一種鋁合金輪轂電鍍工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電鍍工藝領域，特別是一種機動車鋁合金輪轂的電鍍工藝。
【背景技術】
[0002]鋁合金具備重量輕、比強度高、抗沖擊減震性等優異性能，鋁合金廣泛應用于汽車工業，可以減輕汽車重量，是降低能耗和減少廢氣排放的一個有效途徑。輪轂是占整車重量較大的部件之一，利用鋁合金作為制造輪轂的材料，可以達到有效減輕車重的目的。目前，由鋁合金制造的輪轂已經大量應用在汽車上。然而，鋁合金的化學性質非常活潑，耐蝕性能差，在使用環境中易于發生點蝕和電偶腐蝕等破壞，對于汽車的安全構成嚴重威脅。因此，鋁合金輪轂的腐蝕防護成為在汽車制領域最重要的問題之一。
【發明內容】
[0003]針對以上現有技術的不足，本發明的目的是提出一種新的鋁合金輪轂電鍍工藝，該工藝可以在鋁合金輪轂表面獲得結合力強、耐腐蝕性高的金屬鍍層。
[0004]本發明的目的是通過采用以下技術方案來實現的:
[0005]鋁合金輪轂電鍍工藝，電鍍過程包括輪轂電鍍前表面處理、預鍍鎳、鍍銅前輪轂表面處理、酸性鍍銅、鍍鎳前輪轂表面處理、鍍半光亮鎳、鍍光亮鎳、鍍鎳封、鍍鉻前輪轂表面處理和鍍鉻的各個工藝步驟；
[0006]其中，輪轂電鍍前表面處理步驟包括熱浸除蠟、水洗、熱浸除油、水洗、弱腐蝕、水洗、除垢、水洗、沉鋅、水洗、脫鋅、水洗、二次沉鋅和水洗，上述水洗步驟可以進行一到三次；
[0007]鍍銅前輪轂表面處理步驟為水洗和酸活化；
[0008]鍍鎳前輪轂表面處理步驟包括水洗、拋銅、熱浸除蠟、水洗、熱浸除油、水洗、電解除油、水洗、酸活化和水洗，上述水洗步驟可以進行一到兩次；
[0009]鍍鉻前輪轂表面處理步驟包括水洗、電解除油、水洗和鉻酸活化；
[0010]所述輪轂電鍍前表面處理中除垢步驟的溶液配方與操作條件為:65%的ΗΝ03:200 ?300cc/L，80%的 H3P04:400 ?600cc/L，40%的 HF:10cc/L,E600:200 ?300cc/L，溫度:室溫，時間:40?60s。
[0011]作為本發明的優選技術方案，所述預鍍鎳步驟的溶液配方與操作條件為:NiS04*6H20:250 ?300g/L, NiCl2:45 ?60g/L, H3B03:30 ?45g/L,80# 開缸劑:5 ?10g/L,低泡劑:1?3cc/L，溫度:50-65°C，時間:35min,電流強度:240A, PH值:3.5?4.2。
[0012]作為本發明的優選技術方案，所述鍍銅前輪轂表面處理中酸活化步驟的溶液配方與操作條件為:H2S04:4%~ 8%體積比，時間:10?30s。
[0013]作為本發明的優選技術方案，所述酸性鍍銅步驟的溶液配方與操作條件為:CuS04*5H20:180 ?220g/L，H2S04:30 ?40cc/L，氯離子:60 ?150ppm，HT 濕潤劑:1 ?3cc/L，HP-1201C:8 ?10cc/L，HP-1201B:0.3 ?0.8cc/L，ΗΡ-1201Α:0.3 ?0.8cc/L，溫度:10 ?30°C，時間:120min,電流強度:160A。
[0014]作為本發明的優選技術方案，所述鍍鎳前輪轂表面處理中酸活化步驟的溶液配方與操作條件為:98%的H2S04:4%~ 8%體積比，AlumsealBD溶液:2?5g/L，時間:20s。
[0015]作為本發明的優選技術方案，所述鍍半光亮鎳步驟的溶液配方與操作條件為:NiS04*6H20:220 ?300g/L, NiCl2:30 ?50g/L, H3B03:30 ?45g/L, M_901:3 ?6cc/L,Μ-902:0.25 ?lcc/L, Μ_904:0.75 ?1.5cc/L,低泡劑:1 ?3cc/L，溫度:50_60°C，時間:80min,電流強度:主200A輔助15A，PH值:3.6?4.0。
[0016]作為本發明的優選技術方案，所述鍍光亮鎳步驟的溶液配方與操作條件為:NiS04*6H20:220 ?280g/L, NiCl2:35 ?60g/L, H3B03:35 ?50g/L，2002 主光亮劑:0.2 ?
0.5cc/L, A-5 (4X):7.5 ?12.5cc/L,光鎳調整劑:7 ?15cc/L，低泡劑:1 ?2cc/L，溫度:50-66°C，時間:40min,電流強度:主 200A 輔助 15A，PH 值:4.0 ?4.5。
[0017]作為本發明的優選技術方案，所述鍍鎳封步驟的溶液配方與操作條件為:NiS04*6H20:250 ?350g/L，NiCl2:35 ?60g/L，H3B03:30 ?40g/L，MPS-DL:0.75 ?
1.5cc/L, MPS-SP: 0.12 ?1.0cc/L, 2002 主光亮劑:0.1 ?0.2cc/L, A-5 (4X): 2 ?8cc/L, SA-1:0.5 ?2cc/L，M-904:0.45 ?1.0cc/L,溫度:49-66 °C，時間:3min,電流強度:主200A 輔助 15A, PH 值:3.3 ?4.2。
[0018]作為本發明的優選技術方案，所述鍍鉻步驟的溶液配方與操作條件為:鉻鹽:220 ?350g/L, H2S04: 1.0 ?3.5g/L, Cr3+: 1 ?5g/L, H2Cr04:100 ?120g/L,溫度:38 ?45°C,時間2?3min，電流強度:主350A輔助100A。
[0019]作為本發明的優選技術方案，所述鍍鉻前輪轂表面處理中鉻酸活化步驟的溶液配方與操作條件為:鉻鹽:25?50g/L，溫度:室溫，時間:10?30s。
[0020]本發明的有益效果是:相對于現有技術，本發明的金屬鍍層設計合理，結合力強、耐腐蝕性高；電鍍后的產品外形美觀，光潔度高。
【具體實施方式】
[0021]鋁合金輪轂電鍍工藝，電鍍過程包括輪轂電鍍前表面處理、預鍍鎳、鍍銅前輪轂表面處理、酸性鍍銅、鍍鎳前輪轂表面處理、鍍半光亮鎳、鍍光亮鎳、鍍鎳封、鍍鉻前輪轂表面處理和鍍鉻的各個工藝步驟；
[0022]其中，輪轂電鍍前表面處理步驟包括熱浸除蠟、水洗、熱浸除油、水洗、弱腐蝕、水洗、除垢、水洗、沉鋅、水洗、脫鋅、水洗、二次沉鋅和水洗，上述水洗步驟可以進行一到三次；
[0023]鍍銅前輪轂表面處理步驟為水洗和酸活化；
[0024]鍍鎳前輪轂表面處理步驟包括水洗、拋銅、熱浸除蠟、水洗、熱浸除油、水洗、電解除油、水洗、酸活化和水洗，上述水洗步驟可以進行一到兩次；
[0025]鍍鉻前輪轂表面處理步驟包括水洗、電解除油、水洗和鉻酸活化。
[0026]在本實施例中，在對輪轂表面電鍍前需要對表面進行熱浸除蠟和熱浸除油，輪轂表面經機械拋光處理后，表面會殘留光蠟和油污，這些污物在電鍍前必須進行徹底清除，否則會嚴重降低鍍層和基底的結合力。熱浸除蠟的溶液配方和操作條件為BCR除蠟水溶液:50?lOOcc/L，溫度控制在70?90°C，處理時間為5?lOmin，經過水洗后進行熱浸除油，其溶液配方和操作條件為U-151除油劑:40?60g/L，溫度控制在40?60°C，處理時間為4 ?8min。
[0027]在經過熱浸除油后，對輪轂表面進行水洗處理，處理完成后上掛具放入槽缸內進行除垢處理，除垢步驟的溶液配方與操作條件為:65%的HN03:200?300cc/L，80%的H3P04:400 ?600cc/L，40%的 HF:10cc/L, E600:200 ?300cc/L，溫度為室溫，處理時間為40?60s。除垢的目的是除去鋁合金輪轂表面的氧化物、松散附著的冷加工金屬和已嵌入表面的污垢(氧化物、嵌入的砂、鈍化膜和燒焦的潤滑油等)，使其裸露出鋁合金金屬基體來，防止因基底與鍍層之間夾雜氧化物等污物而造成鍍層結合力下降。
[0028]清除輪轂表面的污垢后進行沉鋅、脫鋅、二次沉鋅處理，浸鋅步驟的溶液配方與操作條件為:硫酸鋅(ZnS04.7H20):50 ?60g/L，焦磷酸鉀(Κ4Ρ207.3H20):170 ?175g/L，碳酸鈉(Na2C03):5 ?6g/L，氟化鉀(KF):7.2 ?7.5g/L 或氟化鋰(LiF):3 ?4g/L，pH 值:10?10.5，溫度:60?65°C，時間:30?60s。沉鋅的目的是通過鋁合金輪轂基底與沉鋅溶液中鋅離子之間的置換反應在鋁合金輪轂表面沉積上一薄層鋅，降低基底表面活性、防止鋁合金輪轂表面被重新氧化。同時，鋅膜層可以降低鋁合金基體與預鍍鎳層之間的電勢差，增強基體與鎳鍍層之間的結合力。
[0029]在鋁合金輪轂沉鋅后先電鍍一層與基底鋁和沉鋅層電勢差較小的鎳，然后在酸性的硫酸銅溶液中電鍍一薄層銅，使鋁合金輪轂表面形成致密、結合力強的打底鍍層，為后續直接進行N1、Cr組合電鍍提供良好的保護作用。其中預鍍鎳步驟的溶液配方與操作條件為:NiS04.6Η20:250 ?300g/L, NiCl2:45 ?60g/L, Η3Β03:30 ?45g/L, 80# 開缸劑:5 ?10g/L，低泡劑:1?3cc/L，溫度控制在50-65