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鋁合金鍍鋅軍綠色鈍化工藝的改進-電鍍軍綠鋅

    摘要：所介紹的工藝與常規五酸軍綠色鈍化工藝比較，可明顯提高鍍鋅軍綠色鈍化膜的導電性能，并相應地獲得良好的電磁屏蔽鍍層.能滿足較高級別的電磁屏蔽要求。介紹了改進后的工藝配方及鋁合金生產工藝過程，討論了鈍化工藝各組份和操作條件對膜層質量的影響以及鈍化膜的某些特性，特別是屏蔽性能，并指出了本工藝的不足之處，
    關鍵詞：軍綠色 鈍化 電磁屏蔽
    中圖分類號：TQ153.15 文獻標識碼：B
    文章編號：1001-3849（2003）02-0018-02
    1·引言
    隨著電子科技的迅猛發展，各種電子設備的電磁屏蔽要求日益嚴格，特別是在軍事工業中，這一要求尤顯突出。傳統的五酸鈍化工藝，由于其鈍化膜致密性好，膜層能夠自修復等，抗蝕性能十分優越，在軍用元器件的表面防護中應用十分廣泛，但其電阻率較高，導電性能較差，限制了其作為電磁屏蔽鍍層的使用。本工藝著手這一基本點，致力于提高軍綠色鈍化膜（本文只以鍍鋅為例）的導電性能，以滿足軍品外殼的電磁屏蔽要求。
    本工藝的改進源自我廠的新品研制。某鋁制軍用連接器表面處理要求外殼軍綠色、屏蔽、防鹽霧96h常規五酸鈍化不能滿足電磁屏蔽要求，經改進后屏蔽性能有了很大提高。本工藝已用于小批量生產，效果比較滿意，同樣該工藝可滿足產品外殼接地或多數電子產品的屏蔽要求。
    2·工藝簡介   2·1工藝流程（以鋁制外殼為例）
    除油→熱水洗→流動水洗→浸蝕→流動冷水洗→二次浸鋅→水洗→鉀鹽鍍鋅→水洗→熱堿水洗→流動水洗→出光→水洗→鈍化→水洗→0.2%→~0.5%CrO3熱水封閉→干燥
    2.2 鈍化工藝及操作條件
    鉻酐                           40～50 g/L
    甲酸鈉                       10～20g/L
    醋酸                           40～55g/L
    金屬鹽M                   15～25g/L
     θ                                     室溫
      t             溶液中30～60s，空氣中15～20s
    2·3工藝說明
    1）除油：除油的同時，鋁被堿腐蝕，一些不溶于堿的金屬如Cu、Mu、Si等暴露在零件表面，在浸蝕時除去，保證鋁表面均勻、新鮮。
    2）浸蝕：一般純鋁、硬鋁使用1:1HNO31溶液，而含Si較高的鑄鋁要使用HNO3:HF=3:1(體積比）的溶液。
    3）浸鋅：為提高鍍層結合力，可用二次浸鋅即在一次浸鋅后用1:1HNO3退除后再進行二次浸鋅。浸鋅液中可加入少量重金屬鹽（一般用FeCl3)與置換的鋅層合金化改變鋅層的晶體結構，改善鋅層與鋁基體的結合力。
    4）鉀鹽鍍鋅：由于鍍鋅為弱酸性溶液，為避免浸鋅層被溶解，鍍件必須帶電下槽。鍍后為提高鈍化膜結合力，應使用50～60℃，質量分數為5%NaOH溶液清洗。
    5）)鈍化：鉻酐是成膜的主要成分，其中被還原的Cr3+作為鈍化膜的骨架，而Cr6+可自動修復受損的鈍化膜，適量Cr3+濃度有利于形成穩定的軍綠色。
    甲酸鈉和醋酸參與成膜，有利于溶液PH的穩定，它們的含量越高，成膜速度越快，過高鈍化膜發暗或成灰綠色。
    金屬鹽M含量高低會影響膜層導電性能，一般可使用配方上限，但M過高會使膜層發黑。
    溫度高時膜層結合不牢，時間太長鈍化膜太厚，膜層電阻率增加，對鍍層屏蔽性能不利，時間太短為灰暗的彩虹色。
    6）封閉：使用質量分數為0.2%～0.5%Cr溶液使鈍化膜的微孔封閉，提高鍍層抗蝕性，溶液溫度50～60℃，處理時間1～3min。
    3·鈍化膜特性
    3·1電磁屏蔽性能
    連結器外殼電磁屏蔽性能除與連接方式、殼體材料及厚度等因素有關外，還與鍍層性能，特別是導電性能密切相關，一般情況下，鍍層導電性能越好，其屏蔽性能也就越好。各工藝鈍化膜電阻率比較如表1。
             
    由上表可見：本工藝與五酸鈍化工藝相比，其軍綠色鈍化膜導電性能明顯提高，所以該鈍化膜應用于鋁外殼的表面防護同時也具有較好的電磁屏蔽性能。
    3·2抗腐蝕性能
    該鈍化膜有較好的抗腐蝕性能，能通過96h中性鹽霧試驗，而且鹽霧試驗后鍍層的屏蔽性能沒有明顯變化。
    3·3成膜速度快
    本工藝對鍍鋅層厚度沒有特殊要求，而五酸鈍化工藝一般要求鍍鋅層厚度≥5μm，而且該鈍化膜新鮮狀態時不易劃傷，結合力也很理想。
    3·4本工藝不足之處
    1）該鈍化膜會夾雜少許彩虹色。
    2）該鈍化膜抗蝕性能與五酸鈍化形成的軍綠色鈍化膜相比還有差距。
    3）有待于規模化生產后進一步驗證工藝的穩定性。
    4·結論
    1）本工藝替代五酸鈍化工藝用于鍍鋅軍綠色鈍化，可滿足電子設備的電磁屏蔽要求。
    2）鈍化溶液中金屬鹽M含量和溶液中Cr3+含量直接影響鈍化膜性能，特別是導電性能，進而影響了鍍層的屏蔽性能。

 電鍍軍綠鋅廠家編輯提供

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