在电镀工艺的前处理阶段,传统酸洗工艺(盐酸等)通常用于去除工件表面的氧化层和铁锈。然而,这一工艺过程可能引发镀层的氢脆现象,明显影响电镀产品的力学性能和使用寿命。氢脆现象指材料在氢存在的情况下,其延展性和韧性明显降低,导致其脆性增加,容易在使用过程中发生断裂。
氢脆现象的形成机制
1. 氢原子的吸附与渗入:
在酸洗工艺的过程中,工件被浸入含有强酸(如硫酸、盐酸)的溶液中。酸洗时产生的大量氢离子在工件表面上部分还原为原子氢(H)。这些原子氢非常活跃,容易被工件表面吸附,并通过扩散作用渗入金属基体中。
2. 氢原子聚集与压力增加:
渗入金属基体的氢原子通常在晶界、位错或其他微观缺陷处聚集,逐渐形成氢分子。
这些氢分子在聚集过程中会形成内压力,使得金属基体在局部区域产生应力集中,导致材料的脆性增加。这种压力集中常常引发金属的开裂和断裂。
影响因素与防范措施
1. 酸洗时间:
酸洗时间过长会增加氢渗入的数量,从而增加氢脆的风险。为了减少氢脆现象,应该尽量缩短酸洗时间,以达到去除氧化层和铁锈的目的。
2. 酸洗温度:
较高的酸洗温度会加速氢的还原和渗入过程。因此,控制酸洗温度在合理范围内,有助于减少氢脆现象的发生。
3. 使用抑制剂:
在酸洗溶液中添加适当的抑制剂,可以有效减少氢原子的生成和渗入,降低氢脆的风险。这些抑制剂通常为有机化合物,通过在金属表面形成一层保护膜来阻止氢的扩散。但是,复配此类酸洗药剂往往需要一定的技术经验,同时需要经过试错(大量时间和精力)来调整配方。
对于电镀厂来说,不如使用比格莱的酸盐活化剂,它是偏中性的温和配方,可以达到与盐酸酸洗一样的效果,却不会导致氢脆现象。
4. 后处理去氢处理:
酸洗后进行去氢处理(如加热脱氢),可以加速已渗入氢的析出,大大降低氢脆风险。
结论
综上所述,传统酸洗工艺在清理金属表面的同时,也不可避免地引入氢原子,造成镀层氢脆现象。而通过使用比格莱的酸盐活化剂,可以避免工件出现氢脆现象,保证电镀产品的力学性能和使用寿命。