摘要：完整地介绍了一种铝轮毂电镀新工艺,该工艺设计中采用了先进的双层预镀镍、二次浸锌及多层镍等理念。
铝轮毂电镀最早兴起于美国,高档汽车配上这样的轮毂显得华丽而且与众不同,主要原因是铝的轻质与装饰铬外观在此完美结合。但是压铸铝上的电镀不同于铁基体上的电镀,前处理、预镀、正式电镀铜、镍、铬每道工序及工艺参数都必须认真研究试验。1998年本单位为国内一轮毂生产厂家设计了一套工艺,经反复试用,其镀出的铝轮毂外观光亮、均匀,耐蚀性通过CASS试验72h10级,可保证产品使用100000km。
工艺过程
1.工艺流程
铝轮毂电镀工艺流程为：
除腊→除油→除垢→浸锌（1）→脱锌→浸锌（2）→预镀镍（1）→预镀镍（2）→酸铜→半光亮镍→高硫镍→光亮镍→装饰铬。
2.主要工艺条件及配方
1）沉锌（1）工艺条件及配方如下：
氧化锌 80-100g/L
氢氧化钠 450-500g/L
酒石酸钾钠 8-10g/L
三氯化铁 1-2g/L
氢氟酸 1-3mL/L
温度室温
时间 60-120s
一次浸锌后用450-500mL/L硝酸室温脱锌,时间20-30s;二次浸锌工艺与一次浸锌相同,只是时间一般不超过60s。
2）预镀镍（1）的工艺条件及配方如下：
硫酸镍 220-250g/L
氯化镍 40-45g/L
硼酸 35-40g/L
pH值 2.0-3.0
温度 50-55℃
电流密度 3-5A/dm2
时间 5-10min
二次预镀镍工艺条件与一次预镀镍基本相同,只是pH值提高到4.0-4.5。
3）酸铜工艺条件及配方如下：
硫酸铜 200-220g/L
硫酸 30-40mL/L
氯离子 80-150ppm
210开缸剂 5-10mL/L
210A 0.5-0.8mL/L
210B 0.5mL/L
温度 20-30℃
电流密度 1-6A/dm2
时间 20-60min
4）半光亮镍工艺条件及配方如下：
硫酸镍 300-340g/L
氯化镍 40-45g/L
硼酸 40-45g/L
M-901 4.0-4.5mL/L
M-902 0.5-0.6mL/L
M-904 0.4-0.5mL/L
pH值 3.6-4.0
温度 50-70℃
电流密度 3-4A/dm2
时间 30-50min
5）高硫镍工艺条件及配方如下：
硫酸镍 270-300g/L
氯化镍 70-90g/L
硼酸 30-40g/L
HSA-60 4-5mL/L
pH值 2.0-3.0
温度 46-52℃
电流 2.0-4.5A/dm2
时间 3-5min
6）光亮镍工艺条件及配方如下：
硫酸镍 50-270g/L
氯化镍 50-60g/L
硼酸 40-50g/L
光亮剂6M 1mL/L
柔软剂 10mL/L
辅助剂 3-4mL/L
pH值 4.0-4.8
温度 55-60℃
电流密度 1-7A/dm2
时间 20-30min
7）装饰铬工艺条件及配方如下：
铬酐 220-240g/L
硫酸 1.1-1.2g/L
氯硅酸 4-5g/L
三价铬 1-1.5g/L
温度 40-55℃
电流密度 18-50A/dm2
时间 2-3min
工艺设计特点
1.二次浸锌
浸蚀除垢后轮毂表面暴露的铝遇到氧气立即形成氧化膜。铝在浸锌溶液中能有效地除去表面氧化膜，同时又沉积锌层，防止铝的再氧化，使铝的表面电极电位向正方向移动，从而提高后续电镀层与铝基体的结合力。我们研究发现，一次浸锌和二次浸锌在外观和物理结构上有很大不同。二次浸锌层比一次浸锌层硬，覆盖能力好，而且呈微细蜂窝网状，最后这一特性很重要，通过这种网状结构，可以增强与预镀镍和镀铜层的结合力。
2.二次预镀镍
轮毂材质是压铸铝，其中含有大量的硅，除垢后的铝表面形成许多凸出的硅粒点，浸锌处理不能使轮毂表面硅颗粒形成锌层。实验发现，用pH=4.0-4.5的传统预镀镍工艺效果不佳。经反复试验发现，先用pH=2.0-3.0的预镀镍工艺可起到极佳效果。这样的预镀液能够以“架桥”的方式沉积镍层，并有效地覆盖在硅粒上。另外，压铸铝多孔隙，采用此预镀液可以大大提高深镀能力；二次预镀镍采用pH=4.0-4.5工艺条件，可使一次预镀形成的镍层趋于均匀、平整，为酸铜快出光提供条件。
3.三层镍体系
镍镀层对于铝基体来说是阴极性镀层，用一层镍保护铝件时，不能有孔隙，否则将发生大阴极小阳极穿孔腐蚀。而三层镍体系是根据半光亮镍、高硫镍、光亮镍之间存在的电位差，合理组合在一起，起到电化学防护效果。底层是电位较正的半光亮镍，中间是电位最负的高硫镍、外层是电位居中的光亮镍。它们构成腐蚀微电池时，腐蚀顺序为：高硫镍→光亮镍→半亮镍，使腐蚀由纵向变为横向扩展，半光亮镍的腐蚀速度比双层镍时进一步延缓，从而大大提高了体系的抗腐蚀性能。
工艺维护与调整
1.必须保证镀液中各种成分的数量，用分析法定期检测镍槽、铜槽、铬槽中的各主要成分——硫酸镍、氯化镍、硼酸、硫酸铜、硫酸、氯离子、铬酐、三价铬等含量，及时调整到工艺范围内。
2.各槽液中的添加剂按kAh方式补加：
酸铜：210开缸剂 40-60mL/kAh
210A 80-100mL/kAh
210B 60-80mL/kAh
半亮镍：M-902 80-100mL/kAh
M-904 70-90mL/kAh
高硫镍：HSA-60 300mL/kAh
亮镍：光亮剂6M 300-360mL/kAh
3.高硫镍层从镀液中提出来后，不能在空气中暴露时间过长，或清洗次数太多，否则表面易钝化，造成光亮镍与高硫镍之间结合力不好，甚至脱皮。为了保证三层镍之间有良好的结合力，可以取消半光亮镍与高硫镍之间的水洗，而高硫镍与亮镍之间只设一道纯水洗。
4.除垢液中应加入5%的HF（含量40%），因为轮毂中含一定量的硅；浸锌剂应定期补加或更换。实验表明，每升溶液可浸2.5m2的表面2min。浸渍时间越短沉积的表面积越大。
