Анализ причин нестабильности адгезии покрытия ХимНМОВи к поверхности деталей из алюминиевых сплавов.

Нестабильность адгезии  покрытия: химическим никелем, медью и сплавом олово-висмут с алюминиевой основой – это головная боль цеховых технологов — гальваников. Внешне вполне качественное покрытие может отслаиваться на различной стадии изготовления деталей — при термообработке, сборке, пайке.

Логично предположить, что возможно присутствовало нарушение технологии в процессе нанесения покрытия, т.к.  адгезия зависит от множества  причин: качества обезжиривания поверхности, способа активации, состава раствора хим. никелирования, режимов осаждения и др.

Исследования влияния химических факторов на адгезию позволили решить проблему лишь частично и заставили обратить внимание на состояние поверхности деталей, поступающих на покрытие. Проведен глубокий анализ технологии получения алюминиевых заготовок из сплавов Д-16 и АМц при отливке и прокате.

В результате выявлено, что сплавы Д-16 выпускают плакированные и неплакированные. Плакировочный слой наносят  для защиты от коррозии. При изготовлении деталей этот слой частично нарушается, образуя неоднородности поверхности, которые вызывают отслоение покрытия. Избежать этого можно за счет механического снятия поверхностного слоя на глубину 2,5-3% от толщины листа.

Легирующие добавки в сплавах АМц и Д-16, применяемые для упрочнения сплава,  придания пластичности и мелкозернистости, образуют с алюминием твердые растворы CuAl2, Mg2Si и др., которые при горячем прокате вызывают структурную неоднородность, что на качестве металла не отражается, но влияет на адгезию наносимого покрытия.

Все дефекты поверхности проявляются при травлении в виде различных по цвету пятен и полос, следовательно, пришлось сменить технологию подготовки поверхности.

Оптимальная схема техпроцесса:

1. Обезжиривание в моющем средстве МЛ-51 при t = 55°С.

2. Травление в щелочи NaOH  — 60 – 100 г/л t = 60-90°С

3. Осветление в растворе HNO3 – 2% об.

HF  –  1% об.

4. Предварительное никелирование

NiSO4 – 200 г/л
Н2SO4 – 70 г/л
NH4F  –  20 г/л  в течение 10-30сек;  t = 20°С

5. Химическое никелирование

NiSO4 –  20 г/л
CH3COONa  –  10 г/л
CH3COOH  –   6,2 г/л
NaH2PO2 –  25 г/л
в течение 10-30 мин; t = 65-70°С

6. Отжиг в водороде t = 300°С; в течение 30 мин

7. Обезжиривание

8. Декапирование        H2SO4 1:1

9. Меднение в пирофосфатном электролите

10. Покрытие сплавом олово-висмут.

После внедрения вышеприведенной технологии брак практически исчез.

Дорогие коллеги, если вы столкнулись с аналогичными проблемами – пишите, постараюсь помочь. Предлагайте свои темы для обсуждений.

E-mail: koroleva@tep-nn.ru, Королева Галина Владимировна.

New!

Похожие публикации:


Запись опубликована в рубрике В помощь технологам. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

6 комментариев: Анализ причин нестабильности адгезии покрытия ХимНМОВи к поверхности деталей из алюминиевых сплавов.

  1. геннадий п. говорит:

    Возможен второй путь-с применением цинкатной обработки.Первые три пункта подготовки можно оставить,вместо п.4- цинкатная обработка с нанесением слоя цинка.меднение в цианистых или пирофосфатных эл-тах-или хим.никелирование.далее по тексту.это позволит исключить отжиг.хотя в любом случае для конкретных задачь надо проверять каждый вариант.

    • Koroleva говорит:

      Приветствую, уважаемый коллега! Большое спасибо за отзыв.
      Полностью с вами согласна, что вместо предварительного никелирования можно дать двойную цинкатную обработку с последующим осаждением хим. никеля и пирофосфатной меди, но при этом отжига не избежать. После меди требуется термообработка при 200С, потом декапирование в серной кислоте с последующим нанесением сплава под пайку, которая подразумевает ремонтопригодность изделия, т.е. перепаивание до 5 раз. В этом случае покрытие не выдерживает и отслаивается, а если обработать в предварительном никеле с водородным отжигом – стоит намертво!
      Королева.

  2. Алексей говорит:

    добрый день! Почитав рекомендации возник следующий вопрос. А как ведёт себя никель после отжига ? Легко ли он активируется не происходит ли в дальнейшем отслаивания покрытия олово висмут?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Алексей!
      Чтобы предотвратить пассивацию никеля, отжиг проводится в водороде при температуре 300С в течение 1 часа. После отжига поверхность активируется в серной кислоте (1:1), покрывается медью в пирофосфатном электролите и олово-висмутом.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  3. Алексей говорит:

    Спасибо за ответ! А если поверхность покрывать после отжига сразу олово-висмут? И вообще зачем нужен подслой меди ведь медь с олово образует интерметаллиды.

    1. можно ещё один вопросик возможно ли пузырение на алюминиевых изделиях цинкатка — никель эл. хим. — олово-висмут из-за загрязнения электролита никеля? или же основная причина пузырей подготовка?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Алексей!
      1. Можно после отжига покрывать сразу олово-висмутом, но он ложится хуже, лучше дать подслой пирофосфатной меди, хотя бы 1 мкм, ГОСТ это допускает, к тому же много покрытий в соответствии с ГОСТ 9. 303 – 84 предполагают покрытие медью до 3 мкм для повышения электропроводности.
      2. Отслоение на алюминии на 99% — из-за некачественной или не правильно технологически выбранной подготовки.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.