淺析鋅合金壓鑄件與鍍層間結(jié)合力的影響因素

從影響鋅合金壓鑄件鍍層結(jié)合力諸多因素中的電鍍工藝方法方面簡(jiǎn)述了鍍前處理和預(yù)鍍工藝對(duì)鍍層結(jié)合力的影響。

1概述

鋅合金因其具有良好的壓鑄成形加工性能且成形加工時(shí)材料耗損少生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，因而使鋅合金壓鑄件在零件制造中得到了廣泛的應(yīng)用。為了提高其在大氣中的耐蝕性能以及其它裝飾性能，滿足其在使用中的要求，因而往往須進(jìn)行電鍍等表面處理。

因?yàn)殇\合金在酸、堿介質(zhì)中的化學(xué)穩(wěn)定性較差，所以在鋅合金壓鑄件上的電鍍比在其它金屬如鋼鐵、銅和銅合金等制件上的電鍍要困難得多，易產(chǎn)生基體金屬過(guò)腐蝕而導(dǎo)致鍍層起泡、脫落等結(jié)合力不良的弊病。這也是鋅合金電鍍中產(chǎn)生廢、改品的主要原因。因此，從電鍍工藝方法上拉出影響鋅合金電鍍結(jié)舍力的因素，進(jìn)而采取相應(yīng)的預(yù)防和解決的措施，是提高鋅合金壓鑄件電鍍合格率、確保產(chǎn)品質(zhì)量的重要途徑。

2工藝方法對(duì)鍍層結(jié)合力的影響

影響鋅合金壓鑄件鍍層結(jié)合力的因素是多方面的。但是，就電鍍工藝方法而言．深圳譽(yù)格發(fā)現(xiàn)主要有兩個(gè)方面的影響，即鍍前處理和預(yù)鍍工藝。

鋅合金壓鑄件的電鍍通常采用如下工藝流程：

電化學(xué)除油→熱水洗→冷水洗→腐蝕→冷水洗→活化處理(有的不進(jìn)行)→預(yù)鍍→冷水洗(按工藝要求鍍中間層或表面層，下略)

在整個(gè)工藝流程中．雖然每道工序?qū)﹄婂冑|(zhì)量都有不同程度的影響，但是，鍍前處理和預(yù)鍍工藝是決定能否獲得良好的鍍層結(jié)合力的首要而關(guān)鍵的因素。

2.1鍍前處理

一般認(rèn)為，鍍層結(jié)合力不良首先是由于鍍前的除油不徹底所造成的。但是，對(duì)鋅合金壓鑄件來(lái)說(shuō)，其另一個(gè)重要的、往往被忽視的原因則是由于鍍前腐蝕工藝的選擇和操作不當(dāng)。

實(shí)踐證明，由于鋅合金壓鑄件在壓鑄加工過(guò)程中因金屬受熱而使工件表面產(chǎn)生一層結(jié)構(gòu)較為致密的氧化層，鍍前必須將其除去已顯露出基體金屬結(jié)晶組織，才可能確保鍍層有良好的結(jié)合力通常采用2%～3%的氫氟酸或1%～3%氫氟酸與3%～5%硫酸的混合液進(jìn)行腐蝕處理。這兩種工藝均可較順利地除去氧化層。但是，由于鋅合金壓鑄件的表面層結(jié)晶組織較為致密，而處于表面層下的結(jié)構(gòu)則是較疏松的結(jié)晶、氣孔、喪渣較多。譽(yù)格在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，上述兩種腐蝕液與鋅臺(tái)金的化學(xué)反應(yīng)較強(qiáng)烈，操作時(shí)對(duì)腐蝕處理的時(shí)間控制要求較嚴(yán)格，時(shí)間過(guò)短，氧化膜不能徹底地被除去，將引起鍍層結(jié)合不良；時(shí)問(wèn)稍長(zhǎng)則告使基體金屬的表面致密層遭受過(guò)腐蝕，而暴露出處于致密層下的疏松層，并使腐蝕液滲入該疏松層的孔隙中，給以后的預(yù)鍍、電鍍層留下了起泡、脫落和在基體金屬內(nèi)部繼續(xù)腐蝕等隱患。這就是腐蝕工藝往往被忽視而造成的不良后果。

推薦一種腐蝕工藝，該工藝操作范圍寬而易于控制既可除去表面氧化屠而顯露基體金屬表面致密層的結(jié)晶組織，又可防止過(guò)腐蝕而引起的上述弊病。其配方稈工作條件如下：

HF(4O%)               12～15ml／L

H4BO3(CP)             3～5g／L

溫度                  室溫

時(shí)間                  2O～30s

另需提出．當(dāng)腐蝕液使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而使溶液中含有過(guò)多的Zn2-、Al3+。什等雜質(zhì)時(shí)．也將影響腐蝕效果并引起鍍層結(jié)合力不良的弊?。蕬?yīng)及時(shí)更換。

不言而喻，鍍前的電化學(xué)除油是影響鍍層結(jié)合力的重要因素．電化學(xué)除油液中堿的濃度過(guò)高、溶液溫度過(guò)高或過(guò)低“及除油時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等因素，均會(huì)使工件過(guò)腐蝕而影響鍍層結(jié)合力。因此，應(yīng)采用低濃度、中溫的陰極電解除油，對(duì)雜質(zhì)較多的電化學(xué)睬油液應(yīng)及時(shí)更換．防止陰極除油時(shí)雜質(zhì)在工件表面沉積，這樣，才能既將工件表面的油污、臟物除盡，又不致于使基體金屬產(chǎn)生過(guò)腐蝕．從而確保鍍層的結(jié)臺(tái)力。

2．2預(yù)鍍工藝

預(yù)鍍工藝是鋅合金壓鑄件電鍍工藝中，為了獲得預(yù)防基體金屬在電鍍中間層或表面鍍層時(shí)產(chǎn)生腐蝕的阻擋層的工藝，它是鋅合金壓鑄件電鍍工藝中必不可步的、關(guān)鍵的工序。預(yù)鍍層的完整性程度及其與鋅合金基體表面的結(jié)合力的優(yōu)劣，將直接影響整個(gè)電鍍層的結(jié)合力。

預(yù)鍍工藝最好采用對(duì)鋅合金腐蝕性較小的中性電解液，如中性檸檬酸鹽鍍鎳。在電解液中應(yīng)不添加或盡量少添加有機(jī)添加劑，以降低鍍層應(yīng)力，提高鍍層韌性．確保鍍層與基體問(wèn)的結(jié)合力。溶液的pH值應(yīng)嚴(yán)格控制在6.8～7.2之間。當(dāng)pH值過(guò)低時(shí)，鍍液分散能力差，在工件的低電流密度區(qū)難于在短時(shí)間內(nèi)沉積上鎳層或鎳層太?。鹪搮^(qū)基體腐蝕、發(fā)黑．在此表面沉積的中間鍍層或表面鍍層是極易產(chǎn)生起泡、脫落的現(xiàn)象；pH值過(guò)高，則在陰極區(qū)增大了產(chǎn)生氫氧化鎳的傾向，易使預(yù)鍍層產(chǎn)生夾渣、粗糙、疏松現(xiàn)象．導(dǎo)致電鍍中間層或表面鍍層時(shí)電解液往預(yù)鍍層和基體中的滲入．產(chǎn)生內(nèi)部腐蝕、鍍層脫落等弊病。此外，預(yù)鍍液中主鹽濃度不可過(guò)低。否則，會(huì)固沉積速度慢而在相同的電鍍時(shí)間內(nèi)預(yù)鍍層太薄．造成電鍍中間層或表面層的基體被腐蝕、鍍層脫落等故障。

當(dāng)采用氰化銅作預(yù)鍍層時(shí)．雖然其pH值較高．但是由于氰化銅電解液分散能力極佳，預(yù)鍍．工作各個(gè)部位可在較短的時(shí)間內(nèi)電沉積上致密的銅鍍層，防止了繼續(xù)電鍍時(shí)基體金屬在電解液中的腐蝕，故也可得到高結(jié)合力的預(yù)鍍層、中間鍍層或表面鍍層。

3小結(jié)

3．1鍍前腐蝕工藝中，所選擇的腐蝕液對(duì)鋅合金的腐蝕反應(yīng)速度不宜太快，深圳譽(yù)格應(yīng)采用腐蝕作用相對(duì)較緩慢的腐蝕液，如氫氟酸與硼酸的混臺(tái)液，避免基體金屬過(guò)腐蝕而破壞壓鑄件表面致密層。

3．2電化學(xué)除油宜采用低濃度、中溫電解液進(jìn)行陰極除油，井應(yīng)保持睬油液無(wú)過(guò)多的雜質(zhì)污染。當(dāng)雜質(zhì)較多時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換。

3.3預(yù)鍍工藝中．預(yù)鍍層應(yīng)有足以防止電鍍中間鍍層或表面鍍層時(shí)基體金屬被腐蝕的厚度。采用中性鎳時(shí)，溶液的pH值和主鹽濃度是最關(guān)鍵的影響因素．應(yīng)預(yù)以嚴(yán)格控制。如采用氰化錒預(yù)鍍，則除主鹽濃度不能太高或太低并應(yīng)使電解液有良好的分散能力外，在預(yù)鍍初期可采用沖擊電流的電鍍方法。