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电沉积波纹管的制造工艺
芯模
1.芯模分类与材料
一般说来,用于电沉积的芯模按其使用次数可以分为水久性芯模和一次性(或叫消耗性)芯模;按其制造材料可以分为导电芯模和不导电芯模;按其组合状态可以分为整体芯模和组合芯模。
不锈钢、铜及铜合金、钢(镀镍或镀铬)、镍及镍合金等常用于制造永久性芯模。易熔合金,铝及铝合金、锌合金常用于制造一次性芯模。不同材料制成的芯模各有其优缺点,具体选用何种材料应根据芯模的种类、产品结构、表面粗糙度、产品精度要求以及加工成本等综合考虑确定。制造波纹管芯模可以采用蜡制剂、易熔合金、铝及铝合金、锌基合金等。
易熔合金一般都含有泌,铋的存在会使电沉积镍层产生晶界脆性,因此在脱模时应彻底清除残留的泌,或使用不含泌的易熔合金作为芯模材料。
采用蜡制剂作为芯模材料时,电解液的温度不能过高,适用于对尺寸精度不高的产品。一般蜡制剂由蜂蜡、地蜡、石蜡、松香、石墨、松节油等调制,其中石蜡可提高柔软性,松香可提高硬度,松节油起润湿渗透作用。蜡制剂成分要求不严,可在很宽的范围内变化。在调制蜡制剂时,应视具体情况选择合适的收缩率。
2.芯模制造
电沉积波纹管芯模一般可以采用铸造、机械加工等方法制造。易熔合金和蜡制剂可以采用真空或压力浇铸的方法制造芯模,并且可以反复使用,脱模容易。
3.芯模前处理
通过机械加工或其它方法制备的芯模都要进行适当的前处理,前处理的质量是影响电沉积波纹管质量的关键因素之一
电沉积工艺
用于电沉积镍的电解液有硫酸盐、硫酸盐氧化物、氟硼酸盐、全氟氧化物及氨基磺酸盐等。不同的电解液所得到的沉积层的性能是不同的。同一种电解液,操作条件不同,所得到的沉积层也有差异。目前,应用最多的电解液主要是硫酸盐和氨基磺酸盐。
1.电解液配方及其工艺规范
(1)硫酸盐电沉积镍工艺
(2)氨基磺酸盐电沉积镍工艺
2.工艺规范对沉积层性能的影响
(1)硫酸盐电解液
硫酸盐电解液成分简单,稳定性好,易于控制和维护。硫酸盐电解液所得的沉积层强度较低、塑性好、内应力中等,沉积层易产生结瘤和麻坑。
(2)氨基磺酸盐电解液
主要特点是沉积层的内应力小,沉积速度快。同时也存在电解液成本较高,易分解,沉积层易产生结瘤和麻坑等缺点。
3.电解液中的有害杂质及其去除方法
电沉积镍电解液中的主要杂质有铁、铜、锌、铝、铅、铬等金属离子和一些有机物。引入这些有害杂质的因素主要是操作不慎或芯模预处理不彻底,也有可能是由于水质不好或使用药剂不纯所致。另外,由于阴极所含的不纯物在溶解时也会进入电解液。当杂质的含量逐渐积累到一定的限度时,就会严重的影响电解液的性能,因而应进行彻底处理将其除去。
铁是电沉积镍溶液中常见的杂质,其氢氧化物或碱式盐在较低的pH 值下就会沉淀析出,夹杂干沉积层中。铁离子的存在会降低电解液的分散能力,使沉积层内应力增大,脆性增加,延展性降低,增加波纹管的泄漏率。为了消除电解液中的铁离子,可在0.1~0.2A/dm2阴极电流密度下连续或定期进行电解处理,同时采用连续或定期的过滤处理,除去氢氧化物沉淀。
当溶液中铜含量达到一定量时,溶液的分散能力会降低,阴极电流效率也会降低,使沉积层的延展性下降、脆性增大。铜含量更高时,整个沉积层将呈暗黑色,甚至呈海绵状。常采用电解的方法除去电解液中的铜杂质,一般都是进行连续或定期的小电流密度处理。
当溶液中锌含量增大时,沉积层的内应力会明显增大,井出现脆性,同时使阴极电流效率降低。当锌的含量进一步增大时,沉积层会出现黑色条纹和针孔。可以采用化学沉淀法和电解法去除锌杂质。化学沉淀法是将溶液的pH值调整到6左右,加入沉淀剂,搅拌l~2小时,静止4小时以上,将锌杂质过滤除去,然后将溶液的pH 值调整至正常范围。电解法即对电解液进行小电流密度处理,可以采用定期或连续处理方式,所用的阴极电流密度为0.2~0.4A/dm2。
铝和铅
当电解液中铝和铅积累到一定量时,会使沉积层脆性加大,甚至会导致高电流密度范围的沉积层产生烧焦现象。去除铝和铅杂质的方法也可以采用化学沉淀法和电解法。化学沉淀法是将溶液的pH 值调整至5以上加入沉淀剂,使之产生沉淀后过滤除去,然后将pH 值调整至正常范围。电解法是以0.2A/dm2的电流密度进行处理。
铬杂质的存在会引起阴极电流效率显著降低,沉积层发黑且脆、硬度大、延展性差,严重影响波纹管的质量。除去铬离子的方法是加入碱式碳酸铅或醋酸铅,生成铬酸铅后过滤除去。
有机杂质
随着有机添加剂和氨基硫酸根分解产物的积累,或芯模表面清洗不彻底所带入的有机物,会造成溶液中有机杂质的积集。导致电解液分散能力下降,沉积层脆性增大,同时引起沉积层产生针孔、起皮、条纹等。去除有机杂质的方法有活性炭处理和小电流密度电解处理。除去有机杂质的方式一般有定期处理或连续处理,对活性炭不能吸附的有机杂质则必须用电解法处理。 1/19/2011


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