钢丝单镀Galfan合金工艺的研究
钢丝单镀Galfan合金工艺的研究
刘苹莉高福宝张培成
（河北工业大学天津 300132）（天津市工大镀锌设备有限公司 300130）
摘要：优良的耐蚀性能使Galfan(Zn-5%Al-RE)合金镀层成为最有希望代替传统镀锌产品的新型镀层材料。Galfan合金的熔点低于纯锌，采用合金镀层既降低了能耗，又有利于保持材料的力学性能。Galfan合金的镀层的加工性能也优于热镀锌层。但是由于铝的加入改变了镀液的性质，一般助镀剂无法得到Galfan 合金镀层的钢丝。本文介绍单镀Galfan合金镀层钢丝的热浸镀工艺流程，为满足产品质量而进行的装备改造，并对单镀Galfan合金的组织和耐蚀性能进行了研究与讨论。
关键词:钢丝单镀 Galfan合金工艺研究
Process Research of Galfan Alloy Coating with One-step Hot-dipping on Steel Wire Abstract Galfan coating(Zn-5%Al-RE)is an appropriate substitute of the hot-dipping galvanizing coating because of its excellent corrosion resistance .Using Galfan coating can not only decrease energy consumption but also maintain the mechanical property of wire due to lower melting temperature of Galfan alloy than that of pure zinc. Moreover, the forming property of Galfan alloy coating is also better than that of the hot-dipping galvanizing. Using common plating aid can not get Galfan alloy coating on wire for aluminum changes the property of the liquid metal. The hot-dipping for one-step Galfan alloy coating on steel wire, reformed production line and adopted measures to meet quality requirement are induced, and the properties.
Keywords: steel wire ; one-step hot-dipping ; Galfan alloy ; process research
1 单镀的意义
近年来Galfan 合金镀层得到了国内外普遍的重视。美、英、日等发达国家普遍利用保护气体还原法热浸镀Galfan 合金镀层来取代原有的板材热镀锌和一部分强度要求不高但耐腐蚀性能要求高的线材热镀锌。发达国家金属制品的热镀锌比率已经达到50%以上，而我国还不足6%，热镀锌行业仍将逐步扩大的现状，研究的意义会更加重大。
根据当前的国内生产现状，将传统的热镀锌设备加以改造，在原有的双镀的基础上将先热镀纯锌改为电解助镀锌，再热浸镀Galfan合金。利用溶剂法在低温（传统热镀锌温度）以与镀锌相近的成本单镀生产Galfan合金镀层钢丝。
该工艺的特点是：助镀剂成分简单，；减少了一次热浸镀，降低了工艺的复杂性；对钢丝的性能影响小；钢丝的性能稳定，达到了市场的要求。
2．热浸镀的工艺
根据当前国内的技术水平和生产实际状况，我们将现有的生产线进行了改造，设计了线材单镀Galfan合金镀层的试验线。生产线采用的的工艺流程是这样的：
碱洗、酸洗、水洗等工序称为镀前处理，其目的是去除金属表面的油污和氧化物，得到高活性的清洁表面。与热浸镀锌、铝相比，前处理质量对热浸镀Galfan合金质量影响更为显著。好的前处理，一方面可以保证镀层组织细小，耐蚀性能提高；另一方面，对于有气体放出的助镀反应，气体放出的时机与表面质量和冷却速度有着一定的关系。
镀前处理也可以采用超声波酸洗系统来代替，利用3-5％的磷酸作为主要的处理液，再加上少许添加剂，形成复合处理液。该系统可以一次完成除油、除锈、除氧化皮和磷化皮等表面处理，但是超声波酸洗系统不能出去干拉线材表面的润滑脂，只有进行铅浴处理或在脱脂炉中进行脱脂处理，才能获得理想的预处理表面。
助镀：助镀的作用是保持经酸洗活化后的金属表面在进入镀液前不生锈氧化，改善镀液与工件表面的浸润性。
我们采用的助镀剂成分简单，工艺易于控制。利用锌板在助镀剂中进行电化学处理，即利用电解活化的方法使钢丝表面在包覆助剂的同时还电沉积上一层薄的锌镀层，以抑制光斑的产生。由于电镀的涂覆均匀性好,既有利于保护钢丝的表面防止被氧化，又防止过量的铁元素进入锌池中影响镀层质量。
助镀后的钢丝经过烘干进入Galfan合金锅中进行热浸镀。熔化采用内加热的新技术，即将耐Zn-5%Al-Re(Galfan)合金腐蚀加热器插入陶瓷锌锅内直接加热锌液，既减少了热量的散失，提高了加热效率，又有利于减少熔锌使锌-铝合金的损耗。烘干后的钢丝匀速进入锌锅中，在规定时间内进行热浸镀，然后垂直向上匀速引出。
抹拭是影响表面质量的重要因素，当钢丝离开液面时，借助液面表面张力作用，有自动向下流的趋势；当钢丝以高速度上升时，因镀液来不及下流而被带出锌液，造成镀液表面粗糙，而钢丝的上锌量是由走线速度决定的，为了提高钢丝的上锌量，必须提高走线速度，因此导致表面质量的下降。当镀件从镀液中高速提出时，通过抹拭进行刮擦，这样既可以保证镀件的外观质量又可以得到高的上锌量。
我们采用的是两种抹拭方法，即硫化氢和氮气。对于不同型号的钢丝，我们通过采用不同的气体和调节流量的方法来得到满足使用要求的Galfan合金镀层。
冷却：冷却速率是影响表面亮度的直接原因，为了得到光亮的钢丝表面，抹拭后的钢丝经两级水冷，然后通过浸蜡或钝化装置实行钝化，以保护锌层不生白锈。
3．热浸镀的装备
Galfan 合金为共晶合金，具有低熔点，流动性好的优点。铝比锌活泼，容易氧化生成Al2O3，它与ZnO存在较大的差异。当钢丝从锌锅引出时，附着在钢丝的表面生成Al2O3膜，使钢丝表面容易产生灰色的光斑，产生“节瘤”和“竹节”等缺陷，造成表面的不平整。这样不仅改变了合金镀液的成分（降低了铝含量），而且降低了合金镀液的浸润性，影响热浸镀过程。同时，铝与铁的反应大大强于锌与铁的反应，从而导致合金镀液对铁质镀锅的严重腐蚀、产生大量浮渣。大量铁的加入和改变了镀液的化学成分，降低了镀液的浸润性，从而影响钢丝的表面质量。
电解助镀的镀层质量直接影响到最终镀层的质量。而影响预镀层质量的因素是电流密度与电镀时间。在走线速度一定的情况下，由于锌锅和镀槽的长度不变，浸锌时间和电镀时间是一定的。如果电流密度过大，使得预镀层的厚度增加，晶粒粗大，使得预镀层不能完全熔化，从而造成Galfan合金镀层表面产生的“节瘤”和“竹节”等缺陷。但是如果电流密度过小，则不易形成完整的预镀层，以至不能起到保护钢丝表面的作用，从而造成Galfan合金镀层的漏镀。
为了避免这些缺陷的产生，对现有的装备进行了如下的技术改造：
1）用国内先进的内加热设备，以减少Galfan合金的消耗；
2）用耐锌蚀的材料作为炉衬（耐火砖）与压轴（陶瓷）；
3）抹去多余的助镀剂以尽可能减少浮渣的产生；
4）及时清理压轴前后的浮渣；
5）钢丝的恒张力运行，提高钢丝走线的稳定性，减少抖动；
6）采用可调的硅整流电源，及时调整电流密度，使其得到良好的预镀层；
7）在钢丝引出处采取气体抹拭等都是提高表面质量的有效措施。
同时，对镀液成分和镀后冷却速度进行控制，使镀层获得均匀的全共晶组织，以获得最佳的性能；对镀液成分和助镀剂成分的进行检测，以达到及时调节镀液成分、助镀剂成分的目的，从而满足生产工艺的需要。
4．单镀Galfan合金的组织性能
单镀法得到的镀层的过渡层组织与双镀
法得到的镀层组织有比较大的区别。双镀法得
到的镀层的过渡层明显留有热浸镀锌组织的
痕迹，而单镀法得到的Galfan镀层的过渡层很
薄，在靠近基体0.1—0.3um范围内，集中分布
着富铝的过渡层。从基体开始，沿着背离基体
铁的方向，铝含量急剧上升到达峰值，然后急
剧下降，稳定在一定的水平（如图1）。在镀层
的表面，铝的含量又有一定的上升，而铁元素
的含量过了过渡层之后急剧下降。这说明
Galfan的过渡层对基体元素铁向镀液中的扩
散具有一定的阻碍。由于单镀Galfan合金镀层
钢丝在单镀过程中的这种阻碍作用，是的
Fe-Zn-Al合金锅镀层变薄，大大提高了镀层的
韧性，减少了镀层的裂纹、剥落，为以后的生
产打下了良好的基础。我们对后期的拉拔性能
的测试，可以充分体现单镀Galfan合金钢丝的
这种优越性
4.2合金镀层的耐蚀性
实验中可以发现Galfan 合金镀层中铝的分布是不均匀的，靠近表面的部分存在铝的富集，镀层表面覆盖着以氧化铝为主的氧化层。铝在镀层表面形成的致密的Al2O3膜阻隔了合金层与腐蚀性环境的接触，从而减缓了镀层的腐蚀，且铝在酸碱中会产生钝化。因此Galfan 合金镀层比热镀锌层具有更好的耐腐蚀性能。热浸镀锌表面基本上是ZnO，而氧化锌是两性氧化物。如果是与空气中的CO2反应，则会生成具有一定耐腐蚀性能的薄膜Zn(OH)2·ZnCO3但是，当环境中含有酸或者碱的时候，这层保护膜就会溶解。
对于热浸镀Galfan合金的产品，表面是Al2O3保护膜也为两性氧化物，其稳定性比ZnO 好，不与酸碱反应，因此Galfan合金镀层的耐腐蚀性能要明显好于纯锌镀层。表1的试验数据也可以表明这一结论。
图1单镀Galfan过渡层成分变化
表1 综合盐雾试验结果
规格（mm）锌层（g/m2）白锈时间（小时）红锈时间（小时）
热镀锌φ1.8 98.6077 24 168
热镀锌φ2.4 229.1598 24 432
热镀锌φ2.6 91.2636 24 168
热镀锌φ2.8 269.6987 24 456
双热镀Galfan φ1.4 211.6423 96 696
双热镀Galfan φ1.4 244.8157 96 768
双热镀Galfan φ1.4 225.3932 96 752
单热镀Galfan φ0.8 44.6 96 264
单热镀Galfan φ1.4 101.5 96 456 电镀锌φ0.8 82.2 48 360
电镀锌φ0.8 90.3 48 408
图2和图3分别是盐雾腐蚀试验后镀锌层和Galfan合金镀层的表面形貌。通过SEM观察热镀纯锌和Galfan合金试样的表面，可以发现两者有着较大的区别。
图2 镀锌层盐雾试验腐蚀形貌图3 Galfan合金层盐雾试验腐蚀性貌从图2可以看出，热镀锌试样表面呈现不均匀的针状分布，这些针状物连接起来，最终形成岛状分布。热镀锌层表面首先形成氧化锌，然后发生水解或者碳酸化反应，盐雾腐蚀试验过程中，由于氯化钠溶液的侵蚀，局部氯离子逐渐积累，难溶、密集的碳酸盐化合物被疏松、易于溶解的氯盐化合物所取代。由于这种化合物疏松的覆盖在镀层的表面，机械保护作用较差，在腐蚀环境中腐蚀与溶解过程交替进行，最终导致镀锌层耐腐蚀性能下降。
在相同实验条件下的热浸镀Galfan试样其表面没有针状化合物，如图3所示为片状组织覆盖物，其主要是以氧化铝为主的氧化物和锌铝化合物。一方面，热浸镀Galfan表面原来就存在着大量的铝的氧化物，在盐雾试验过程中氧化铝不参加反应，起到保护层的作用；另一方面，Galfan合金表面存在着铝的富集，在盐雾试验过程中，铝除了以氧化铝形式之外,其他形式的铝元素和水反应生成氢氧化铝，它均匀吸附在镀层表面，随着时间的延长，在表面形成一层锌铝化合物。此外，Galfan 合金中稀土元素主要是增加基体与镀液的浸润性，消除铝的消极作用，净化晶界面减少晶间腐蚀，提高腐蚀抗力，使得共晶合金晶间腐蚀趋势严重的固有缺陷得到控制。
Galfan腐蚀电位E corr与热浸镀锌层基本相同，但其腐蚀电流I corr仅是热镀锌层的1/5。这说明Galfan 合金镀层对钢基体能提供热镀锌相同的阳极牺牲保护作用，但其消耗速度只有热镀锌层的1/5，从而能提供更长的牺牲阳极防护时间。
Galfan合金镀层同时具有镀锌层的牺牲阳极保护作用和铝的自钝化的氧化特性，耐腐蚀性能是传统镀锌层的2-3倍[1]。因此，热浸镀Galfan合金必将代替热镀锌成为新一代耐
腐蚀材料。目前世界各国正常运行的Galfan 钢丝生产线，都采用双浸镀工艺。但是由于镀层与基体之间是比较厚的Fe-Zn合金层结合，镀层的韧性、镀层与基体的结合力都明显低于纯粹热浸镀Galfan的相关指标，镀层的耐腐蚀性能比镀锌层只提高了1.5倍，且工艺复杂，生产成本高。因此，进一步推广单镀Galfan合金镀层钢丝的工艺具有更为重要的意义。
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化学镀工艺流程
化学镀所需仪器:电热恒温水浴锅；8522型恒温磁力搅拌器控温搅拌；增力电动搅拌机。 化学镀工艺流程：机械粗化→化学除油→水洗→化学粗化→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→解胶→水洗→化学镀→水洗→干燥→镀层后处理。 1化学镀预处理 机械粗化：用机械法或化学方法对工件表面进行处理（机械磨损或化学腐蚀），从而在工件表面得到一种微观粗糙的结构，使之由憎水性变为亲水性，以提高镀层与制件表面之间结合力的一种非导电材料化学镀前处理工艺。 1.1 化学除油 镀件材料在存放、运输过程中难免沾有油污，为保证预处理效果，必须首先进行除油处理，去除其表面污物，增加基体表面的亲水性，以确保基体表面能均匀的进行金属表面活化。化学除油试剂分有机除油剂和碱性除油剂两种；有机除油剂为丙酮(或乙醇)等有机溶剂，一般用于无机基体如鳞片状石墨、膨胀石墨、碳纤维等除油；碱性除油剂的配方为：NaOH：80g/l，Na2CO3(无水)：15g/l，Na3PO4：30g/l，洗洁精：5ml/l，用于有机基体如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等除油；无论使用哪种除油试剂，作用时都需要进行充分搅拌。 1.2 化学粗化 化学粗化的目的是利用强氧化性试剂的氧化侵蚀作用改变基体表面微观形状，使基体表面形成微孔或刻蚀沟槽,并除去表面其它杂质，提高基体表面的亲水性和形成适当的粗糙度，以增强基体和镀层金属的结合力,以保证镀层有良好的附着力。粗化是影响镀层附着力大小的很关键的工序，若粗化效果不好，就会直接影响后序的活化和化学镀效果。化学粗化试剂的配方为：CrO3：40g/l，浓H2SO4：35g/l，浓H3PO4(85%)：5g/l。化学粗化的本质是对基体表面的轻度腐蚀作用；因此，有机基体采用此处理过程，无机基体因不能被粗化液腐蚀而不需此处理。 1.3 敏化 敏化处理是使粗化后的有机基体(或除油后的无机基体)表面吸附一层具有还原性的二价锡离子Sn2+，以便在随后的活化处理时，将银或钯离子由金属离子还原为具有催化性能的银或钯原子。敏化液配方为：SnCl2·2H2O：20g/l，浓HCl：40ml/l，少量锡粒；加入锡粒的目的是防止二价锡离子的氧化。 1.4 活化 活化处理是化学镀预处理工艺中最关键的步骤, 活化程度的好坏，直接影响后序的施镀效果。化学镀镀前预处理的其它各个工序归根结底都是为了优化活化效果，以保证催化剂在镀件表面附着的均匀性和选择性,从而决定化学镀层与镀件基体的结合力以及镀层本身的连续性。活化处理的目的是使活化液中的钯离子Pd2+或银离子Ag＋离子被镀件基体表面的Sn2+离子还原成金属钯或银微粒并紧附于基体表面，形成均匀催化结晶中心的贵金属层, 使化学镀能自发进行。目前，普遍采用的活化液有银氨活化液和胶体钯活化液两种；化学镀铜比较容易，用银即能催化；化学镀钴、化学镀镍较困难，用银不能催化，必须使用催
铝及铝合金热处理工艺
1. 铝及铝合金热处理工艺 1.1 铝及铝合金热处理的作用 将铝及铝合金材料加热到一定的温度并保温一定时间以获得预期的产品组织和性能。 1.2 铝及铝合金热处理的主要方法及其基本作用原理 1.2.1 铝及铝合金热处理的分类（见图1） 图1 铝及铝合金热处理分类 1.2.2 铝及铝合金热处理基本作用原理 (1) 退火：产品加热到一定温度并保温到一定时间后以一定的冷却速度冷却到室温。通过原子扩散、迁移，使之组织更加均匀、稳定、，内应力消除，可大大提高材料的塑性，但强度会降低。 ①铸锭均匀化退火：在高温下长期保温，然后以一定速度（高、中、低、慢）冷却，使铸锭化学成分、组织与性能均匀化，可提高材料塑性20%左右，降低挤压力20%左右，提高挤压速度15%左右，同时使材料表面处理质量提高。 ②中间退火：又称局部退火或工序间退火，是为了提高材料的塑性， 消除材料内
部加工应力，在较低的温度下保温较短的时间，以利于续继加工或获得某种性能的组合。 ③完全退火：又称成品退火，是在较高温度下，保温一定时间，以获得完全再结晶状态下的软化组织，具有最好的塑性和较低的强度。 (2)固溶淬火处理：将可热处理强化的铝合金材料加热到较高的温度并保持一定的时间，使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到铝基体中，形成过饱和固溶体，然后以快冷的方法将这种过饱和固溶体保持到室温，它是一种不稳定的状态，因处于高能位状态，溶质原子随时有析出的可能。但此时材料塑性较高，可进行冷加工或矫直工序。 ①在线淬火：对于一些淬火敏感性不高的合金材料，可利用挤压时高温进行固溶，然后用空冷（T5）或用水雾冷却（T6）进行淬火以获得一定的组织和性能。 ②离线淬火：对于一些淬火敏感性高的合金材料必须在专门的热处理炉中重新加热到较高的温度并保温一定时间，然后以不大于15秒的转移时间淬入水中或油中，以获得一定的组织和性能，根据设备不同可分为盐浴淬火、空气淬火、立式淬火、卧式淬火。 (3)时效：经固溶淬火后的材料，在室温或较高温度下保持一段时间，不稳定的过饱和固溶体会进行分解，第二相粒子会从过饱和固溶体中析出（或沉淀），分布在α（AL）铝晶粒周边，从而产生强化作用称之为析出（沉淀）强化。 自然时效：有的合金（如2024等）可在室温下产生析出强化作用，叫做自然时效。 人工时效：有些合金（如7075等）在室温下析出了强化不明显，而在较高温度下的析出强化效果明显，称为人工时效。 人工时效可分为欠时效和过时效。 ①欠时效：为了获得某种性能，控制较低的时效温度和保持较短的时效时间。 ②过时效：为了获得某些特殊性能和较好的综合性能，在较高的温度下或保温较长的时间状态下进行的时效。 ③多级时效：为了获得某些特殊性能和良好的综合性能，将时效过程分为几个阶段进行。 可分为二阶段、三阶段时效
铝合金件金属型铸造工艺附设备
铝合金件金属型铸造工艺及设备 发布时间：2010-03-05 09:34:04 阅读：27次 1．概述 铝合金件金属型铸造方法由于其生产率高、劳动环境清洁、铸件表面光洁和内部组织致密等优点而被广泛应用。尤其是汽车发动机部件，日、美、英、德和意等工业发达国家很多采用金属型重力浇注方法生产汽车发动机铝缸体、铝缸盖和铝活塞。近几年，我国许多厂家也引进先进金属型设备或自制设备生产汽车发动机缸盖、进气管和活塞等铝铸件。金属型铸铝技术也广泛应用于航空、航天、高压电器、电力机械以及仪器仪表等行业。铝合金件金属型铸造与其他一些铸造方法（压铸、低压铸造和砂型铸造等）相比主要具有如下几方面的优势： 1）几何尺寸和金相组织等综合质量好。 2）较低压及高压铸造工艺灵活，可生产较复杂铸件。 3）更有利于大批量生产，实现高度自动化和简化维修；在同等生产规模下，与高、低压铸造相比，铸造设备和金属型等工装的一次性投资更低。 2．铝合金件金属型铸造工艺技术 （1）铝合金件金属型铸造工艺设计金属型铸造工艺设计关键是铸件浇注位置的确定、浇冒系统的设计和模具工作温度的控制和调节。 l）铸件浇注位置。它直接关系到金属型型芯和分型面的数量、金属液导入位置、排气的通畅程度以及金属型结构的复杂程度等，从而决定金属型加工和操作的难易程度以及铸件冷却温度分布，进而影响铸件的生产效率，尺寸精度等内、外质量。因此，铸件浇注位置是铸造工艺设计首先考虑的重要环节。 2）浇冒系统。铸件浇冒系统设计决定铸件内、外质量。浇冒系统应具有撇渣、排气和补缩功能，同时应保证铸件合理的凝固、冷却温度场。正确、合理的浇冒系统除凭经验估算外，附算机数值模拟可直观地预测铸件凝固过程温度场，显示铸件可能产生缩松（孔）的危险部位，从而指导工艺设计，并通过调整浇冒系统结构和尺寸、金属型结构、控制冷却速度或调整涂料层厚度等手段调节温度场、消除铸造缺陷，如采用底注式浇注的汽车发动机铝缸盖的毛坯，尽管采取在上部设置几乎超过铸件重量的大冒口和底部强制通水冷却的工艺措施也难以调整合理的顺序凝固的温度场，难以消除底部内浇口周围过热而造成的缩松缺陷。某厂引进法国Sifa公司铝合金金属型铸造机正是采用这种浇冒系统，生产工艺不稳定。百分之百的缸盖需浸渗，对于缩松严重的缸盖即使浸渗也满足不了耐压要求；而从冒口直接注入铝液，铝液经过陶瓷过滤器净化后进人型腔，保证了铸件合理的冷却梯度，即自下而上的顺序凝固方式，消除了缩松缺陷，缸盖成品率
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铝合金热处理工艺
铝合金热处理工艺 铝合金热处理原理 铝合金铸件的热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间以一定的速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。 3.1.1铝合金热处理特点 众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。但这种淬火后的合金，放置一段时间（如4～6昼夜后），强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，称为时效。时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围（如100～200℃）内发生，称人工时效。 3.1.2铝合金时效强化原理 铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。 铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。 硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。 沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。沉淀硬化所要求的溶解度－温度关系，可用铝铜系的Al－4Cu合金说明合金时效的组成和结构的变化。图3－1铝铜系富铝部分的二元相图，在548℃进行共晶转变L→α＋θ（Al2Cu）。铜在α相中的极限溶解度5.65％（548℃），随着温度的下降，固溶度急剧减小，室温下约为0.05％。 在时效热处理过程中，该合金组织有以下几个变化过程： 3.1.2.1 形成溶质原子偏聚区－G?P（Ⅰ）区 在新淬火状态的过饱和固溶体中，铜原子在铝晶格中的分布是任意的、无序的。时效初期，即时效温度低或时效时间短时，铜原子在铝基体上的某些晶面上聚集，形成溶质原子偏聚区，称G?P（Ⅰ）区。G?P（Ⅰ）区与基体α保持共格关系，这些聚合体构成了提高抗变形的共格应变区，故使合金的强度、硬度升高。 3.1.2.2 G?P区有序化－形成G?P（Ⅱ）区 随着时效温度升高或时效时间延长，铜原子继续偏聚并发生有序化，即形成G?P（Ⅱ）区。它与基体α仍保持共格关系，但尺寸较G?P（Ⅰ）区大。它可视为中间过渡相，常用θ”表示。它比G?P（Ⅰ）区周围的畸变更大，对位错运动的阻碍进一步增大，因此时效强化作用更大，θ”相析出阶段为合金达到最大强化的阶段。 3.1.2.3形成过渡相θ′ 随着时效过程的进一步发展，铜原子在G?P（Ⅱ）区继续偏聚，当铜原子与铝原子比为1：2时，形成过渡相θ′。由于θ′的点阵常数发生较大的变化，故当其形成时与基体共格关系开始破坏，即由完全共格变为局部共格，因此θ′相周围基体的共格畸变减弱，对位错运动的阻碍作用亦减小，表现在合金性能上硬度开始下降。由此可见，共格畸变的存在是造成合金时
铝合金车轮低压铸造工艺
铝合金车轮低压铸造工艺 目录 铝合金车轮低压铸造工艺 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 1.2 低铸汽车铝合金轮的工艺特点 1.3 汽车铝轮低压铸造工艺设计 1.4 汽车铝轮低压铸造模具设计 1.5 铝轮低压铸造工艺过程 1. 模具检查 2. 模具喷砂 3. 模具的准备 4. 模具涂料 5. 涂料性能和配比 6. 涂料的选择 7. 模具的预热和喷涂 1.6 开机前的准备工作 1. 保温炉的准备 2. 陶瓷升液管的准备 3. 设备和工艺工装的准备
1.7 铝车轮低压铸造液面加压规范 1. 加压规范的几种类型 2. 铝车轮低压铸造加压规范的设定 3. 设计铝轮低铸加压曲线的步骤 4. 铝轮低铸工艺曲线实例 1.8 铸件缺陷分析，原因及解决办法 1. 疏松（缩松）的形成与防止 2. 缩孔的形成与防止 3. 气孔的形成与防止 4. 针孔的形成与防止 5. 轮毂的变形原因及防止 6. 漏气的产生原因及防止 7. 冷隔（冷接，对接），欠铸（浇不足，轮廓不清）的形成与防止 8. 凹（缩凹，缩陷）的形成与防止 铝合金车轮低压铸造工艺 铝合金车轮制造技术是多种多样的，而铝车轮的铸造工艺，目前主要有两种：一种是金属型重力铸造，一种是低压铸造。我们主要是做汽车铝合金车轮，制造工艺采用的 是低压铸造。我们教材面向的对象主要是我们公司的员工，所以对工艺技术的介绍是有针对性的，介绍的方法也是不一样的。 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面，型腔的下面用一个管(叫升液管)和炉膛里的金属液相通。如果在炉膛中金属液面上加入带压力的空气，金属液会从升液管中
铝型材表面处理工艺
表面处理简介 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层.在自然界中能达到稳定状态,增加机体的抗蚀性和增加产品的美观,从而提升产品的价值.表面处理种类的选择首先要从使用环境,使用寿命,人为欣赏的角度出发,当然经济价值也是考虑的核心所在. 表面处理的流程包括前处理,成膜,膜后处理.包装,入库.出货等工序,其中前处理包括机械处理,化学处理。 .机械处理包括喷吵,抛丸,打磨,抛光,打蜡等工序.机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平,补救表面其它外观不良现象. 化学处理使产品表面的油污锈迹去除,并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体,确保镀层有一个稳定状态,增加保护层的结合力,从而达到保护机体的作用。 第一章，铝材表面处理 一,铝材常见的化学处理有铬化,喷漆,电镀,化学镀,阳极氧化，电泳等工艺。.其中机械处理有拉丝,抛光,喷吵,打磨,等工艺： 第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜,膜层厚度在0.5-4um,这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好,是电子产品的最好选项,如手机电池内导电
条,磁电设备等.该膜层适合所有铝及铝合金产品.但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程： 脱脂铝酸脱铬化包装入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求：1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2）膜层厚度0.3-4um。 第二节，阳极氧化 阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀,致密的氧化层,(Al2O3。6H2O俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV),如果特种产品可以做硬质阳极氧化,产品表面硬度可达400-1200HV,因而硬质阳极氧化是油缸,传动,不可缺的表面处理工艺.,另外这种产品耐磨性非常好,可做航空,航天相关产品的必用工艺.阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色,装饰性比硬质氧化要好的多.施工要点:阳极氧化对材质要求很严格,不同的材质表面有不同的装饰效果,常用的材质有6061,6063,7075,2024等,其中,2024相对效果要差一些,由于材质中CU的含量不同,因此7075硬质氧化呈黄色,6061,6063呈褐色,但普通阳极氧化6061,6063,7075没多大的差别,但2024就容易出现很多金斑.. 一，常见工艺 常见的阳极氧化工艺有拉丝雾面本色,拉丝亮面本色,拉丝亮面染色,雾面拉丝染色(可染成任何色系).抛光亮面本色,抛光雾面本色,抛光亮
化学镀工艺流程详解.
化学镀工艺流程 化学镀是一种在无电流通过的情况下,金属离子在同一溶液中还原剂的作用下通过可控制的氧化还原反应在具有催化表面(催化剂一般为钯、银等贵金属离子的镀件上还原成金属,从而在镀件表面上获得金属沉积层的过程,也称自催化镀或无电镀。化学镀最突出的优点是无论镀件多么复杂,只要溶液能深入的地方即可获得厚度均匀的镀层,且很容易控制镀层厚度。与电镀相比,化学镀具有镀层厚度均匀、针孔少、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点;但化学镀镀层质量不很好,厚度上不去,且可镀的品种不多,故主要用于不适于电镀的特殊场合。 近年来, 化学镀技术得到了越来越广泛的应用,在各种非金属纤维、微球、微粉等粉体材料上施镀成为研究的热点之一;用化学镀方法可以在非金属纤维、微球、微粉镀件表面获得完整的非常薄而均匀的金属或合金层,而且镀层厚度可根据需要确定。这种金属化了的非金属纤维、微球、微粉镀件具有良好的导电性,作为填料混入塑料时能获得较好的防静电性能及电磁屏蔽性能,有可能部分取代金属粉用于电磁波吸收或电磁屏蔽材料。美国国际斯坦福研究所采用在高聚物基体上化学镀铜来研制红外吸收材料。毛倩瑾等采用化学镀的方法对空心微珠进行表面金属化改性研究,发现改性后的空心微珠具有较好的吸波性能,可用于微波吸收材料、轻质磁性材料等领域。 化学镀所需仪器:电热恒温水浴锅;8522型恒温磁力搅拌器控温搅拌;增力电动搅拌机。化学镀工艺流程:机械粗化→化学除油→水洗→化学粗化→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→解胶→水洗→化学镀→水洗→干燥→镀层后处理。 1化学镀预处理 需进行化学镀的镀件一般不溶于水或者难溶于水。化学镀工艺的关键在于预处理,预处理的目的是使镀件表面生成具有显著催化活性效果的金属粒子,这样才能最终在基体表面沉积金属镀层。由于镀件微观表面凸凹不平,必须进行严格的镀前预处理,否则易造成镀层不均匀、密着性差,甚至难于施镀的后果。
铝及铝合金热处理工艺
铝及铝合金热处理工艺
1. 铝及铝合金热处理工艺 1.1 铝及铝合金热处理的作用 将铝及铝合金材料加热到一定的温度并保温一定时间以获得预期的产品组织和性能。 1.2 铝及铝合金热处理的主要方法及其基本作用原理 1.2.1 铝及铝合金热处理的分类（见图1） 图1 铝及铝合金热处理分类 1.2.2 铝及铝合金热处理基本作用原理 (1) 退火：产品加热到一定温度并保温到一定时间后以一定的冷却速度冷却到室温。通过原子扩散、迁移，使之组织更加均匀、稳定、，内应力消除，可大大提高材料的塑性，但强度会降低。 ①铸锭均匀化退火：在高温下长期保温，然后以一定速度（高、中、低、慢）冷却，使铸锭化学成分、组织与性能均匀化，可提高材料塑性20%左右，降低挤压力20%左右，提高挤压速度15%左右，同时使材料表面处理质量提高。 铝及铝合金热处理 回归 均匀化退火 退火 成品退火 中间退火 过时效 欠时效 自然时效 人工时效 多级时效 时效 固溶淬火 离线淬火 在线淬火 一次淬火 阶段淬火 立式淬火 卧式淬火
②中间退火：又称局部退火或工序间退火，是为了提高材料的塑性，消除材料 内部加工应力，在较低的温度下保温较短的时间，以利于续继加工或获得某种性能的组合。 ③完全退火：又称成品退火，是在较高温度下，保温一定时间，以获得完全再 结晶状态下的软化组织，具有最好的塑性和较低的强度。 (2)固溶淬火处理：将可热处理强化的铝合金材料加热到较高的温度并保持一定 的时间，使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到铝基体中，形成过饱和固溶体，然后以快冷的方法将这种过饱和固溶体保持到室温，它是一种不稳定的状态，因处于高能位状态，溶质原子随时有析出的可能。但此时材料塑性较高，可进行冷加工或矫直工序。 ①在线淬火：对于一些淬火敏感性不高的合金材料，可利用挤压时高温进行固 溶，然后用空冷（T5）或用水雾冷却（T6）进行淬火以获得一定的组织和性能。 ②离线淬火：对于一些淬火敏感性高的合金材料必须在专门的热处理炉中重新 加热到较高的温度并保温一定时间，然后以不大于15秒的转移时间淬入水中或油中，以获得一定的组织和性能，根据设备不同可分为盐浴淬火、空气淬火、立式淬火、卧式淬火。 (3)时效：经固溶淬火后的材料，在室温或较高温度下保持一段时间，不稳定的 过饱和固溶体会进行分解，第二相粒子会从过饱和固溶体中析出（或沉淀），分布在α（AL）铝晶粒周边，从而产生强化作用称之为析出（沉淀）强化。自然时效：有的合金（如2024等）可在室温下产生析出强化作用，叫做自然时效。人工时效：有些合金（如7075等）在室温下析出了强化不明显，而在较高温度下的析出强化效果明显，称为人工时效。 人工时效可分为欠时效和过时效。 ①欠时效：为了获得某种性能，控制较低的时效温度和保持较短的时效时间。 ②过时效：为了获得某些特殊性能和较好的综合性能，在较高的温度下或保温 较长的时间状态下进行的时效。 ③多级时效：为了获得某些特殊性能和良好的综合性能，将时效过程分为几个 阶段进行。
铝合金铸造工艺
课题名称：铝合金铸造工艺 学生姓名：何炬 学号：1102721433 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机设1109 指导老师：汪华方
铝合金铸造工艺 摘要：铝合金铸造工艺在我国有着十分广泛的应用：多功能铝合金制造机，铝合金重力 浇注模具，铝合金水冷板，铝合金制造工艺CAD/CAE技术等。 关键词：铝合金铸造工艺；铝合金水冷板；铝合金制造工艺CAD/CAE技术。 铸造铝合金为传统的金属材料，由于其密度小、比强度高等特点，广泛地应用于航空、航天、汽车、机械等各行业。随着现代工业及铸造新技术的发展，对铸造铝合金需求量越来越大[1]。 铸造铝合金的研究一直备受关注，由于铝合金的熔点相对较低，故许多学者以其为对象研究铸造过程的机理。同时，为全面发挥铝合金潜力，在铝合金熔炼工艺及铸造工艺上的研究较多。此外，许多特种铸造铝合金也相继研制出。 多功能铝合金铸造机 铸造机可实现金属型重力铸造，金属型低压铸造、砂犁低压铸造和铝合金熔化功能。该机主要结构包括：主机，熔化保温炉、液压系统，电气控制系统，液面加压系统等[2]。 (1)主机为龙门式结构，所有合型部件安装在静摸板上。水平方向有左，右．后三向抽芯，左右抽芯连板尺寸较大(等同于J339型重力铸造机模板)，在重力浇铸时作为合型机构使用。龙门架上装有动模板和反顶出杆。金属犁低压铸造时作为水平分型机构使用，重力铸造时可作为上抽芯使用。整套合型系统可在机架油缸驱动下沿竖直方向移动．以便低压铸造时保温炉的进出。 (2)熔化保温炉采用了坩埚炉，内置不锈钢坩埚，最大容铝量为500kg。加热方式为辐射式阻带加热，额定功率90kw，在满功率t作状态下化铝时间仅需2—3小时。炉体下部装有4个行走轮，在液压缸驱动F可沿水平轨道移动。坩埚卜．配一圆形金属盖板，上面预留一个升液管口和多道T犁槽。当铝锭熔化完毕后．盖上盖板，插入无保温套的升液管，便形成了一个砂璎低压铸造平台。而插入带保温套的升液管。将炉子移入主机F方，即呵配合合型系统进行金属犁低压铸造。 (3)电气控制系统和液面加压系统控制整套设备的动作及低压浇铸，同时检测设备备部分的位置及连锁情况。工作状态可选择“重力”或“低压”，操作方式分为“点动”，“手动”，“半自动”。“点动”操作时，按下按钮，设备相应部件产生动作，松开按钮，动作停lE；“手动”操作时。按一下按钮，设备相应部件完成一步动作；“半自动”操作时．按下。自动启动”按钮，设备按设定好的程序完成所有动作。 铝合金水冷板 铝合金水冷板是用于某大型计算机上的散热零件，其铝合金基座内穿插导热性极好的铜管，通入冷却水进行冷却。设计要求铸件组织致密，无气孔、缩孔、疏松等铸造缺陷，确保铜管与铝基体紧密接触，无间隙，从而获得最佳的散热效果；为了满足装配要求，需确保管子的直线度及两铜管间距；铸件经,射线探伤，应符合类铸件标准。在铸造水冷板的过程中，我们经历了铜管在浇注过程中的弯曲、熔化、未熔合、气孔等挫折，几经分析研究，不断修改工艺，终于制成了满足铸件技术要求的合格铸件[3]。 铝合金制造工艺CAD/CAE技术 铝合金铸件的质量与铸造因素、合金加热温度、浇冒1=1系统、浇El形状等有关Ⅲ。铝合金铸造工艺设计是铝合金铸造生产的基本组成部分和关键环节。长期以来。主要靠工艺设计人员的经验、习惯进行，难以做到最佳工艺设计．也无法准确、动态地进行分析、预示和控制。铸造工艺CAD辅助设计者完成工艺设计和所有绘图工作，方便、快捷、准确地代
铝合金化学镀镍
铝合金化学镀镍 前言：所谓化学镀就是指不使用外电源，而是依靠金属的催化作用，通过可控制的氧化—还原反应，使镀液中的金属离子沉积到镀件上去的方法，因而化学镀也被称为自催化镀或无电镀。化学镀液组成一般包括金属盐、还原剂、络合剂、pH缓冲剂、稳定剂、润湿剂和光亮剂等。当镀件进入化学镀溶液时，镀件表面被镀层金属覆盖以后，镀层本身对上述氧化和还原反应的催化作用保证了金属离子的还原沉积得以在镀件上继续进行下去。目前已能用化学镀方法得到镍、铜、钴、钯、铂、金、银、锡等金属或合金的镀层。化学镀既可以作为单独的加工工艺，用来改善材料的表面性能，也可以用来获得非金属材料电镀前的导电层。化学镀在电子、石油化工、航空航天、汽车制造、机械等领域有着广泛的应用。化学镀具有以下优点：表面硬度高，耐磨性能好；硬化层的厚度及其均匀，处理部件不受形状限制，不变形，特别是适用于形状复杂，深盲孔及精度要求高的细小及大型部件的表面强化处理；具有优良的抗耐蚀性能，在许多酸、碱、盐、氨和海水中具有良好的耐蚀性，其耐蚀性要比不锈钢优越的多；处理后的部件，表面光洁度高，表面光亮，不需要重新的机械加工和抛光，可直接装机使用；镀层与基体的结合力高，不易剥落，其结合力比电镀硬铬和离子镀要高；可处理的基体材料广泛。〔1〕 化学镀分类（广义分类）： 1.置换镀（离子交换或电荷交换沉积）：一种金属浸在第二种金属的金属盐溶液中，第一种金属的表面上发生局部溶解，同时在其表面自发沉积上第二种金属上。在离子交换的情况下，基体金属本身就是还原剂。 2.接触镀：将欲镀的金属与另一种或另一块相同的金属接触，并沉浸在沉积金属的盐溶液中的沉积法。当欲镀的导电基体底表面与比溶液中待沉积的金属更为活泼的金属接触时，便构成接触沉积。 3.真正的化学镀：从含有还原剂的溶液中沉积金属〔1〕。 日前工业上应用最多的是化学镀镍和化学镀铜。可以使用化学镀进行表面加工的金属及合金有很多，下面以铝合金镀镍为例进行说明，而铝合金化学镀镍属于化学镀的第三种即真正的化学镀。 铝合金简介 铝合金具有机械强度高、密度小、导热导电性好、韧性好、易加工等特点，因而在工业部门，特别是航空航天、国防工业，乃至人们的日常生活中，都有较广泛的应用。铝合金表面覆盖一层致密的氧化膜，它可将铝合金与周围环境隔离开来，避免被氧化。但是这层氧化膜易受到强酸和强碱的腐蚀，同时铝合金易产生晶间腐蚀，表面硬度低，不耐磨。化学镀是赋予铝合金表面良好性能的新型工艺手段之一，它不仅是其抗蚀性、耐磨性、可焊性、和电接触能得到提高，镀层与铝合金机体间结合力好，镀层外观漂亮，而且通过镀覆不同的镍基合金，可以赋予铝合金各种新性能，如磁性能、润滑性等。〔2〕 铝合金化学镀镍原理： 化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂次亚磷酸钠的作用下，使镍离子还原成金属镍，同时次磷酸钠分解析出磷，因而在具有催化表面的镀件上，获得镍磷合金镀层。 对于次磷酸钠还原镍离子的总反应可以写成： 3NaH 2PO 2 +3H 2 O+NiSO 4 -----3 NaH 2 PO 3 +H 2 SO 4 +2H 2 +Ni 同样的反应可写成如下离子式： 2 H 2PO 2 -+ Ni2++2H 2 O-----2 H 2 PO 3 -+ H 2 +2H++ Ni 或写成另一种形式：Ni 2+＋H 2 PO 2 -＋H 2 O------H 2 PO 3 -＋Ni＋2H+ 所有这些反应都发生在催化活性表面上，需要外界提供能量，即在较高温度（60≤T≤
化学镀镍工艺
化学镀镍工艺 化学镀镍机理： 1)原子氢析出机理。原子氢析出机理是1946年提出的，核心是还原镍的物质是原子氢，其反应过程如下： H2P02-+H20→HP032-+H++2H Ni2++2H→Ni+2H+ H2P02-+H++H→2H20+P 2H→H2 水和次磷酸根反应产生了吸附在催化表面上的原子氢，吸附氢在催化表面上还原镍离子。同时，吸附氢在催化表面上也产生磷的还原过程。原子态的氢相互结合也析出氢气。2）电子还原机理(电化学理论)电子还原机理反应过程如下： H2P02-+H20→HP032-+H++2e Ni2++2e→Ni H2P02-+2H++e→2H20+P 2H++2e→H2 酸性溶液中，次磷酸根与水反应产生的电子使镍离子还原成金属镍。在此过程中电子也同时使少部分磷得到还原。 3）正负氢离子机理。该理论最大特点在于，次磷酸根离子与磷相连的氢离解产生还原性非常强的负氢离子，还原镍离子、次磷酸根后自身分解为氢气。 H2P02-+H20→HP032-+H++H- Ni2++2H-→Ni+H2 H2P02-+2H++H-→2H20+P +1/2H2 H-+H+→H2 分析上述机理，可以发现核心在于次磷酸根的P-H键。次磷酸根的空间结构是以磷为中心的空间四面体。空间四面体的4个角顶分别被氧原子和氢原子占据，其分子结构式为： 各种化学镀镍反应机理中共同点是P-H键的断裂。P-H键吸附在金属镍表面的活性点上，在镍的催化作用下，P-H键发生断裂。如果次磷酸根的两个P-H键同时被吸附在镍表面的活性点上，键的断裂难以发生，只会造成亚磷酸盐缓慢生成。对于P-H键断裂后，P-H间共用电子对的去向，各种理论具有不同的解释。如电子在磷、氢之间平均分配，这就是原子氢析出理论；如果电子都转移至氢，则属于正负氢理论；而电子还原机理则认为电子自由游离出来参与还原反应。因此，可以根据化学镀镍机理的核心对各种宏观工艺问题进行分析解释。 化学镀镍工艺过程 化学镀镍前处理工艺 一：除油：
铝合金热处理工艺
铝合金热处理工艺 作者:中国铝板带箔信息中心日期:2006-12-16 点击数:284 3.1铝合金热处理原理 铝合金铸件的热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间并以一定得速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。 3.1.1铝合金热处理特点 众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。但这种淬火后的合金，放置一段时间(如4,6昼夜后)，强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，称为时效。时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围(如100,200?)内发生，称人工时效。 3.1.2铝合金时效强化原理 铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。 铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的
数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。 沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。沉淀硬化所要求的溶解度,温度关系，可用铝铜系的Al,4Cu合金说明合金时效的组成和结构的变化。图3,1铝铜系富铝部分的二元相图，在548?进行共晶转变L?α，θ(Al2Cu)。铜在α相中的极限溶解度5.65,(548?)，随着温度的下降，固溶度急剧减小，室温下约为0.05,。 在时效热处理过程中，该合金组织有以下几个变化过程: 3.1.2.1 形成溶质原子偏聚区,G?P(?)区 在新淬火状态的过饱和固溶体中，铜原子在铝晶格中的分布是任意的、无序的。时效初期，即时效温度低或时效时间短时，铜原子在铝基体上的某些晶面上聚集，形成溶质原子偏聚区，称G?P(?)区。G?P(?)区与基体α保持共格关系，这些聚合体构成了提高抗变形的共格应变区，故使合金的强度、硬度升高。 3.1.2.2 G?P区有序化,形成G?P(?)区 随着时效温度升高或时效时间延长，铜原子继续偏聚并发生有序化，即形成G?P(?)区。它与基体α仍保持共格关系，但尺寸较G?P(?)区大。它可视为中间过渡相，常用θ”表示。它比G?P(?)区周围的畸变更大，对位错运动的阻碍进一步增大，因此时效强化作用更大，θ”相析出阶段为合金达到最大强化的阶段。 3.1.2.3形成过渡相θ′ 随着时效过程的进一步发展，铜原子在G?P(?)区继续偏聚，当铜原子与铝原子比为1:2时，形成过渡相θ′。由于θ′的点阵常数发生较大的变化，故当其形成时与基体共格关系开始破坏，即由完全共格变为局部共格，因此θ′相周围基
如何在铝上化学镀铜
铝上化学镀铜 一、概述 铝及铝合金是应用最广泛的金属之一，其具有导电性好、传热快、比重轻、强度高、易于成型等优点。但是，铝及铝合金也存在硬度低、不耐磨、易于发生晶间腐蚀、不易焊接等缺点，影响其应用范围和使用寿命。铝及其合金经过表面处理后可扬长避短，延长其使用寿命和扩大应用范围，赋予其防护、装饰等用途。 铝合金的表面处理技术包括阳极氧化、电镀、化学镀等方法。铝上电镀比其他金属上电镀要困难得多，容易出现气泡和脱皮，结合力不良等问题。究其原因是铝合金在空气中极易氧化。因此，在进行一般的除油、碱液腐蚀和浸蚀后，暴露出制件的活化表面，在电镀之前的瞬间又重新被氧化，形成的氧化膜严重地影响了镀层的结合力，造成镀层起泡和脱落。为了解决这一问题，目前普遍采用化学镀的方法。 铝合金表面化学镀因具有诸多的优良性能及特性而在电子工业、石油化工、机械和航天等领域的应用而不断增加，如何优化工艺、提高质量日益成为人们关注的焦点。所谓化学镀，是指不使用外电源，而是依靠金属的催化作用，通过可控制的氧化-还原反应，使镀液中的金属离子沉积到镀件上去的方法，因而化学镀也被称为自催化镀或无电镀。 铝及铝合金属于化学镀难镀基材，因此在其基体上进行化学镀有其自身的特点：①铝是一种化学性质比较活泼的金属，在大气中易生成一层薄而致密的氧化膜，即使在刚刚除去氧化膜的新鲜表面上，也会重新生成氧化膜，严重影响镀层与基体的结合力。②铝的电极电位很低（-1.56V），极易失去电子，当浸入镀液时，能与多种金属离子发生置换反应，析出的金属与铝表面形成接触镀层。这种接触性镀层疏松粗糙，与基体的结合力强度差，严重影响了镀层与基体的结合力。③铝属于两性金属，在酸、碱溶液中都不稳定，往往使化学镀过程复杂化。由此可知，要在铝及铝合金制品上得到良好的化学镀层，最关键的就是结合力问题，而结合力取决于化学镀的前处理。因此，对于铝及其合金来说，镀前处理是十分重要的。 二、铝的预处理 采用传统的二次浸锌法，其流程为：除油→浸蚀→第一次浸锌→硝酸退除→第二次浸锌。由于铝的电极电势较负，极易氧化，在化学除油、酸浸蚀等工序中铝试件表面易重新形成很薄的氧化膜，经化学镀后往往形成输送的金属沉积层，其结合力差，无使用价值。因此在化学镀之前，先进行两次浸锌预处理的方法，达到理想的果，使化学镀正常进行，这也是本工艺的最关键的步骤。研究发现，进行一次浸锌处理效果不佳，退除第一次浸锌预处理时所形成的粗糙的锌层后，使铝件表面呈现活化状态，再进行第二次浸锌处理，可获得均匀、细致的锌层，增强了基体金属的结合力，以利于化学镀的顺利进行。
常用变形铝合金退火热处理工艺规范标准
常用变形铝合金退火热处理工艺规 1 主题容与适用围 本规规定了公司变形铝合金零件退火热处理的设备、种类、准备工作、工艺控制、技术要求、质量检验、技术安全。 2 引用文件 GJB1694变形铝合金热处理规 YST 591-2006变形铝及铝合金热处理规 《热处理手册》91版 3 概念、种类 3.1 概念：将变形铝合金材料放在一定的介质加热、保温、冷却，通过改变材料表面或部晶相组织结构，来改变其性能的一种金属热加工工艺。 3.2 种类 车间铝合金零件热处理种类：去应力退火、不完全退火、完全退火、时效处理。 4 准备工作 4.1 检查设备、仪表是否正常，接地是否良好，并应事先将炉膛清理干净； 4.2 抽检零件的加工余量，其数值应大于允许的变形量； 4.3工艺文件及工装夹具齐全，选择好合适的工夹具，并考虑好装炉、出炉的方法； 4.4 核对材料与图样是否相符，了解零件的技术要求和工艺规定； 4.5在零件的尖角、锐边、孔眼等易开裂的部位，应采用防护措施，如包扎铁皮、石棉绳、堵塞螺钉等； 5 一般要求 5.1 人员： 热处理操作工及相关检验人员必须经过专业知识考核和操作培训，成绩合格后持证上岗5.2 设备 5.2.1 设备应按标准规要求进行检查和鉴定，并挂有合格标记，各类加热炉的指示记录的仪表刻度应能正确的反映出温度波动围； 5.2.2 热电温度测定仪表的读数总偏差不应超过如下指标： 当给定温度t≤400℃时，温度总偏差为±5℃； 当给定温度t＞400℃时，温度总偏差为±(t/10)℃。 5.2.3 加热炉的热电偶和仪表选配、温度测量、检测周期及炉温均匀性均应符合QJ 1428的Ⅲ类及Ⅲ类以上炉的规定。 5.3 装炉 5.3.1 装炉量一般以装炉零件体积计算，每炉零件装炉的有效体积不超过炉体积一半为准。 5.3.2 零件装炉时，必须轻拿轻放，防止零件划伤及变形。 5.3.3堆放要求： a.厚板零件允许结合零件结构特点，允许装箱入炉进行热处理，叠放时允许点及较少的线接触，避免面接触，叠放间隙不小于10mm. b.厚度t≤3mm的板料以夹板装夹，叠放厚度≤25mm，零件及夹板面无污垢、凸点，零件间、零件与夹板间应垫一层雪花纸，以防止零件夹伤。 5.3.4 装炉后需检查零件与电热原件，确定无接触时，方可送电升温，在操作过程中，不得随意打开炉门； 5.3.5 加热速度：变形铝合金退火的加热速度约13℃～15℃/秒，例如加热到410℃设定时间为0.5小时。
铝合金铸造工艺简介
铝合金铸造工艺简介 一、铸造概论 在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，铝合金铸造的种类如下： 由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。 1、铝合金铸造工艺性能 铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。 （1）流动性 流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。 影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。 实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。 （2）收缩性 收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。 铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 ①体收缩 体收缩包括液体收缩与凝固收缩。 铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起 的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在 铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微
化学镀镍配方成分,化学镀镍配方分析技术及生产工艺
化学镀镍配方成分分析，镀镍原理及工艺技术导读：本文详细介绍了化学镍的研究背景，分类，原理及工艺等，本文中的配方数据经过修改，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。 禾川化学引进国外配方破译技术，专业从事化学镍成分分析、配方还原、研发外包服务，为化学镍相关企业提供一整套配方技术解决方案。 一、背景 化学镀镍也叫做无电解镀镍，是在含有特定金属盐和还原剂的溶液中进行自催化反应，析出金属并在基材表面沉积形成表面金属镀层的一种优良的成膜技术。化学镀镍工艺简便，成本低廉，镀层厚度均匀，可大面积涂覆，镀层可焊姓良好，若配合适当的前处理工艺，可以在高强铝合金和超细晶铝合金等材料上获得性能良好的镀层，因此在表面工程和精细加工领域得到了广泛应用。 禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。 样品分析检测流程：样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。有任何配方技术难题，可即刻联系禾川化学技术团队，我们将为企业提供一站式配方技术解决方案！ 二、化学镀工艺 化学镀工艺流程为：试样打磨-清洗-封孔-布轮抛光-化学除油-水洗-硝酸除锈-水洗-活化-化学镀-水洗-钝化-水洗-热水封闭-吹干。
图1 化学镀的工艺流程图 三、化学镀镍分类 化学镀镍的分类方法种类多种多样，采用不同的分类规则就有不同的分类法。 四、化学镀镍原理 目前以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀镍的自催化沉积反应，已经提出的理论有羟基-镍离子配位理论、氢化物理论、电化学理论和原子氢态理论等，其中以原子氢态理论得到最为广泛的认同。 该理论认为还原镍的物质实质上就是原子氢。在以次亚磷酸盐为还原剂还原Ni2+时，可以以下式子表示其总反应： 3NaH2PO2+3H2O+NiSO4→3NaH2PO3+H2SO4+2H2+Ni（1） 也可表达为： Ni2++H2PO2-+H2O→H2PO3-+2H++Ni（2）