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      鋁及合金鋁管件具有比重小、強度高的材料特性，特別是近年來發(fā)現(xiàn)鋁鋰、鋁鎂合金具有優(yōu)異的超塑性，使得合金鋁管件，特別是合金鋁管壓鑄件的數(shù)量迅速增加-。這為電鍍工作者提出了新的課題。眾所周知，鋁件鍍前處理通常有以下幾種方法：浸鋅法、浸錫法、改良浸鋅合金法、陽極氧化后直接電鍍法、化學鍍鎳法、在閃鍍鎳槽中先氧化再閃鍍鎳法、條件化處理后直接電鍍，以及我國最近出現(xiàn)的直接電鍍前處理法等，

　　1927年Hewitson取得了世界上第一個采用堿性溶液進行鍍前處理的浸鋅配方的專利，這標志著傳統(tǒng)的浸鋅法的誕生，在此后的10年左右，該工藝取得了非常大的進步。該方法的原理是：通過浸鋅或鋅合金來降低鋁表面的活性，防止在操作過程中或在電鍍液中鋁被氧化，同時防止鋁件在電鍍液中與被鍍金屬離子發(fā)生置換反應。

　　浸鋅過程實際上是使鋁件浸在含有Zn(OH)2+4的溶液中，使位于鋁表面的金屬鋁與溶液所含的絡合物集團Zn(OH)~中的鋅離子發(fā)生置換反應。形成高度彌散在鋁表面的鋅晶粒，由于在強堿性溶液中鋁的表面處于活性狀態(tài)，而且鋁在溶解過程中放出電子，使得鋁表面的電位進一步負移，從而具有更高的電化學活性，因此鋁在浸鋅溶液中的表面應采用均勻降低表面能的保護措施。此外，在浸鋅過程的初期，有一定量的氫氣從鋁表面析出，對鋁件也起著一定的防止氧化的作用。由于鋁的溶解速度受溶液的組成、pH值、處理液溫度的影響，因此這種鋅與鋁的置換反應的速度在一定程度上是可控的。

　　但是，為了得到好的結合力，要求采用二次浸鋅的操作，由于在第一次浸鋅的過程中，所生成的鋅晶粒的尺寸差別過大，分布不均勻，鍍層的結合力得不到保證。因此一次浸鋅后，必須在濃硝酸溶液中進行部分溶解處理，濃硝酸處理的作用是使鋁表面生成一層很薄的氧化物，這層氧化物使鋁件表面的能量狀態(tài)均勻，同時將那些與鋁基體結合不好的鋅晶粒溶解，將結晶過于粗大的晶粒的尺寸變小。在此基礎上再進行第二次浸鋅，便能得到晶粒度較小而且致密連續(xù)的置換鋅薄層，但是由于該過程的操作過于復雜，且存在酸霧對環(huán)境的污染以及強酸對工件的腐蝕，所以人們一直不斷地對這種方法進行改良。

　　此后出現(xiàn)的浸鋅合金的方法，也稱改良浸鋅法，是在傳統(tǒng)的浸鋅溶液中加入三價鐵的酒石酸絡合物、二價鎳或二價銅的氰化絡合物。對于鑄鋁件，有的還加人了硝酸鈉或氟化鈉。改良的浸鋅法可以通過一步浸鋅而得到結合力良好的鍍層，但是.由于氰化物以及多元重金屬離子的加人，不僅操作上要求嚴格，而且增大了廢水處理的難度。

　　相繼又出現(xiàn)了浸錫法、直接化學鍍鎳法、直接鍍鋅法以及先陽極氧化再使被鍍金屬通過等，但是由于成本與性能的關系，目前廣泛使用的仍是浸鋅工藝。

　　針對上述情況，本文開發(fā)出了一種新型的，適合于合金鋁管LY—l2、煅鋁LD一31、高硅含銅鋁鑄件的HG鍍前浸鋅合金工藝，獲得了一次浸鋅合金便能在鋁件上沉積出結合力優(yōu)異的電鍍鎳層。

　　2　實驗部分

　　2.1所用化學藥品與試片

　　2.2測試方法與設備

　　結合力的測試采用正負冷彎法與熱震法，熱震法的設備為東南大學自動化儀表廠生產(chǎn)的wr一100型程序升溫控制儀控制的箱式電阻爐，先將爐內(nèi)溫度控制在250±5℃，再將掛有試片的試片架推人爐中，加熱20min后取出.投人盛有冰水的容器中，目視檢查鍍件表面有無鼓泡等現(xiàn)象，如此反復11次。

　　2.3鍍前處理流程與溶液

　　鍍前處理工藝流程如下：溶劑除油→堿蝕→水洗→酸蝕→水洗→浸鋅→電鍍

　　3　結果與討論

　　3.1溫度與浸漬時間對鍍層結合力的影響

　　一般情況下，浸鋅溫度與時間控制較嚴格，不同合金鋁管要求浸鋅的溫度也不相同，在l5～40℃之間。溫度過低，浸鋅反應難以進行;溫度過高，鋅晶粒過大，鍍層結合力不良。時間過短，浸鋅不完全;時間過長，鋅晶粒過于粗大，結合力不良。在溫度為0～40℃，時間為lO～60s的范圍內(nèi)，對鍍鎳層進行11個循環(huán)的熱震以及熱震后的冷彎試驗。浸鋅是在靜止狀態(tài)下進行，所用試片為硬鋁LY—l2，鍍鎳層厚度為15um.

　　試驗發(fā)現(xiàn)，在11個循環(huán)的熱震試驗中均未見鍍層起皮與鼓泡現(xiàn)象，熱震后冷彎至鋁基體斷裂，未見斷口處鍍層出現(xiàn)起皮現(xiàn)象結合力之所以這樣好，可能是由于在熱循環(huán)實驗中，鋁基體中的鋁原子與浸鋅過程中得到的鋅層及鍍層中的鎳原子發(fā)生互擴散而形成鎳鋅合金鋁管，從而提高了鍍層的結合力。為此又進行了電鍍后的直接冷彎測試與邊長為1mm的正方型劃痕的測試，采用觀察刀口處鍍層與基體的結合情況以及劃痕的寬度來表征結合力的好壞，綜合評價結果如表2所示：

　　由表2可以看出，在溫度為0～40℃，時間為10～60s的范圍內(nèi)，鍍后的直接冷彎實驗測試的結果卻不完全合格，說明在相同的條件下，該范圍內(nèi)并不是都能得結合力好的鍍層由此認為：在熱震實驗的過程中.基體合金鋁管、鋅、鎳鍍層之間有可能會因熱擴散而形成合金合金層的形成能夠提高基體與鍍層之間的結合力。

　　3.2攪拌對鍍層結合力的影響

　　在溫度為20%的條件下，分別在靜止、機械攪拌、超聲波攪拌的情況下，浸鋅10s、30s后電鍍鎳層。鍍后直接采用正負冷彎法與劃格法測試鍍層結合力。測試結果證明，無論攪拌與否，采用HG浸鋅液，都能得到結合力優(yōu)異的鍍層。

　　3.3合金鋁管材料對結合力的影響