罗应军

（贵州理工学院 550000）

摘 要：伴随电子产品中铝制品应用的日益广泛，对其应用性能提出较高要求。然而从当前铝制品应用现状看，尽管有导热性能高、质量轻等优势，但仍面临可焊性较差问题，导致其在应用中受到一定限制。实践研究发现，将低磷化学镀镍工艺引入，以低磷镀层镀于铝表面，可使可焊性得到提高。本次研究将对化学镀镍林合金技术、应用于铝合金的低磷化学镀镍工以及低磷化学镀镍工艺应用建议进行探析。

关键词：铝合金；低磷化学镀镍工艺；应用建议

前言：作为当前可提高工件表面硬度的重要工艺技术之一，低磷化学镀镍，主要以微晶态结构作为镀层，有耐磨耐碱蚀、可焊性好以及硬度高等特征，特别对于铝材可焊性的改善，可起到明显效果。但值得注意的是，现行市场中低磷化学镀镍工艺在铝合金表面的应用并不常见，原因在于实施难度较大，如操作不当下可造成镀层磷含量过多，或因镀液量过大使生产成本增加。因此，本文对低磷化学镀镍工艺在铝合金中的应用研究，具有十分重要的意义。

1化学镀镍磷合金技术相关概述

关于化学镀镍磷合金技术，其主要依托于自身的镀层物理性能、均镀能力较好的镀液进行非金属材料的处理，其中的Ni-P-SiC等化学镀，在耐磨性能上极为突出。从化学镀镍林合金工艺特征看，主要以催化反应为主，将镍磷合金镀层作为催化剂，但催化反应中可能有微量杂质存在于镀液中，对催化反应产生影响，甚至造成施镀效果不具备较好的可重现性。而在此基础上提出的铝合金低磷化学镀镍工艺，其主要针对铝可焊性差特征而提出，由于铝本身有氧亲和力强、活性高以及易加工等特点，且有致密氧化膜形成于金属表面，可避免被腐蚀。但致密氧化膜的存在，也直接导致铝在可焊性上较差。此时便可考虑引入低磷化学镀镍工艺，其实施流程表现在除油浸蚀、一次浸锌、退锌、二次浸锌、化学镀镍等[1]。

2应用于铝合金的低磷化学镀镍工艺分析

2.1铝上低磷化学镀镍工艺

本文在研究中主要选取1060铝试片作为研究对象，将低磷化学镀镍工艺引入其中。工艺应用下，强调对铝合金基体做二次浸锌工艺处理。处理后可发现试片经碱蚀在表面上有粗糙感，可通过酸洗出光过程使平整度增加。但需注意二次浸锌后仍有一定问题存在，试片表面有可见孔隙，若将其置于化学镀镍溶液中，要求耗费较长时间达到镀层覆盖目的。从既往研究资料中可发现，低磷化学镀镍工艺应用下，若未作出调整可能产生较多问题，如在铝基体裂纹中，有Ni-P颗粒存在其中，且裸露的铝基体有Zn2+大量存在，将使低镀层在耐蚀能力上下降，而其中铝基体裸露、Ni-P镀层厚度低等问题的产生，归因于活化时间较长。因此，低磷化学镀镍工艺应用下需做出调整，调整的内容便表现在活化时间的控制上。由于该工艺应用中无法做PH值调整，所以在调整策略中需从二次浸锌工艺方面着手，确保获取的Zn层致密均匀。其中的二次浸锌工艺调整，要求从一次浸锌、退锌与二次浸锌等时间上进行控制，保证Zn层有良好品质的同时，能够达到控制活化时间的目标[2]。

2.2铝上低磷化学镀镍工艺实验

为验证调整后的低磷化学镀镍工艺在铝合金表面中的应用效果，本文结合既往研究资料，做周期实验分析。实验过程中取500ml镀液，1.2dm2表面积的铝试片，试片已做二次浸锌处理，在此基础上保持3min施镀时间。以0.1～0.2MTO作为最初施镀参考，以试片增重为依据做补加工作。实验中可发现，前3MTO内，试片镀层厚度在0.7～1.2um范围内波动，产生这种情况的原因归结于二次浸锌下的锌层质量波动。而从镀层磷含量看，最初为1.4mass%，在3MTO时，达到6.1mass%。在镀液消耗、Zn2+不确定下，仍可保证镀层磷含量，说明该工艺应用效果显著。为进一步验证Zn2+在施镀中的累积，对Zn2+浓度以原子吸收光谱进行测定，可发现Zn2+在1MTO、2MTO中浓度较低，可说明镀层磷含量未受到明显影响，而Zn2+浓度在3MTO中却可超出100mg/L浓度，其意味镀液失效几率明显增加。因此，镀层表面的缺陷会在MTO增加下不断增多，可能引起耐蚀性降低[3]。

2.3实验结果分析

低磷化学镀镍工艺在铝合金表面中的实验结果，可从最后的镀层性能表征上进行分析。首先在结合力性能上，由于二次浸锌前处理工艺的应用，本身以铝基体、镀层间结合力的增强作为目标，通过测试可发现取得的镀层结合力性能较好。其次，在镀层可焊性方面。尽管铝有导热性、质量轻等优势，但其可焊性问题一直为制约其应用的因素，将低磷化学镀镍工艺引入的最初目的便体现在使铝合金表面可焊性提高。以往大多实践研究都可发现，无论中磷或低磷化学镀镍层，在可焊性优势上都较为明显，仅需在镀层磷含量上进行控制，便可提高可焊性。本次实验中，保持3min施镀时间，最终获取的试片有较好的可焊性，可将其置于锡炉中1s，取出后可发现表面可完全浸湿，充分说明该工艺下铝合金表面可焊性较高。最后，从镀层耐腐蚀性看。尽管低磷化学镀镍层在耐碱蚀性能上有明显优势，但相比高磷化学镀镍层，在耐酸蚀、耐中性盐雾等方面较差，其意味低磷化学镀镍工艺应用于铝合金中，孔隙率会在镀层厚度越低情况下保持较高，此时的耐腐蚀能力相对较弱。选取低磷、中磷与高磷铝片做实验分析，可发现在耐腐蚀能力上，高磷鋁片较高，但由于其充当阳极，可能引起铝基体腐蚀，相比之下，中磷化学镀镍层，孔隙率低、厚度大，所以耐腐蚀性优势上更加明显。若将Ni-P镀层封闭工艺引入低磷化学镀镍工艺中，又可能使镀层可焊性降低，所以在可焊性、耐腐蚀性平衡方面是当前低磷化学镀镍工艺应用下需考虑的问题[4]。

3低磷化学镀镍工艺应用建议

尽管低磷化学镀镍工艺应用下，对提高铝合金表面可焊性优势较为明显，但实际应用中还需考虑到较多问题，如工艺参数设定、添加剂的选择等。如再工艺参数方面，要求工艺应用中充分考虑镀层磷含量、沉积速率等问题。而在添加剂应用方面，若选择Bi3+无极添加剂，可能使镀层磷含量被抑制，而有机添加剂的加入，因尿素的存在可能使镀层磷含量降低。此时便需考虑，在镀层磷含量抑制剂、稳定剂选择上，应以TU为主。此外，由于工艺应用下有镀液消耗过多问题，应注意进行次磷酸钠、硫酸镍浓度的测定，在基础上将SDS、TU以及硫酸镍等补加，可解决镀液失效问题[5]。

结论：低磷化学镀镍工艺是提高铝合金可焊性的技术保障。实际引入该工艺中，应正确认识化学镀镍磷合金技术的基本内涵，结合铝合金应用要求，做好低磷化学镀镍工艺调整，确保工艺应用下结合力性能、耐腐蚀性能以及可焊性方面都得到保障。这样才能使低磷化学镀镍工艺的优势充分发挥，提高铝合金的综合性能。

参考文献：

[1]欧阳璇，杨喜昆，余江英，等. 表面处理对Mg-Al-Zn耐蚀性的影响[J]. 热加工工艺，2017，（06）：172-174+179.

[2]邢乐红，杨晶，王海鹏，等. 硫脲对低磷化学镀镍稳定性的影响[N]. 牡丹江师范学院学报（自然科学版），2016，（03）：41-42.

[3]陈远军，刘锦云，王敏，等. 1060铝化学镀镍直接置换锌前处理工艺[J]. 表面技术，2013，（05）：77-80.

[4]赵彦彪，杨培霞，杨炜婧，等. AZ 91D镁合金化学镀镍前处理工艺研究[J]. 电镀与环保，2011，（06）：9-11.

[5]周华. 锌铝合金表面化学镀镍层施镀工艺及其热处理研究[D].兰州理工大学，2011.endprint