2.4 不同基体金属的化学镀预处理
2.4.1 铝及铝合金在化学镀时预处理有何特点？
铝及铝合金在化学镀时预处理过程中，具有如下特点：
1）采用磷酸阳极极化法形成能提高镀层附着力具有特殊结构的人工氧化膜。
2）除去天然氧化膜，并采用浸锌法、盐酸浸蚀法等方法防止其在化学镀前再次形成。
3）配合适当的预处理，在特殊化学镀溶液中直接化学镀。
2.4.2 如何选择铝浸锌预处理工艺？
当铝及铝合金表面清理干净后，应根据基体材料和镀层的不同要求进行浸锌、浸合金或盐酸预浸蚀，以获得附着力良好的镀层。浸锌处理是应用最广泛的方法。在操作时，将金属工件浸入到锌酸盐溶液中，能清除掉表面的天然氧化膜，同时置换出一薄层致密而附着力良好的锌层。锌层的厚度和性质因浸渍条件而异，溶液温度过高，结晶粗大，厚度增加，但结合力恶化；溶液温度适当时，结晶细致，结合力良好。铝浸锌工艺条件如表2-51所示。
表2-51 铝浸锌工艺
为了进一步提高基体与镀层的结合力，常采用两次浸锌。通常一次浸锌得到的锌层粗糙多孔，结合力不够好，所以在500mL/L硝酸中将其溶解，使铝表面呈现均匀细致的活化状态。水洗后再进行第二次浸锌，所得锌层比较平滑致密，两次浸锌可在同一化学镀溶液中进行，所得镀层呈米黄色为佳。
2.4.3 普通铝及铝合金浸重金属预处理工艺有哪些？
在潮湿腐蚀性环境中，浸锌法所得锌层与化学镀层形成腐蚀电池，锌为阳极而遭受横向腐蚀，从而导致化学镀层剥落。为克服这一缺点，可采用浸锌镍合金或镍、锡、铜重金属，工艺如表2-52所示。
表2-52 铝及铝合金浸重金属工艺
①浸锡后不清洗，在氰化物溶液里预镀铜锡合金。
2.4.4 铸铝浸重金属预处理工艺有哪些？
铸铝浸重金属预处理工艺条件如表2-53所示。
表2-53 铸铝浸重金属工艺条件
2.4.5 铝及铝合金化学镀预处理有哪些注意事项？
铝及铝合金化学镀预处理时，注意事项如下：
1）酸液中腐蚀后的工件，不能在空气中停留过长时间，以减少氧化膜的生成。
2）工件在化学镀前的各道工序必须连贯，动作要迅速，清洗要干净。
3）硅铝合金铸造工件裂纹及松孔较多，孔内渗入的余酸、余碱溶液难以清洗干净。因此每步工序结束后必须用冷水、热水反复清洗。
2.4.6 锌合金压铸件化学镀预处理有哪些注意事项？
锌合金压铸件化学镀预处理时，注意事项如下：
1）脱脂时还应注意温度不宜过高，时间不宜过长。
2）由于其主要成分是两性金属，脱脂、酸洗、预镀及化学镀中都不宜用强酸、强碱性溶液，防止化学镀溶液渗入基体清洗不净而使镀层起泡脱落。
3）第一层镀层如果为铜层，其厚度至少要达到7μm以上，因为铜镀到锌合金表面上后会扩散到锌中，形成较脆的铜锌合金中间层，铜层越薄扩散越快。
2.4.7 锌压铸件在化学镀时采用怎样的预处理工艺流程？
锌压铸件化学镀预处理工艺流程如下：
1）机械抛光。
2）有机溶剂脱脂。
3）阳极电化学脱脂配方及工艺条件如表2-54所示。
表2-54 阳极电化学脱脂配方及工艺条件
4）采用质量分数为0.25%～1%的硫酸、盐酸或氢氟酸，或100g/L的盐酸与10g/L的氢氟酸的混合溶液浸蚀。
5）一般的锌压铸工件都先镀氰化铜，而后镀中性镍，铜层的最低厚度为7μm。其配方及工艺条件如表2-55所示。形状简单的锌合金压铸工件，也可以不预镀铜，而直接镀中性镍。其配方及工艺条件如表2-56所示。
表2-55 预镀氰化铜的配方及工艺条件
表2-56 镀中性镍的配方及工艺条件
2.4.8 镁合金化学镀预处理有哪些注意事项？
镁是一种很活泼的金属，在酸性介质中，特别是在含有氯离子的体系中会受到强烈的腐蚀。因此应对镁合金进行表面保护。另外，镁及镁合金的电位很负，在空气中很快氧化，特别是在空气潮湿的环境下，能剧烈反应，并迅速形成碱性氧化膜，因此为保证镀层与基体间有较高的结合力，必须对其表面进行特殊的预处理。通常采用的方法有浸锌法和化学镀镍法。浸锌法工艺比较复杂，但是结合力高，耐蚀性也好。化学镀镍法主要用于大型或深孔内腔需化学镀的镁合金工件。需要注意的是，必须使用不锈钢挂具，除接触点外都必须有良好的绝缘，而且保持接触点上没有镀层。
2.4.9 镁合金化学镀时采用怎样的预处理工艺流程？
镁合金化学镀预处理工艺流程如下：
1）有机溶剂或乳化剂脱脂。
2）碱腐蚀，按铝及铝合金工件的碱腐蚀工艺规程进行。
3）浸酸。
4）活化。
5）镁浸锌配方及工艺条件如表2-57所示。
表2-57 镁浸锌配方及工艺条件
6）预镀铜配方及工艺条件如表2-58所示。
表2-58 预镀铜配方及工艺条件
2.4.10 钛及钛合金化学镀预处理采用怎样的工艺流程？
钛及钛合金化学镀预处理工艺流程如下：
1）脱脂。
2）强浸蚀配方及工艺条件如表2-59所示。
表2-59 强浸蚀蚀配方及工艺条件
3）活化，在纯钛上直接化学镀的活化方法如表2-60所示，在钛及钛合金上直接化学镀的活化方法如表2-61所示。
表2-60 在纯钛上直接化学镀的活化方法
注：活化剂A为哈尔滨工业大学研制的产品。
表2-61 在钛及钛合金上直接化学镀的活化方法
注：活化剂B为哈尔滨工业大学研制的产品。
该方法镀后不需热处理，但需注意的是一定要等到表面出现灰黑色活化膜才可进行下一步化学镀。
2.4.11 钛及钛合金的化学浸蚀法采取怎样的工艺流程？
钛及钛合金化学浸蚀工艺流程如下：
1）脱脂。
2）化学浸蚀配方及工艺条件如表2-62所示。
表2-62 钛及钛合金化学浸蚀配方及工艺条件
3）预镀一层厚度1μm以上的镍。
4）为提高结合力，预镀镍后应进行热处理，具体温度、时间由基材和镀层种类确定。热处理也可在全部化学镀结束后进行。
2.4.12 钛及钛合金的电化学浸蚀法采取怎样的工艺流程？
钛及钛合金电化学浸蚀法工艺流程如下：
1）脱脂。
2）电化学浸蚀配方及工艺条件如表2-63所示。
表2-63 钛及钛合金电化学浸蚀配方工艺条件
通过此方法得到的镀层结合力比化学浸蚀得到的高。为进一步提高结合力，也可进行热处理。
2.4.13 什么是钛及钛合金镀前的喷砂浆处理法？
钛及钛合金镀前喷砂浆处理法的内容如下：
1）脱脂。
2）喷砂浆，喷射砂浆使基体的表面得到处理，向表面喷射湿磨砂浆，砂浆粒度小于150μm，喷细砂的时间要长，但不要使工件粗糙或引起尺寸变化。要用质量高的砂粒，以免杂质进入，引起镀层质量不良。
3）先预镀一层1μm以上的镍，然后再镀所需要的金属镀层。
2.4.14 弹簧钢的化学镀预处理有哪些注意事项？
弹簧钢对氢脆比较敏感，为防止高强钢和弹簧钢在化学镀过程中产生氢脆，在化学镀前应在比其回火温度低10～25℃的条件下保温3h以上，以消除内应力。当回火温度不能确定时，可在180～200℃下保温3h以上。经过脱脂和强浸蚀后要进行弱浸蚀，使表面处于活化状态。一般要在室温下50～100mL/L的硫酸溶液中浸泡0.5～2min。如果下一步要进行氰化物化学镀，还需在化学镀前将工件浸入到碳酸钠溶液（30～80g/L）中，在室温下浸泡10～20s进行中和处理。另外，由于钢铁的电位比较负，在进入酸性镀液中进行化学镀镀之前，可先预镀一层金属，如化学镀氰化铜或化学镀镍等。
2.4.15 不锈钢活化工艺有哪些类型？
不锈钢常用的活化工艺有浸渍活化、阴极活化、预镀活化。
1）浸渍活化：质量分数为98%的硫酸，200～500mL/L；65～80℃；析出气体后，再持续1min以上。
2）阴极活化：质量分数为37%的盐酸，50～500mL/L；室温；阴极电流密度2A/dm2；1～5min。
3）预镀活化：NiCl2·6H2O，240g/L；质量分数为37%的盐酸，130mL/L；阴极电流密度5～10A/dm2；2～4min；阳极，镍板（硫的质量分数不得超过0.01%）。
2.4.16 不锈钢工件采用怎样的预处理工艺流程？
不锈钢工件预处理工艺流程如下：
1）化学脱脂。按钢铁工件的化学脱脂规程进行。
2）浸酸。若工件上无氧化皮，可不进行浸酸处理。
3）喷砂。有精度要求的表面不进行喷砂。喷砂时不要使工件变粗糙或引起尺寸变化。
4）阳极电化学脱脂。
5）活化。
6）如需进行镀铬时，应先进行阴极电化学脱脂，再在镀铬溶液中以10A/dm2的电流密度进行阳极处理。如需进行镀镍时，采用标准镀镍溶液可以在活化的不锈钢工件上直接镀镍，镀镍溶液的pH值为2～4。如需镀光亮铜和锡时，应先进行氰化镀铜。
2.4.17 钢铁工件化学镀时采用怎样的预处理工艺流程？
钢铁工件化学镀预处理工艺流程如下：
1）表面清理根据实际需要选择喷砂、滚光、刷光、磨光、抛光等工艺。
2）脱脂根据实际需要选择有机溶剂脱脂、滚筒脱脂、擦拭脱脂、化学脱脂、电化学脱脂等。应注意的是有氢脆危险的工件不得进行阴极电解脱脂。
3）浸蚀根据工件表面氧化皮及锈蚀严重的程度、基材的类型等选择合适的浸蚀方法。对于有氢脆危险的工件不宜采用酸浸蚀的方法。
4）阳极电化学脱脂去除浸蚀后残留的挂灰。
5）弱浸蚀于室温下在50～100mL/L的硫酸或盐酸溶液中浸泡0.5～2min。
2.4.18 铜及铜合金化学镀时采用怎样的预处理工艺流程？
铜及铜合金化学镀预处理工艺流程如下：
1）表面清理根据实际需要选择喷砂、滚光、刷光、磨光、抛光等工艺。
2）脱脂根据实际需要选择有机溶剂脱脂、滚筒脱脂、擦拭脱脂、化学脱脂、电化学脱脂等。
3）浸蚀根据工件表面氧化皮及锈蚀严重的程度、基材的类型等选择合适的浸蚀方法。
4）弱浸蚀除铅黄铜外，所有的铜及铜合金工件均可在质量分数为5%～10%的硫酸或质量分数为10%～20%的盐酸中于室温下进行弱浸蚀。铅黄铜则应在质量分数为2%～5%的氟硼酸或质量分数为10%～20%的硝酸溶液中于室温下进行弱浸蚀。
2.4.19 镍的不同表面状态应分别用什么方法预处理？
镍上化学镀通常是指镍镀层上化学镀，镀层的表面状态有如下三种情况：
（1）一直浸在化学镀溶液或清水中刚镀完不久的镍层 其表面状态良好，可直接化学镀。镀光亮镍时，应于室温下在50～150mL/L硫酸或100～500mL/L的盐酸溶液中，弱浸蚀0.5～1min后直接进行化学镀。
（2）刚镀完但已干燥了的镍层 若有油脂需进行脱脂，然后在50～150mL/L硫酸或100～500mL/L的盐酸溶液中进行弱浸蚀后再进行化学镀。镀光亮镍时应选用较高含量的酸溶液。
（3）经抛光或机加工后的镍层 应进行良好的脱脂，预镀镍后进行化学镀。也可采用在100g/L氨基磺酸的溶液中，室温下采用10A/dm2的电流密度，阳极活化3min后进行化学镀，该方法也适用于在碱液中进行过阳极处理或电解退铬后的镍层和机加工的镍基合金工件。
2.4.20 镍及镍合金化学镀时采用怎样的预处理工艺流程？
镍及镍合金化学镀预处理工艺流程如下：
1）脱脂。
2）活化。镍及镍合金活化工艺如表2-64所示。
表2-64 镍及镍合金活化工艺
（续）
注：镀镍工件可选用工艺1～7进行活化；镍合金可选用工艺2、3、4、8进行活化。
3）预镀镍。镍及镍合金经活化后，通常需要进行预镀镍，其配方及工艺条件如表2-65所示。
表2-65 镍及镍合金预镀镍配方及工艺条件
2.4.21 高碳钢和低合金钢化学镀时采用怎样的预处理工艺流程？
高碳钢和低合金钢化学镀预处理工艺流程如下：
1）机械清理。
2）电化学脱脂。
3）在质量分数为1%～10%的盐酸中浸蚀。
4）在室温下浸在20～25g/L的氰化钠溶液中。
5）阳极刻蚀配方及工艺条件如表2-66所示。
表2-66 高碳钢和低合金钢阳极刻蚀配方及工艺条件
2.4.22 铬上镀铬采用怎样的预处理工艺流程？
铬上镀铬预处理工艺流程如下：
（1）表面清理 用磨光、抛光、喷砂等方法清理表面的残渣、氧化皮等污物。
（2）脱脂 不宜用电解脱脂，因为在阳极脱脂时，铬会被溶解，而在阴极脱脂时，脱脂溶液中的某些污物或金属杂质会沉积到工件表面上。
（3）弱浸蚀 室温下在225g/L铬酐或镀铬溶液中，在6V的电压下进行阳极浸蚀，待表面均匀地析出气泡时停止，时间一般为5～60s。还可以在质量分数为10%的硫酸、质量分数为2%的甘油和质量分数为3%的过氧化氢的溶液中，于室温下浸泡0.5～1min。
2.4.23 粉末冶金工件采用怎样的预处理工艺流程？
粉末冶金工件预处理工艺流程如下：
（1）烘烤脱脂 将工件在200～300℃的烘箱中进行加热，使孔隙中的油充分挥发，待工件不冒烟时停止，时间为1～2h。
（2）封孔 在熔融的硬脂酸锌（135～180℃）中浸渍15～20min。
（3）表面清理 用吹砂、滚光、打磨等方法除去工件表面上的毛刺、硬脂酸锌层、油污或锈蚀等物质。
（4）脱脂 采用溶剂脱脂或热脱脂，去除表面残留油污。
（5）弱浸蚀 在50～100mL/L的盐酸或硫酸溶液中，于室温下浸泡0.5～1min。
2.4.24 钨及钨合金化学镀时采用怎样的预处理工艺流程？
钨及钨合金化学镀预处理工艺流程如下：
1）表面清理。
2）活化工艺如表2-67所示。
表2-67 钨及钨合金活化工艺
①处理后还需在100g/L硫酸溶液中，于20～35℃下浸1min。
3）预镀铬工艺条件如表2-68所示。
表2-68 钨及钨合金预镀铬工艺条件
4）活化。室温下在200g/L的盐酸中浸2～5s。
5）预镀镍配方及工艺条件如表2-69所示。
表2-69 钨及钨合金预镀镍配方及工艺条件
2.4.25 钼及钼合金化学时采用怎样的预处理工艺流程？
钼及钼合金化学镀预处理工艺流程如下：
1）吹砂。用吹砂法清除工件表面的污物。
2）脱脂。
3）预镀铬工艺条件如表2-70所示。
4）预镀镍配方及工艺条件如表2-71所示。
表2-70 钼及钼合金预镀铬工艺条件
表2-71 钼及钼合金预镀镍配方及工艺条件
2.4.26 铅及铅合金化学镀预处理有何特点？
铅及铅合金化学镀预处理的特点如下：
1）必须采取在酸洗溶液中加入氟化物等措施除去铅在各种化学处理溶液中所形成的不溶于水的铅化合物。
2）铸件毛坯应做彻底的预先清理，以除去毛刺、熔合线、氧化皮、铸造残渣等。
3）为防工件过热，镀后抛光应在低速、低压下进行。
4）为防止镀层与铅相互扩散而合金化，预镀层应有足够的厚度（通常为2.5μm以上的铜或镍层），基材受随后化学镀溶液的浸蚀。
2.4.27 铅及铅合金化学镀时采用怎样的预处理工艺流程？
铅及铅合金化学镀预处理工艺流程如下：
1）脱脂。电解脱脂配方及工艺条件如表2-72所示。
表2-72 铅及铅合金电解脱脂配方及工艺条件
2）浸蚀。可采用质量分数为42%的氟硼酸，按120～250mL/L的比例配成溶液于室温下浸蚀10～15s。
3）预镀。预镀工艺随预镀层不同而异，其工艺条件如表2-73所示，但是镀铁时不需要预镀。
表2-73 铅及铅合金预镀工艺条件
