に示します。 銀めっき（23±2）μmおよび電解パッシベーションが必要です。
この部分は大きなボリュームと深い空洞を持っています。 良好な接着性を有する銀めっき層を得るためには、前処理前処理が鍵である。 国内外のアルミニウムおよびその合金の前処理については、多くの研究が行われている。 著者はこれらの方法を要約して多数の実験を行った。
その結果、
前処理工程は、二次的な亜鉛浸出および塩化カリウムめっきと組み合わせて銀で再コーティングされ、空洞の大部分ははがれ、ふくれ、脱落する。
二次亜鉛浸漬およびシアン化亜鉛めっきの前処理プロセスでは、シアン化銅およびシアン化銀コーティングは微細結晶、良好な明度および強い付着力を有し、軍事用品の品質要求をよりよく満たすことができる。
図1シェル構造
2プロセス仕様
2.1プロセス
有機脱脂 - 化学的脱脂 - アルカリ腐食 - 酸エッチング - 亜鉛浸出 - 酸洗 - 重亜鉛酸塩 - シアン化亜鉛 - 銅めっき - 銀めっき - 明るい銀めっき - 電解パッシベーション、乾燥および乾燥。
2.2各主要プロセスの溶液配合およびプロセス条件
2.2.1有機脱脂
室温では、l80＃aviationガソリンを使用してください。
2.2.2化学脱脂
2.2.3 アルカリ腐食
アルカリエッチングの目的は、所望の微小粗さを得るためにアルミニウム部材の表面上の酸化膜を除去し、さらにオイルを除去し、それによって被膜の接着性を高めることである。 応答はより速く、時間は厳密に制御する必要があります。
2.2.4 エッチング
アルカリエッチング後、アルミニウムおよびその合金中の銅、ケイ素、マンガンなどはアルカリ性物質に不溶であり、被加工物の表面に残留し、腐食残留物は「懸濁灰」吸着膜を形成する。
エッチングの目的は、堆積物を溶解し、光沢のある表面にワークピースを露出させ、十分に活性化した状態にすることである。
（1）一般的なアルミニウム合金部品に適しています。
2.2.5初めての亜鉛浸出
2.2.6 2回目の亜鉛浸漬
二次亜鉛めっきプロセスは、亜鉛含浸層の品質を改善し、結合力を向上させる上で重要な効果を有する。 これは、亜鉛が最初に浸漬されると、Alが置換される前にAl 2 O 3が溶解されなければならないからである。 得られた亜鉛層は、粗大かつゆるい結晶を有し、粒分布が不均一であり、寸法差が大きく、亜鉛含浸層の密着性が低い。 二次亜鉛含浸法は、次のコーティングの接着性、均一性及び耐食性を改善することができる。 アルミニウムとその合金の表面の密着性に乏しい亜鉛結晶粒が硝酸に溶解すると、亜鉛結晶粒の粒径が小さくなり、均一で微細な表面が形成される。 露出した結晶粒は、二次的な亜鉛含浸の核形成中心となり、得られる亜鉛層は微細であり、基板との結合が向上する。
プロセス条件は次のとおりです。
2.2.7 シアン化亜鉛メッキ
シェル部分の複雑な形状のために、第2亜鉛含浸にもかかわらず、るつぼに堆積した亜鉛層および深い窪みは比較的薄く、その後の銅メッキは強アルカリ性および高温により容易に溶解する。 これにより、アルミニウム表面層に対する亜鉛層の保護効果が失われ、めっき層の密着性が大きく低下する。 そのため、亜鉛めっきの前に亜鉛めっきを施して亜鉛めっき層の厚さを厚くする必要がある。
キーワード：アルミニウム合金、二次亜鉛浸出、シアン化亜鉛めっき、明るい銀めっき
1.はじめに
アルミニウム合金の銀めっきは、エレクトロニクス、通信、電気器具および他の産業において広く使用されている。 しかし、アルミニウムは非常に活性な金属であるため、酸素との親和力が強く、表面に酸化膜を形成する。 同時に、アルミニウムとその合金の熱膨張係数は銀の熱膨張係数と大きく異なり、アルミニウム部品に銀をめっきすることが困難になる。
[1]。 部品のサイズが大きくなればなるほど、形状がより複雑になり、また、それをめくることがより困難になる。 ミリタリーフィルタの多くのコンポーネントは、アルミニウム合金（ブランド名：7R04-Hll2）の銀メッキ部品であり、そのうち主要部品U、Vキャビティ銀メッキが最も困難です。 キャビティサイズは316mm×190mm×93mm、表面積は40.6dm 2、内部キャビティサイズは180mm×56mm×90mm（深さ）である。 キャビティの形状を図1に示します。 銀めっき（23±2）μmおよび電解パッシベーションが必要です。
この部分は大きなボリュームと深い空洞を持っています。 良好な接着性を有する銀めっき層を得るためには、前処理前処理が鍵である。 国内外のアルミニウムおよびその合金の前処理については、多くの研究が行われている。 著者はこれらの方法を要約して多数の実験を行った。
その結果、
前処理工程は、二次的な亜鉛浸出および塩化カリウムめっきと組み合わせて銀で再コーティングされ、空洞の大部分ははがれ、ふくれ、脱落する。
二次亜鉛浸漬およびシアン化亜鉛めっきの前処理プロセスでは、シアン化銅およびシアン化銀コーティングは微細結晶、良好な明度および強い付着力を有し、軍事用品の品質要求をよりよく満たすことができる。
図1シェル構造
2.1プロセス
有機脱脂 - 化学的脱脂 - アルカリ腐食 - 酸エッチング - 亜鉛浸出 - 酸洗 - 重亜鉛酸塩 - シアン化亜鉛 - 銅めっき - 銀めっき - 明るい銀めっき - 電解パッシベーション、乾燥および乾燥。
2.2各主要プロセスの溶液配合およびプロセス条件
2.2.1有機脱脂
室温では、l80＃aviationガソリンを使用してください。
2.2.2化学脱脂
| タイプB 898脱脂リング | 50g／L |
| θ | <50℃ |
| t | 2～10min |
2.2.3 アルカリ腐食
アルカリエッチングの目的は、所望の微小粗さを得るためにアルミニウム部材の表面上の酸化膜を除去し、さらにオイルを除去し、それによって被膜の接着性を高めることである。 応答はより速く、時間は厳密に制御する必要があります。
| NaOH | 80—100g／L |
| θ | 60～700 |
| Ct | 0．5～1 min |
アルカリエッチング後、アルミニウムおよびその合金中の銅、ケイ素、マンガンなどはアルカリ性物質に不溶であり、被加工物の表面に残留し、腐食残留物は「懸濁灰」吸着膜を形成する。
エッチングの目的は、堆積物を溶解し、光沢のある表面にワークピースを露出させ、十分に活性化した状態にすることである。
（1）一般的なアルミニウム合金部品に適しています。
| HN03(p=1．639／mL) | 500 mL／L |
| t | 室温 |
| f | 5～10S |
（2）シリコンアルミニウム合金部品に適しています。
| HN03(p=1．63g／mL) | 500 mL／L |
| HF(W≈40％) | 60 mL／L |
| θ | 室温 |
| t | 5～10S |
| Zn0 | 100g／L |
| NaOH | 500g／L |
|
NaKC4H406·2H20 |
10g／L |
| FeCl3·6H20 | 1g/L |
| HF(w≈40％) | 3 mL／L |
| θ | 25～30℃ |
| t |
45—60S |
二次亜鉛めっきプロセスは、亜鉛含浸層の品質を改善し、結合力を向上させる上で重要な効果を有する。 これは、亜鉛が最初に浸漬されると、Alが置換される前にAl 2 O 3が溶解されなければならないからである。 得られた亜鉛層は、粗大かつゆるい結晶を有し、粒分布が不均一であり、寸法差が大きく、亜鉛含浸層の密着性が低い。 二次亜鉛含浸法は、次のコーティングの接着性、均一性及び耐食性を改善することができる。 アルミニウムとその合金の表面の密着性に乏しい亜鉛結晶粒が硝酸に溶解すると、亜鉛結晶粒の粒径が小さくなり、均一で微細な表面が形成される。 露出した結晶粒は、二次的な亜鉛含浸の核形成中心となり、得られる亜鉛層は微細であり、基板との結合が向上する。
プロセス条件は次のとおりです。
| Zn(NO)2 | 30g／L |
| NaOH | 200g／L |
| C6H807 | 40g／L |
| FeCl3·6H20 | 1g／L |
| θ | 15～30℃ |
| Ct | 30～60S |
2.2.7 シアン化亜鉛メッキ
シェル部分の複雑な形状のために、第2亜鉛含浸にもかかわらず、るつぼに堆積した亜鉛層および深い窪みは比較的薄く、その後の銅メッキは強アルカリ性および高温により容易に溶解する。 これにより、アルミニウム表面層に対する亜鉛層の保護効果が失われ、めっき層の密着性が大きく低下する。 そのため、亜鉛めっきの前に亜鉛めっきを施して亜鉛めっき層の厚さを厚くする必要がある。
| Zn0 | 35～459／L |
| NaCN | 70～90g/L |
| NaOH | 60～70g／L |
| 95シアン化亜鉛めっきおよび開口剤 | 5 mL／L |
| 95シアン化亜鉛めっき増白剤 | 3～5 mL／L |
| θ | 5～30℃， |
| J | O．5～3 A／dm2 |
| t | 2～5 min |
2.2.8銅めっき
2.2.9 銀メッキ済み
| CuCN | 55～85g／L |
| NaCN（フリー） | 10～15g／L |
| 991ブライトナー | l0～12mL／L |
| θ | 55～65℃， |
| J | 1～3 A／dm2 |
| t | 10～15 min |
| 攪拌方法 | 陰極移動 |
| Ag(以KAg(CN)2加入) | 1～2g／L |
| KCN | l00g／L |
| anode | ステンレス鋼板 |
| J | 1～2 A／dm2 |
| θ | 10～30℃ |
| Ct | 5～10S |
2.2.10 シルバーメッキ
シアン化銅コーティングの電流密度は、コーティングの品質に重要な影響を及ぼす。 カソード電流密度が異なるため、コーティングの結合強度は大きく変化する。 電流密度は、通電開始後短時間で許容値に制限し、めっきの下限付近まで低下させなければならないことが実験によって示されている。 このようにして、ワークピースのすべての部品を銅で析出させて、その後の銀メッキの接着性を向上させることができ、さもなければワークピースがるつぼまたは深い窪みに付着せず、銀コーティングの接着性が悪くなる。 さらに、シアン化物を銅めっきする場合、銅層の交換を防ぐために、凹部の下に部品を充填する必要があります。
4.7 明るい銀めっき用補助陰極
保護陰極を銀の電気めっきプロセスに使用すると、シェルの表面のコーティングが細かさと均一性で結晶化し、そうでなければケーシングの外側コーナーのコーティングが燃焼することが実験で分かっている。 補助アノードを銀めっきに使用すると、ケーシングの内殻層の厚さが均一であり、そうでなければケーシング内のシェル層が鋭角で薄くなり、めっき品質に影響を及ぼす。 したがって、明るい銀メッキでは、一方では保護カソードが使用され、他方では、補助アノードはケーシング内に懸架される。 補助アノードは銀ストリップでできており、各キャビティには十分なアノードが必要です。 銀アノードは絶縁テープと部分的に結合されて、銀アノードがケーシングに短絡することを回避する。
5 結論
亜鉛めっきと亜鉛めっきの前処理プロセスの組み合わせは、微細な結晶、良好な輝度および強い結合力を特徴とするアルミニウムおよびその合金の表面上に明るい銀めっきを達成する。
| Ag(以KAg(CN)2 Join) | 20～40g／L |
| KCN（無料） | 90～150g／L |
| KOH | 5～10g／L |
| シルバーブライトナーA | 30mL／L |
| シルバーブライトナーB | 15 mL／L |
| θ | 10～30℃ |
| J | 0.5～1．5 |
| 攪拌方法 | 陰極移動 |
2.2.11 電解パッシベーション
3.電気メッキ性能試験
3.1外観検査
視覚的観察法を使用して、コーティングの平滑性、色の均一性、およびはがれ、膨れ、はがれ、へこみ、斑点および火傷の有無を観察した。
3.2結合力試験
3.2.1クロスカット
サンプルでは、スチールナイフを使用して、一辺の長さが1 mm×1 mmの複数の正方形を描きます。 この領域の塗膜にブリスターが発生しているか、脱落しているかを観察してください。
3.2.2ホット・コールド・サイクル方式
試料を200℃の電気オーブンに入れ、1時間インキュベートした。 除去直後に、18℃〜25℃で水中で冷却し、コーティングの膨れまたは脱落を調べた。
4.メッキ性能に影響を与える要因
4.1アルカリおよび酸エッチング
この実験では、アルカリエッチング温度が高すぎること、時間が長すぎること、およびケーシングの表面が容易に過度にエッチングされることが判明した。温度が低すぎ、時間が短すぎると、シェル表面の不均一な酸化膜を完全に除去することができず、めっき層の密着性が低下する。また、アルカリエッチング後のトリアルミナをシェルの表面に除去するために、シリコン合金元素とその酸化物との混合物、ワークピースは良好な活性化状態にあり、異なるアルミニウム合金成分は、通常、異なる酸エッチング溶液を使用し、これはコーティングの結合力に大きな影響を及ぼす。
4.2前処理
表1は、コーティングの品質に対する前処理プロセスの様々な組み合わせの効果を示す。 この表から、二次的な亜鉛含浸および亜鉛めっき複合前処理プロセスのみが結晶に微細な結晶粒、強い接着性、良好な明度および良好なコーティング品質を有することが分かる。 ケーシングは、動作中に不十分な水分のためにほとんど発泡しない。
表1コーティング品質に対する前処理プロセスの効果
4.3 亜鉛含浸溶液の温度
亜鉛含浸溶液の温度は、コーティングの品質に大きな影響を及ぼす。 亜鉛蒸着プロセスでは、同じアルミニウム基板に対して、温度が異なると、堆積速度も異なり、温度が上昇するにつれて亜鉛の温度がより速く結晶化する。 温度が高すぎると反応が速すぎ、亜鉛層が厚くなり、結晶が荒くなり、溶液寿命が短く、塗膜密着性が悪く、バッチ通過率が低く、温度が低すぎると反応が遅く、亜鉛めっき層が非常に薄い。 破損しやすく、接着力が劣る。 亜鉛含浸は25〜30℃で実施すべきであることが実験からわかっている。 得られるコーティングは、均一で、緻密で、良好な接着性および高いバッチスループットを有する。
4.4 亜鉛含浸溶液の調製
Lashmoreは、第二鉄イオンの添加が亜鉛浸出反応に大きな影響を及ぼすことを示唆した。 従って、亜鉛含浸層を結晶化させるためには、溶液にFeCl 3を添加する必要がある。 実験結果は、鉄イオンの添加の順序もまた、コーティングの性能に重大な影響を及ぼすことを示している。 FeCl 3およびNaKC 4 H 4 O 6の添加は反応に有意な影響を与えた。 塩化第二鉄が水酸化ナトリウム溶液に直接添加されると、得られたコーティングが発泡して落ちる。 これは、アルカリ条件下では、鉄イオンが沈殿物を形成する傾向があり、溶液中の鉄の有効濃度を低下させるためである。 塩化第二鉄は最初に酒石酸ナトリウムカリウム溶液に溶解されなければならない。水酸化亜鉛溶液に酸化亜鉛を溶解し、混合して高いバッチ合格率で良好なコーティング結合を生成する。
4.5 亜鉛浸漬時間
浸漬時間が60秒を超えると、亜鉛層が厚く、結晶が粗く、密着性が悪く、バッチ合格率が低い。 第1の亜鉛浸漬時間が45秒未満であり、第2の亜鉛浸漬時間が30秒未満である場合、得られる亜鉛層は薄く、予備めっきプロセス中に容易に破壊され、コーティングの密着性が低い。 従って、最初の亜鉛浸漬は45~60秒に制御され、第2の亜鉛浸漬時間は30~60秒に制御されるべきである。 得られたコーティングは均一でコンパクトであり、高い結合力と高いバッチスループット
4.6 シアン化銅めっきにおける陰極電流密度| KECr204 | 8～10g／L |
| K2C03 | 6～8g／L |
| pH | 9～10 |
| θ | 10～35℃ |
| J | 0．5～1 A／dm2 |
| t | 2～5 min |
3.1外観検査
視覚的観察法を使用して、コーティングの平滑性、色の均一性、およびはがれ、膨れ、はがれ、へこみ、斑点および火傷の有無を観察した。
3.2結合力試験
3.2.1クロスカット
サンプルでは、スチールナイフを使用して、一辺の長さが1 mm×1 mmの複数の正方形を描きます。 この領域の塗膜にブリスターが発生しているか、脱落しているかを観察してください。
3.2.2ホット・コールド・サイクル方式
試料を200℃の電気オーブンに入れ、1時間インキュベートした。 除去直後に、18℃〜25℃で水中で冷却し、コーティングの膨れまたは脱落を調べた。
4.メッキ性能に影響を与える要因
4.1アルカリおよび酸エッチング
この実験では、アルカリエッチング温度が高すぎること、時間が長すぎること、およびケーシングの表面が容易に過度にエッチングされることが判明した。温度が低すぎ、時間が短すぎると、シェル表面の不均一な酸化膜を完全に除去することができず、めっき層の密着性が低下する。また、アルカリエッチング後のトリアルミナをシェルの表面に除去するために、シリコン合金元素とその酸化物との混合物、ワークピースは良好な活性化状態にあり、異なるアルミニウム合金成分は、通常、異なる酸エッチング溶液を使用し、これはコーティングの結合力に大きな影響を及ぼす。
4.2前処理
表1は、コーティングの品質に対する前処理プロセスの様々な組み合わせの効果を示す。 この表から、二次的な亜鉛含浸および亜鉛めっき複合前処理プロセスのみが結晶に微細な結晶粒、強い接着性、良好な明度および良好なコーティング品質を有することが分かる。 ケーシングは、動作中に不十分な水分のためにほとんど発泡しない。
表1コーティング品質に対する前処理プロセスの効果
| 前処理プロセス | メッキ品質 |
| 亜鉛浸漬 | 結晶は厚く、光は乏しく、シェルの皮膚の大部分は発泡、発泡、および喪失である。 |
| 亜鉛浸漬の2回 | 外面は透明であり、明るさは良好であり、外装ケースの内面は剥がれて発泡している。 |
| 二次亜鉛浸漬および亜鉛めっきと組み合わせる | 結晶化、良好な光、わずかな殻にブリスター |
| 亜鉛 - 亜鉛合金 | 表面の外面が焦げ、シェルの内面が剥がれ、発泡して剥がれる。 |
| あらかじめ亜鉛メッキした | 明るさが悪く、殻の表面がはがれ、発泡、脱落 |
4.3 亜鉛含浸溶液の温度
亜鉛含浸溶液の温度は、コーティングの品質に大きな影響を及ぼす。 亜鉛蒸着プロセスでは、同じアルミニウム基板に対して、温度が異なると、堆積速度も異なり、温度が上昇するにつれて亜鉛の温度がより速く結晶化する。 温度が高すぎると反応が速すぎ、亜鉛層が厚くなり、結晶が荒くなり、溶液寿命が短く、塗膜密着性が悪く、バッチ通過率が低く、温度が低すぎると反応が遅く、亜鉛めっき層が非常に薄い。 破損しやすく、接着力が劣る。 亜鉛含浸は25〜30℃で実施すべきであることが実験からわかっている。 得られるコーティングは、均一で、緻密で、良好な接着性および高いバッチスループットを有する。
4.4 亜鉛含浸溶液の調製
Lashmoreは、第二鉄イオンの添加が亜鉛浸出反応に大きな影響を及ぼすことを示唆した。 従って、亜鉛含浸層を結晶化させるためには、溶液にFeCl 3を添加する必要がある。 実験結果は、鉄イオンの添加の順序もまた、コーティングの性能に重大な影響を及ぼすことを示している。 FeCl 3およびNaKC 4 H 4 O 6の添加は反応に有意な影響を与えた。 塩化第二鉄が水酸化ナトリウム溶液に直接添加されると、得られたコーティングが発泡して落ちる。 これは、アルカリ条件下では、鉄イオンが沈殿物を形成する傾向があり、溶液中の鉄の有効濃度を低下させるためである。 塩化第二鉄は最初に酒石酸ナトリウムカリウム溶液に溶解されなければならない。水酸化亜鉛溶液に酸化亜鉛を溶解し、混合して高いバッチ合格率で良好なコーティング結合を生成する。
4.5 亜鉛浸漬時間
浸漬時間が60秒を超えると、亜鉛層が厚く、結晶が粗く、密着性が悪く、バッチ合格率が低い。 第1の亜鉛浸漬時間が45秒未満であり、第2の亜鉛浸漬時間が30秒未満である場合、得られる亜鉛層は薄く、予備めっきプロセス中に容易に破壊され、コーティングの密着性が低い。 従って、最初の亜鉛浸漬は45~60秒に制御され、第2の亜鉛浸漬時間は30~60秒に制御されるべきである。 得られたコーティングは均一でコンパクトであり、高い結合力と高いバッチスループット
シアン化銅コーティングの電流密度は、コーティングの品質に重要な影響を及ぼす。 カソード電流密度が異なるため、コーティングの結合強度は大きく変化する。 電流密度は、通電開始後短時間で許容値に制限し、めっきの下限付近まで低下させなければならないことが実験によって示されている。 このようにして、ワークピースのすべての部品を銅で析出させて、その後の銀メッキの接着性を向上させることができ、さもなければワークピースがるつぼまたは深い窪みに付着せず、銀コーティングの接着性が悪くなる。 さらに、シアン化物を銅めっきする場合、銅層の交換を防ぐために、凹部の下に部品を充填する必要があります。
4.7 明るい銀めっき用補助陰極
保護陰極を銀の電気めっきプロセスに使用すると、シェルの表面のコーティングが細かさと均一性で結晶化し、そうでなければケーシングの外側コーナーのコーティングが燃焼することが実験で分かっている。 補助アノードを銀めっきに使用すると、ケーシングの内殻層の厚さが均一であり、そうでなければケーシング内のシェル層が鋭角で薄くなり、めっき品質に影響を及ぼす。 したがって、明るい銀メッキでは、一方では保護カソードが使用され、他方では、補助アノードはケーシング内に懸架される。 補助アノードは銀ストリップでできており、各キャビティには十分なアノードが必要です。 銀アノードは絶縁テープと部分的に結合されて、銀アノードがケーシングに短絡することを回避する。
5 結論
亜鉛めっきと亜鉛めっきの前処理プロセスの組み合わせは、微細な結晶、良好な輝度および強い結合力を特徴とするアルミニウムおよびその合金の表面上に明るい銀めっきを達成する。
