1、几种材料的电镀前处理一：碳纤维表面化学镀镍前处理：多数条件下，只有当镀层与基体间为分子间力或金属间力作用，所施镀层才能对碳纤维起到可靠的保护作用。因此在施镀前必须采用适宜的前处理工艺对碳纤维表面进行清洗。理想的清洗结果不仅须去除碳纤维表面污染，还应使碳纤维表面发生一定程度的粗化、改变表面的官能团状态，以利于进一步提高膜基结合力。1：碳纤维表面去胶及去油处理碳纤维出厂时表面都有一层保护的胶膜，而这层胶膜的存在会直接影响金属镀层与碳纤维表面的结合强度。选用灼烧法去胶，过实验表明，适宜的灼烧温度为 400。虽但由于碳纤维表面除了浸胶保护以外，表面还附着一些石墨粉等附着物，所以需延长灼烧时间。去胶后，
2、碳纤维表面尚沾有少量有机物及无机物杂质。采用 ALH 除油剂除去碳纤维表面的附着物。具体操作是：将碳纤维束边缘用透明胶封好，将除油液加热到 50，将碳纤维放入，电磁搅拌 1530 min 取出。除油后用蒸馏水反复冲洗。经除油的碳纤维可被水浸润，满足化学粗化润湿条件。除油步骤对提高镀层基体结合强度、保持粗化液纯度作用明显。2：碳纤维表面粗化处理粗化的目的是增大碳纤维表面的微观粗糙度和接触面积以及亲水能力，是碳纤维表面金属化关键步骤之一。粗化处理对镀层的结合力及平整性有很大的影响。粗化液的化学组分为：200 g/L(Na4)2S2O8（过硫酸铵） ，100 ml/L H2SO4(d=1.84 g/
3、cm3)，试验条件：3040，电磁搅拌。3 碳纤维表面敏化，活化及还原处理(1)敏化：经过粗化处理的碳纤维，表面具备了亲水能力，敏化就是在经过粗化的碳纤维面上，吸附一层容易被氧化的物质，以便在活化处理时通过还原反应，使碳纤维表面具备化学镀的催化活性，这就给以后的化学镀覆金属层打下基础7。敏化液配方为：10 g/L SnCl22H2O （氯化亚锡） ，40 ml/L HCl（d=1.19 g/cm3） 。敏化过程：将粗化后洗净的碳纤维放入敏化液中，电磁搅拌，5 min 后取出，用蒸馏水洗干净。(2)活化：活化处理是将经敏化处理后的碳纤维浸入含有催化活性的贵金属(如银、钯)化合物的溶液中，进行再处
4、理,使碳纤维表面生成一层具有催化活性的贵金属层，便可以直接施镀。活化配方：0.1 g/L PdCl2（氯化钯） ，10 ml/LHCl(d=1.19 g/cm3)，活化过程为：碳纤维放入活化液中电磁搅拌 5min，再用蒸馏水清洗 34 次。(3)还原：碳纤维浸入 30 g/L 的次磷酸钠溶液中，室温搅拌 1 min 即可。还原处理的目的是将经活化处理后残留在碳纤维表面的氯化钯还原，防止其带入镀液，导致镀液不稳定。二：石墨粉末化学镀镍及化学镀银前处理石墨粉末经前处理、敏化和活化,采用碱性化学镀镍法镀一层镍,再化学镀连续性较好的银。经实验确定:镀镍石墨粉末进行两次化学镀银,可以得到外观为灰白色的银
5、包镍粉。该粉密度小,测定其电阻率小于 1.510-4cm,与硅橡胶制成橡胶胶料,在低频区电磁屏效能为 82 dB,是一种高性能的导电导磁新型填料1.除 油：石墨粉末在生产过程中表面含有部分油污和炭灰,影响金属与粉体的结合能力。除油用阴离子和非离子表面活性剂组合,在常温下进行。实验采用(质量分数):3.4% 6501、1.7% TX-10、余量为水。将石墨粉末放入配制好的除油液中,加入量为 80100g/L,充分搅拌分散,静置 810 min。2.浸 蚀：石墨粉末分子小,颗粒表面非常光滑,为使其表面能形成微小的蚀刻槽,提高与镀覆金属的结合能力,须进行浸蚀处理。浸蚀采用强氧化剂处理。工艺配方:HN
6、O3(化学纯)质量分数为 63%;在常温下处理 510 min。注意浸蚀时间不能过长,否则部分石墨颗粒被溶解掉,无法保证颗粒尺寸。3.敏 化：敏化溶液采用 SnCl22H2O 1030 g/L、HCl(37%)4050 mL/L,常温下处理 510 min。4.活 化：活化液采用 PdCl20.20.5 g/L、HCl(37%)310 mL/L、温度不大于 40下处理 510 min。活化时石墨粉末的添加量一般为 50 80 g/L,添加量过大,活化效果差,而且会导致活化液失去作用。三：面向 SLA 原型的化学镀镍前处理若在立体印刷快速成型即（SLA）原型件表面沉积一层金属,就能大大提高它的使
7、用性能,扩大其使用范围,使之具有金属的性能。SLA 原型件经化学镀镍后既保持了制件质量轻,又赋予了其金属的耐磨性、导电性、装饰性等功能。由于 SLA 原型件对镍的化学还原不具有催化性,必须经过适当的表面预处理,以保证化学镀覆的实施以及镀层与基体的紧密结合。1） 除油：除油是为了去除试样表面的油污,有利于 SLA 原型件表面粗化均匀,同时还可以延长粗化液的使用寿命，为了保证预处理效果,粗化前应先进行除油,对于 SLA 原型件我们采用丙酮进行清洗除油即可。2)粗化：粗化可以提高工件表面的亲水性并形成适当的粗糙度,以保证镀层有良好的附着力。目前广泛使用的是化学粗化法,用化学浸蚀剂使 SLA 原型表面
8、粗糙,增加表面积和生成某些极性基团,使表面由憎水性变成亲水性。粗化的工艺条件为: 400g/L 铬酐, 400g/L 浓硫酸,温度 5570,时间 2540min。3)中和：为把在化学粗化过程中残留于 SLA 原型件表面的六价铬离子清洗干净,需要进行中和处理,试验条件为:100g/L 氢氧化钠,温度为室温,时间为 25min。4)还原：此工序的目的是将残留在 SLA 原型件表面的六价铬还原为三价铬,以防污染敏化液或活化液。还原工艺条件为: 40g/L 亚硫酸钠,温度为室温,时间 25min。5)浸酸：浸酸处理对敏化液可以起到缓冲的作用,防止敏化液中的盐酸被稀释。浸酸工艺条件为: 150mL/L
9、 盐酸(HCl 分析纯 AR),温度为室温,时间为 13min。6)敏化：敏化就是在经过粗化的 SLA 原型表面上,吸附 1 层容易被还原的物质,以便在活化处理时通过还原反应,使SLA 原型表面具有化学镀镍的催化活性。敏化工艺条件为:15g/L 氯化亚锡(SnCl22H2O), 40mL/L 盐酸(HCl 分析纯 AR),锡条 1 根重约 80g,温度 1730,时间 35min。7)活化：活化的目的是使 SLA 原型表面生成 1 层薄的催化表面,通过敏化表面上吸附的 Sn2+来还原金属钯离子,使其成为催化中心。活化工艺条件为: 0. 4g/L 氯化钯, 5mL/L 盐酸(HCl 分析纯 AR
10、),温度 1730,时间 35min。四：镁合金表面电镀铝前处理：由于镁合金弹性模量低、可塑性差,特别是耐腐蚀性能差,严重影响了镁合金的广泛应用5-6。镁在实用金属中电位最负,标准电极电位为-2.73 V,易氧化,在空气中自发形成一层疏松多孔的氧化膜,在潮湿环境、酸性及中性介质中易受腐蚀,因此对镁合金表面进行处理。以提高其耐蚀能力是十分必要的。(1)试样制备：制备 20 mm10 mm5 mm 的 AZ61 镁合金试样,依次用 800#、1200#、1500#的水磨砂纸将其表面打磨平滑,然后对其表面进行抛光,以保证所有试样具有相同的表面粗糙度。(2)脱脂：打磨好的试样放至丙酮溶液中超声清洗 5
11、 min。脱脂的目的是去除工件表面油污、赃物、抛光膏等,获得清洁、无油脂的表面。(3)碱洗：在 7080的 100 g/L 氢氧化钠水溶液中保持 10 min,以进一步除去样品表面的油污。在碱性溶液中,镁的表面氧化膜发生了转化,MgO 变为 Mg(OH)2。(4)钝化：配制不同浓度的 HF(体积分数为 40%,分析纯配制)在室温下进行两因素三水平全因子试验,从浓度和时间两个方面来考虑 HF 对钝化膜的影响。五：铝及铝合金直接化学镀镍前处理由于铝是一种比较活泼的金属,在大气中其表面极易生成一层薄且致密的氧化膜,影响基体镀层的结合力。因此,要在铝表面得到结合力强,性能优良的镀镍层,镀前处理是关键。
12、一：碱洗除油碱洗除油是指用含有碱性化学药剂的处理液除去表面油污的方法。碱洗除油配方见表 1。采用碱洗液在 75下浸蚀 2-5min 后,先用 50热水清洗,再用冷水冲洗,以冷水洗后基体不挂水珠为合格。2. 3. 2 活化活化是要剥离工件表面的加工变形层以及在前处理工序生成的极薄的氧化膜。将基体的组织暴露出来以便镀层金属在其表面进行生长。方案一:单酸一步活化11 硝酸浸蚀 20-30s,处理完成后用冷水冲洗。方案二:单酸分步活化(1)采用 14 盐酸在室温下浸蚀 0. 1-1min,以去除表面的脏物及铝表面氧化膜。(2)采用 11 硝酸在室温下浸蚀几秒钟,以除去表面合金元素,获得均匀富铝层。(3
13、)采用 10%硫酸在室温下浸蚀几秒钟。酸浸蚀后均用冷水冲洗。方案三:混酸活化 。工艺配方见表 2。在常温下将基体放入活化液中 10s,活化完成后用冷水冲洗。方案四:新型活化液活化，活化液配方见表 3。温度: 50-65,时间: 3-5min,活化后用冷水冲洗。方案五:碱性活化液活化，碱性活化液配方见表四。pH 值: 9-9. 5,温度: 30-35,时间: 5min,活化后用冷水冲洗。方案六:碱性活化液活化，碱性活化液配方见表 5。pH 值: 9,温度: 30,时间: 4min,活化后用冷水冲洗。电镀滚筒的改进：将电镀滚筒由传统的八角棱柱形改为圆柱形,其有效容积增加了 11.6%,机械强度提高了 30%以上,工件在滚筒中的工况及滚筒制造工艺性均得到了较大的改善。由八角棱柱形改为圆柱形,为与原滚筒吊架配套,其圆柱外径等于八角棱柱外接圆直径,齿轮尺寸及其技术参数不变,筒体长度不变。在筒体内壁焊接两条旋向相反(左、右旋各一条)的螺旋筋板,以利于工件在滚筒运转时翻动,改善工件电镀工况。
