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应用方案

1引言

图1为某公司委托送检的汽车钥匙侧盖电镀不良品,工件采用铝锻件(A6063)+电镀工艺,电镀后出现夹杂外观不良缺陷。为查找其电镀不良原因,本实验室对其做了一系列的理化分析与检验。

客户提供之工件工艺流程: A6063-T6 ->冲锻-->热处理-->CNC-->抛光-->电镀。

图1失效样品图片

2检测分析结果

2.1切片分析

图2切片分析—OM观察

将样品制作切片,经镶嵌、研磨、抛光后,以金相显微镜分析夹杂缺陷位置和基材表面及内部结构特征(参见图2):

(1)夹杂缺陷位置对应基材存在大尺寸孔洞,基材内部存在较多孔洞缺陷;

(2)缺陷位置镀层结构混乱,夹杂异物较多。

2.2缺陷位置SEM+EDS分析

 以SEM+EDS分析夹杂缺陷区域各位置成分,区域A和区域B成分分析结果分别参见表1及表2,对应分析位置分别参见图3和图4:

 区域A:

(1)异物铝屑(位置4)和碳化硅(位置3)应为切片制作碎屑残留(切片制作中粗磨采用180#碳化硅砂纸),推测此处原为孔洞;

(2)铝屑(位置1)表面包裹着化镍层(位置2 )嵌于铜层内部,推测化学镀镍时该铝屑已存在;

(3)位置5与铜层相连且表面疏松多孔状,推测此处原为铜层内部孔洞。

图3区域A形貌及成分测试位置(1000×)

表1 EDS测试结果(wt %)


区域B: 


(1)异物铝屑及镍屑(位置5&6)等应来源于切片制作碎屑残留,推测此处原为孔洞/裂缝;

(2)孔洞内异物(位置2)含大量S元素,可能来源于电镀液或活化液残留,孔洞表面已被氧化(位置3&4)。

图4区域B形貌及成分测试位置(1000×)

表2 EDS测试结果(wt %)

3结果分析讨论 

据上述分析:

(1)缺陷处基材孔洞表面已氧化并呈腐蚀形貌,推测样品在电镀前基材存在砂眼缺陷,在电镀前处理及电镀制程中砂眼易残留液体及铝屑,残留液对基材进一步腐蚀氧化最终形成大尺寸腐蚀坑;

(2)下图标示的铝屑表面包裹化镍层嵌于铜层内部,推测铝屑在化学镀镍时已存在,可能来源于孔洞残留,在镀铜时被嵌于铜层内部;

(3)腐蚀坑易致镀层厚薄不均,坑内残留液体经烘烤气化膨胀进入镀层导致镀层鼓起,最终形成镀层孔洞缺陷。

 

图5夹杂缺陷分析

4结论

    综上所述,电镀夹杂不良形成的主要原因:

基材表面存在砂眼缺陷,在电镀前处理及电镀制程中砂眼易残留液体及铝屑,残留液体对基材进一步腐蚀氧化最终形成大尺寸腐蚀坑,坑内残留液体经烘烤气化膨胀进入镀层导致镀层鼓起并形成孔洞缺陷,残留铝屑嵌于镀层内最终形成夹杂缺陷。

改善措施:重点检讨基材,避免砂眼等表面缺陷。