铝合金镀锌军绿色钝化工艺的改进

1·引言

随着电子科技的迅猛发展，各种电子设备的电磁屏蔽要求日益严格，特别是在军事工业中，这一要求尤显突出。传统的五酸钝化工艺，由于其钝化膜致密性好，膜层能够自修复等，抗蚀性能十分优越，在军用元器件的表面防护中应用十分广泛，但其电阻率较高，导电性能较差，限制了其作为电磁屏蔽镀层的使用。本工艺着手这一基本点，致力于提高军绿色钝化膜(本文只以镀锌为例)的导电性能，以满足军品外壳的电磁屏蔽要求。

某铝制军用连接器表面处理要求外壳军绿色、屏蔽、防盐雾96h常规五酸钝化不能满足电磁屏蔽要求，经改进后屏蔽性能有了很大提高。本工艺已用于小批量生产，效果比较满意，同样该工艺可满足产品外壳接地或多数电子产品的屏蔽要求。

2·工艺简介2·1工艺流程(以铝制外壳为例)

除油→热水洗→流动水洗→浸蚀→流动冷水洗→二次浸锌→水洗→钾盐镀锌→水洗→热碱水洗→流动水洗→出光→水洗→钝化→水洗→0.2%→~0.5%CrO3热水封闭→干燥

2.2钝化工艺及操作条件

铬酐40～50g/L

甲酸钠10～20g/L

醋酸40～55g/L

金属盐M15～25g/L

θ室温

t溶液中30～60s，空气中15～20s

2·3工艺说明

1)除油：除油的同时，铝被碱腐蚀，一些不溶于碱的金属如Cu、Mu、Si等暴露在零件表面，在浸蚀时除去，保证铝表面均匀、新鲜。

2)浸蚀：一般纯铝、硬铝使用1:1HNO31溶液，而含Si较高的铸铝要使用HNO3:HF=3:1(体积比)的溶液。

3)浸锌：为提高镀层结合力，可用二次浸锌即在一次浸锌后用1:1HNO3退除后再进行二次浸锌。浸锌液中可加入少量重金属盐(一般用FeCl3)与置换的锌层合金化改变锌层的晶体结构，改善锌层与铝基体的结合力。

4)钾盐镀锌：由于镀锌为弱酸性溶液，为避免浸锌层被溶解，镀件必须带电下槽。镀后为提高钝化膜结合力，应使用50～60℃，质量分数为5%NaOH溶液清洗。

5)钝化：铬酐是成膜的主要成分，其中被还原的Cr3+作为钝化膜的骨架，而Cr6+可自动修复受损的钝化膜，适量Cr3+浓度有利于形成稳定的军绿色。

甲酸钠和醋酸参与成膜，有利于溶液PH的稳定，它们的含量越高，成膜速度越快，过高钝化膜发暗或成灰绿色。

金属盐M含量高低会影响膜层导电性能，一般可使用配方上限，但M过高会使膜层发黑。

温度高时膜层结合不牢，时间太长钝化膜太厚，膜层电阻率增加，对镀层屏蔽性能不利，时间太短为灰暗的彩虹色。

6)封闭：使用质量分数为0.2%～0.5%Cr溶液使钝化膜的微孔封闭，提高镀层抗蚀性，溶液温度50～60℃，处理时间1～3min。

3·钝化膜特性3·1电磁屏蔽性能

连结器外壳电磁屏蔽性能除与连接方式、壳体材料及厚度等因素有关外，还与镀层性能，特别是导电性能密切相关，一般情况下，镀层导电性能越好，其屏蔽性能也就越好。各工艺钝化膜电阻率比较如表1。

由上表可见：本工艺与五酸钝化工艺相比，其军绿色钝化膜导电性能明显提高，所以该钝化膜应用于铝外壳的表面防护同时也具有较好的电磁屏蔽性能。

3·2抗腐蚀性能

该钝化膜有较好的抗腐蚀性能，能通过96h中性盐雾试验，而且盐雾试验后镀层的屏蔽性能没有明显变化。

3·3成膜速度快

本工艺对镀锌层厚度没有特殊要求，而五酸钝化工艺一般要求镀锌层厚度≥5μm，而且该钝化膜新鲜状态时不易划伤，结合力也很理想。

3·4本工艺不足之处

1)该钝化膜会夹杂少许彩虹色。

2)该钝化膜抗蚀性能与五酸钝化形成的军绿色钝化膜相比还有差距。

3)有待于规模化生产后进一步验证工艺的稳定性。

4·结论

1)本工艺替代五酸钝化工艺用于镀锌军绿色钝化，可满足电子设备的电磁屏蔽要求。

2)钝化溶液中金属盐M含量和溶液中Cr3+含量直接影响钝化膜性能，特别是导电性能，进而影响了镀层的屏蔽性能。

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