铝合金表面电镀金层出现花斑的原因分析及解决措施

熊俊良*，杜楠

（中国空空导弹研究院十五分厂，河南 洛阳 471009）

铝合金零件具有较高的比强度和良好的防护性能，并且各种表面处理技术成熟，因而在航空领域应用广泛。某零件材料为2A12，要求对其表面镀金，工艺流程如下：装挂→除油(恩森化学有限公司JS-1142，60 ～ 65 °C，6 ～ 10 min)→混酸腐蚀(浓硝酸 200 g/L，无机酸 10 g/L，添加剂 30 g/L，室温，1 ～ 3 min)→除垢(浓硝酸500 mL/L，室温，30 ～ 60 s)→一次沉锌(NaOH 400 ～ 500 g/L，ZnO 50 ～ 80 g/L，添加剂适量，室温，30 ～ 60 s)→脱锌(浓硝酸500 mL/L，时间10 ～ 20 s，室温)→二次沉锌(同一次浸锌)→碱性化学镀镍(恩森化学有限公司JS-998，85 ～ 90 °C，5 ～ 10 min)→酸性化学镀镍(恩森化学有限公司JS-934，82 ～ 90 °C，80 ～ 90 min)→电镀金(罗门哈斯 Ronovel N 镀金液，40 ～ 50 °C，5 ～ 10 min)。镀金后发现零件表面有大量花斑。

1 花斑特征

如图1所示，零件表面花斑有两种类型：A类花斑较严重，有明显的凹陷，主要分布在零件的孔和槽周围；B类花斑较轻微，无凹陷，几乎遍布零件表面，分布位置无规律。

图1 两类花斑缺陷的特征Figure 1 Characteristics of two types of piebald defect

2 原因分析

对A类花斑故障零件进行剖切并制成金相试样，放大500倍观察切面形貌，发现A类花斑处的镀层很薄(见图2)。两类花斑各抽取10件，用X射线测厚仪测量花斑处的镀层厚度，列于表1。

图2 有A类花斑零件的截面形貌Figure 2 Cross-sectional morphology of a part with type-A piebald defect

表1 有花斑故障的零件上镀金层和化学镀镍层厚度Table 1 Thicknesses of electroplated gold coating and electrolessly plated nickel coating on parts with piebald defect(单位：μm)

该零件要求化学镀镍层和金层的厚度分别为8 ～ 12 μm和0.5 ～ 1.0 μm。从表1可知，A类花斑的镀金层厚度合格，化学镀镍层偏薄；B类花斑的镀金层和化学镀镍层厚度则均合格。因本工艺的碱性化学镀镍是作为打底层，厚度仅有0.4 ～ 0.8 μm，故推测导致A类花斑处的化学镀镍层厚度不合格主要与酸性化学镀镍有关。

从人、机、料、法、环五个方面对导致花斑的原因进行排查。……