铝合金散热器镀层工艺选择

铝合金散热器的镀层工艺的选择一般来说是由多种选择，但通常情况下选择化学镀镍的方式较为合理。常见的镀层工艺电镀和手工灌涂也应用较为广泛。首先来介绍化学镀镍与电镀的区别。化学镀镍是不通电而将镍合金从水溶液沉积到基体上的一种工艺它与电镀不同电镀则是外加直流电将电解液中的镍离子还原到基体上成为镍金属而化学镀镍是通过化学还原将溶液中的镍离子还原为镍金属的化学过程。下面来介绍手工灌涂的现状和存在的劣势。对于铝合金散热器内腔的防腐，目前国内大部分厂家以手工涂覆热固性有机涂料为主，一般采用手工灌涂2次的涂装方式。该法存在以下缺点：一是每灌涂一次均需高温烘烤，故生产效率低，涂料及溶剂损耗大；二是在灌涂过程中由于散热器内腔狭小的结构特点所限，一方面易造成散热器内腔的涂层厚度均匀性差，甚至造成局部漏涂；另一方面易使散热器外表面遭受防腐涂料的污染，给散热器的最终涂装质量造成不良影响，故需在灌涂过程中及时用相应的有机溶剂将粘附在其外表的有机涂料擦掉。以上缺点对提高效率、降低成本和减少污染造成不利影响，更为严重的是，它们为散热器的安全可靠性和使用寿命埋下了隐患。而化学镀镍具有的优良的特性，是电镀所无法比拟的。下面来仔细介绍化学镀镍的特点。1、表面硬度高，耐磨性能好：其表面硬度可在Hv0.1=550-1100kg/mm2（相当于HRc=55-72）的范围内任意控制选择。一般而言，硬度越高的材料其耐磨性越高。由于镍磷镀层有比较高的硬度（镀态硬度可达HV400~600，电镀镍仅为HV160~180），还可以通过热处理进一步提高（可达HV1000以上），因此Ni-P镀层是比较理想的耐磨镀层，尤其是低磷镀层更具有优良的耐磨性。经过处理后的机械部件，耐磨性能好，使用寿命长，一般可提高3-4倍，有的可达8倍以上。2、镀层的高均匀性，也是化学镀的突出优点之一。在电镀工艺中，由于被镀工件的几何形状复杂及多样性，从而造成电流密度分布不均匀，还会造成均镀能力和深度能力出现差异等现象，从而使工件表面镀层厚度相差较大，少则几个微米（有辅助阳极时），多则十几个甚至几十个微米。要知道，镀层厚度的均匀性对构件的配合精度以及零件自身的耐腐蚀性影响极大。化学镀是利用还原剂以自催化反应在工件表面得到镀层，不受外加电流的影响，不管工件形状如何复杂，只要表面完全被镀液所浸没，且让氧化还原反应所产生的氢气有自由流动排出的空间，则再复杂的工件（如深孔、沟槽、曲面、螺旋、甚至盲孔等）都可以获得厚度均匀的镀层。3、具有优良的抗腐蚀性能：化学镀镍层多半是以镍磷、镍硼为基础的多元合金镀层和复合镀层，镍磷合金镀层占有绝大多数，化学沉积的镍-磷镀层随着磷的含量的增加，其组织结构的转变，是由极细小的晶体变成微晶（尺寸约为5纳米，电镀镍的晶粒尺寸约为100纳米），最后变成为完全的非晶体（类似液体的原子无序排列）。正是这种非晶态结构（不是唯一，但是最重要的一点。），由于没有晶界、位错及成分偏析等现象，使之在腐蚀介质中不太容易形成腐蚀微电池，从而在耐化学腐蚀、耐气体腐蚀以及耐色变性方面表现极其优异。下面通过表格详细了解化学镀层的抗腐蚀性能，如表（1）所示。表（1）Ni-12P合金镀层在下列介质中的腐蚀速率4、处理后的部件，表面光洁度高且表面光亮，不需重新机械加工和抛光即可直接装机使用。5、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。6、可处理的基体材料广泛：可处理材料有各种模具合金钢、不锈钢、铜、铝、锌、钛、塑料、尼龙、玻璃、橡胶、粉末、木头等。我们对以上进行了解后，再通过对化学镀镍制品和电镀镍制品进行比较，更能说明化学镀镍的更符合我们对铝合金散热器的工艺要求。综合上述所说的内容来看化学镀镍不仅使其在铝合金散热器的内腔防腐上得以应用成为可能，而且在合理的工艺及施镀方式下可获得具有优异的结合力和耐蚀性的防蚀层，该防腐层具有比有机涂层更加优异的传热能力和防污性能，且不易结垢，从而提高了散热器的传热效率和安全、可靠性及使用寿命，具有较好的应用价值。所以化学镀镍在铝合金散热器上的应用有其合理性和经济效益。化学镀镍简单的基本工艺一般是这样的：如同其他湿法表面处理一样，化学镀镍包括镀前处理、施镀操作、镀后处理各部分工艺序列组成，正确地实施工艺全过程才能获得质量合格的镀层。然而，与电镀工艺比较，化学镀镍工艺全过程应格外仔细。化学镀取决于在工件表面均匀一致的、迅速成的初始状态（起镀过程），化学镀镍并无外力启动和帮助克服任何表面缺陷；于是，工件一进入镀液即形成均匀一致的沉积界面，这一点很重要，因为化学镀是靠表面条件启动的，即异相表面自催化反应，而不是电力。一般来说，化学镀镍液比较电镀液更加敏感娇弱。其中各项化学成份的平衡、工艺参数的可操作范围比较狭窄；对于污染物的耐受能力较差，甚至ppm级的重金属离子就可能造成镀层性能恶化或漏镀、停镀；考虑到化学镀液的寿命，比较电镀液而言，十分有限，需要给予更多的维护，尽可能延长化学镀液寿命是十分重要的。