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摘要：根據(jù)鋅舍金壓鑄件的表面及內(nèi)在結(jié)構(gòu)特性，指出了其鍍前處理的注意事項(xiàng)。為提高鍍件的成品率，提出了2種前處理工藝流程：(1)機(jī)械拋光廣_北學(xué)除油一電解除油一清洗一浸蝕一清洗—預(yù)鍍，(2)機(jī)械拋光一一步法除油浸蝕一清洗一脫灰色膜一清洗一預(yù)鍍。給出了各工序的配方及工藝規(guī)范。其中一步法前處理尤其適用于大批量生產(chǎn)
中圈分類號(hào)：TG146，21;TG178 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1004—227X(2007)04—0018—03
1 前言
由于鋅合金壓鑄件是一次性壓鑄成型，生產(chǎn)效率高，加工成本低，尤其適用于公差要求不太嚴(yán)格而幾何形狀復(fù)雜的零部件，已被廣泛用于代替銅、銅合金和鋼鐵材料制造的受力不太大而形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件和裝飾件，其表面處理工藝也處于成熟階段。
鋅合金壓鑄件是以鋅為主、鋁為輔的合金，其化學(xué)穩(wěn)定性差，因此需要用其它金屬層予以保護(hù)，電鍍層便是其中之一。但在鋅合金壓鑄件電鍍前應(yīng)了解其鋅、鋁含量之比。鋁含量過(guò)高，會(huì)加速表面層的氧化，造成鍍層結(jié)合力下降：鋁含量過(guò)低，則影響零件的韌性，在使用過(guò)程中易出現(xiàn)斷裂。從電鍍及其使用角度來(lái)考慮，合金中的鋁含量在3.5%～4%之間為佳。
鋅合金壓鑄件鍍前處理合理與否，是電鍍成敗的關(guān)鍵。但在其鍍前處理過(guò)程中，往往會(huì)將其前處理等同于其它金屬材料的前處理，或者忽視了其中某個(gè)工序，而造成大量鍍件返工或報(bào)廢。由于鋅合金壓鑄件的特殊性，故返工很難，這就是鋅合金壓鑄件在電鍍過(guò)程中廢品率高的原因。
2 鋅合金壓鑄件鍍前處理的注意事項(xiàng)
2.1 了解鋅合金壓鑄件的結(jié)構(gòu)特性
鋅合金壓鑄件表面很像蒸饃表面，有一層0.02～0.10 mln厚、光滑致密的金屬層，在其下方則是疏松、多孔的結(jié)構(gòu)。因此在機(jī)械拋光時(shí)，嚴(yán)防拋穿其光滑致密層，避免疏松、多孔的內(nèi)材暴露，致使鍍層產(chǎn)生起泡、脫皮等不良現(xiàn)象。
2.2 掌握鋅合金壓鑄件的化學(xué)性能
在壓鑄過(guò)程中，工藝因素的影響會(huì)造成同一個(gè)鋅合金壓鑄零件中產(chǎn)生富鋅和富鋁的部位。強(qiáng)堿優(yōu)先溶解富鋁相，強(qiáng)酸則優(yōu)先溶解富鋅相。若除油或浸蝕過(guò)程中使用強(qiáng)堿或強(qiáng)酸，在電鍍時(shí)則會(huì)引起鍍層起泡及脫皮，嚴(yán)重影響成品率。為此，鋅合金壓鑄件不宜在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中除油及浸蝕。
2.3 滿足鋅合金壓鑄件預(yù)鍍層的尺寸要求
鋅合金壓鑄件在鍍前處理完成后，要預(yù)鍍打底層。一般是在無(wú)NaOH 的氰化鍍銅槽內(nèi)鍍銅，或者在中性鍍鎳液中鍍鎳。管狀零件應(yīng)在焦磷酸鹽鍍液中沉積。
其鍍層厚度應(yīng)不小于6 1，否則極薄的銅層會(huì)很快擴(kuò)散到鋅合金中，形成一層極脆的銅鋅合金，影響鍍層質(zhì)量。銅層越薄，則銅向鋅合金內(nèi)擴(kuò)散的速度越快。
2.4 加速鋅合金壓鑄件鍍前處理與入槽電鍍的銜接速度
鋅合金壓鑄件的鍍前處理，是為了除去零件表面上的油污以及零件在空氣中久留后被氧氣氧化而生成的氧化膜，讓鍍液中的金屬離子直接沉積在純凈的表面上。鍍前處理完成后的零件，應(yīng)立即入槽電鍍，不允許在大氣中或水槽內(nèi)久留，以免表面再被氧化或在表面上形成水化物，影響鍍層的結(jié)合力。若零件已出現(xiàn)輕度氧化膜或水化物，可在10 g/L的硼酸液中浸一下，然后轉(zhuǎn)入l0 L的NaCN液中活化，使表面恢復(fù)純凈。
3 鋅合金壓鑄件鍍前處理的工藝規(guī)范
鋅合金壓鑄件鍍前處理的工藝流程有2種：
(1) 機(jī)械拋光一化學(xué)除油一電解除油一清洗一浸蝕—清洗一預(yù)鍍。
(2) 機(jī)械拋光一一步法除油浸蝕—清洗一脫灰色膜—清洗一預(yù)鍍。
3.1 機(jī)械拋光
拋光是利用拋輪和拋光膏對(duì)零件表面進(jìn)行輕微的切削和研磨，以整平零件表面，提高表面光潔度。對(duì)于鋅合金壓鑄件而言，拋光時(shí)拋輪的線速度一般為20～ 25 m/s。拋輪應(yīng)勤上油，少上油，且應(yīng)先用紅色拋光膏，后用白色拋光膏。拋光一般是手工操作，兩手應(yīng)用力均勻，且不可用力過(guò)大，更不可將拋輪的切點(diǎn)停留在某個(gè)部位上，以防拋穿鋅合金壓鑄件光滑致密的外表層，進(jìn)而影響電鍍質(zhì)量。
3.2 除油
鋅合金壓鑄件的成型靠模具，而模具在壓鑄過(guò)程中應(yīng)定時(shí)敷上礦物油等護(hù)模劑。零件在壓鑄成型后出膛及運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，也會(huì)沾上微量的油膩。這些油膩在
鍍前要處理干凈，否則會(huì)影響鍍層與基體的結(jié)合力。
在鋅合金除油液中，不能圖方便而加入強(qiáng)堿性化工原料，只能在一定條件下使用弱堿性化合物進(jìn)行除油。為能徹底除油，防止復(fù)雜零部件的深凹處有油膩殘留，可用電化學(xué)除油來(lái)提高深凹處的除油效果，從而彌補(bǔ)化學(xué)除油的不足之處。表l列出了幾種適用于鋅合金壓鑄件化學(xué)除油和電化學(xué)除油的配方及工藝規(guī)范。
3.3 浸蝕
鋅合金件在除油液內(nèi)經(jīng)化學(xué)除油及電化學(xué)除油后，其表面上的油污已除凈，但仍存在從源頭就產(chǎn)生的輕微氧化膜，而氧化膜會(huì)影響鍍層與鋅合金的結(jié)合力。雖然強(qiáng)酸能輕易地去除氧化膜，但由于鋅合金的特性而不宜使用，只能使用很稀的弱酸未浸蝕。具體配方如下：
硼酸(化學(xué)純) 5 g/L
氫氟酸(化學(xué)純) l5 mL/L
根據(jù)目測(cè)確定浸蝕時(shí)間：當(dāng)零件浸入浸蝕液后，目視零件在液中反應(yīng)的情況，一旦零件表面上產(chǎn)生微小氣泡，立即將零件取出，清洗后從速進(jìn)入下一道工序。
3.4 一步法除油浸蝕
將鋅合金件放在濃H2SO 中浸漬片刻，取出后立即轉(zhuǎn)入清洗槽清洗，然后在脫膜液中除掉灰黑色的粉膜，這就是一步法。前面提到，鋅合金是兩性金屬，既溶于強(qiáng)酸，又溶于強(qiáng)堿，但為何能在濃H2SO4中除油呢?眾所周知，在無(wú)水條件下，純H2SO4分子無(wú)法電離出氫原子與鋅合金發(fā)生反應(yīng)。濃硫酸能用鐵桶來(lái)運(yùn)輸就是這個(gè)道理。因此，不允許零件帶有水分進(jìn)入濃H2SO4中。但是，濃H2SO4具有強(qiáng)烈的氧化、脫水和炭化等特性，故能清除零件表面上的油污及有機(jī)雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)除油功能。當(dāng)零件離開(kāi)濃H2SO 而轉(zhuǎn)入清洗槽后，零件表面上殘留的少量濃H2SO 立即電離出H與鋅合金表面發(fā)生反應(yīng)，鋅合金表面上原有的輕度氧化膜就被稀H2SO4浸蝕掉，從而實(shí)現(xiàn)了除油、浸蝕一步完成。
一步法除油浸蝕液的組成及工藝規(guī)范如下：
濃硫酸 100%
θ 室溫
t 2—3 min
3.5 清除灰黑色粉膜
經(jīng)一步法除油浸蝕的零件表面上有一層被H2SO氧化、炭化后形成的輕微的灰黑色粉膜，應(yīng)在脫膜液中清除。脫膜液中的防染劑s具有吸附功能，可吸附零件表面上的灰黑色粉膜，使鋅合金表面呈現(xiàn)純潔的鋅合金。脫膜液中的NaCN對(duì)鋅合金表面起活化作用，而微量的HNO3可使防染劑持續(xù)作用。
3.預(yù)鍍
鋅合金在鍍鎳或酸性鍍亮銅之前，應(yīng)在腐蝕性小、覆蓋能力強(qiáng)的鍍液中沉積一層預(yù)鍍層。譬如，在無(wú)NaOH 的氰化鍍銅液中沉積一層銅或在中性鍍鎳液中沉積一層鎳。管狀工件應(yīng)在焦磷酸鹽鍍液中沉積。沉積層的厚度應(yīng)不小于6 pm，否則當(dāng)零件轉(zhuǎn)入酸性很高的鍍槽后，由于零件幾何形狀復(fù)雜，在通電瞬間，電流微量進(jìn)入的部位會(huì)產(chǎn)生局部腐蝕，造成電鍍件報(bào)廢。預(yù)鍍層鍍好之后，可按客戶要求鍍其它金屬層。
由于鍍鎳板單價(jià)太高，故不用作預(yù)鍍層。
4 結(jié)語(yǔ)
鋅合金壓鑄件是一種價(jià)廉物美的結(jié)構(gòu)裝飾性材料。但由于鋅合金的特性，其鍍前處理與其它金屬材料的鍍前處理有所不同。在了解其特性之后，應(yīng)細(xì)心并耐心地按特殊的處理方法進(jìn)行鍍前處理，以保證鍍層質(zhì)量，從而避免零部件大量返工或報(bào)廢。
