鋅合金壓鑄件化學拋光新工藝

鋅合金壓鑄件，易于或形，加工簡單，生產效率高，能滿足各種薄壁零件和極為復雜的高精度零件大量生產，應用范圍日趨廣泛，品種不斷擴大，產品涉及建筑五金、日用五金，水暖龍頭，皮帶扣、打火機、傘頭、手表殼、燈飾、服裝服飾等。就浙江、福建、廣東等地區(qū)而言，近年來，鋅合金壓鑄件已發(fā)展成為主要的壓鑄加工產品，而這類較為復雜具有濃郁裝飾性的鋅合金壓鑄件，大都需要進行鍍前處理再電鍍或涂裝。而對于零件的鍍前處理，傳統的作法一般都采用振動、滾動、機械拋磨光，但該方法對于某些形狀復雜的鋅合金壓鑄件存在著光飾效果差，勞動強度大、效率低等缺點，機械拋光無法符合要求。而化學拋光設備簡單，工藝成本低、生產效率高，易于組織大批量連續(xù)生產，且不受鋅合金壓鑄件形狀限制，具有相當大的優(yōu)點。據微機檢索查詢結果，至今為止，有關鋅合金壓鑄件化學拋光工藝配方文獻甚少為此，為滿足日益發(fā)展的生產需求，深圳譽格進行了鋅合金壓鑄件的化學拋光新工藝實驗研究，實踐證明，該工藝拋光效果好，可用于各種鋅合金壓鑄件的電鍍、涂裝。前處理。

1化學拋光原理

目前，一般認為化學拋光和電解拋光一樣主要有綜合粘膜說和受阻說兩種理論。就化學拋光機理而言，實際上是利用金屬表面上凸凹部位溶解速度不同，凸出部位溶解速度大于凹入部位，化學拋光依賴于化學反應。因為任何金屬表面都存在著徽觀的凸凹不平，那怕只有10u m。鋅合金壓鑄件中存在著其它元素機雜質，所以金屬表面就會出現許多電位不同的部位，化學拋光時微觀凸出部位溶解下來的產物容易擴散，粘性膜常處于活化狀態(tài)．凹下部位則相反，粘性膜厚常處于鈍化狀態(tài)．整個化學拋光過程就是處在這樣一種活化→鈍化→活化→鈍化的交替過程轉換來完成的。從受阻說來看，由于溶液中受阻的陽離子．大分子等可同溶解的金屬離子結合并離開金屬，而陽離子．大分子的遷移又受到粘膜厚薄的制約，在薄處因距離短、速度快而比凹處優(yōu)先溶解，從而最后達到平整。因此，該工藝的技術關鍵在于溶液的配方和合理的工藝參數選擇。

2化學拋光工藝及后續(xù)工藝處理

目前，由于對鋅合金壓鑄件進行化學拋光的文獻和工藝配方報導甚少，而一般化學拋光工藝配方又難以滿足表面質量要求，譽格經過反復多次進行配方篩選，試驗結果表明下列工藝配方能夠滿足鋅合金壓鑄件的化學拋光表面質量要求。

磷酸(工業(yè)級)              50%

硝酸(工業(yè)級)              35%

氫氟酸(工業(yè)級)            10%

硫酸(工業(yè)級)              5%

表面活性劑                適量

溫度                      30C

拋光時間                  5～20min

經化學拋光的鋅合金壓鑄件出槽后須立即進行水冼，最好是流水沖洗。因為工件從拋光液中難免帶出酸根離子，如果不對化學拋光工件作后續(xù)處理，殘留酸會對基體進一步腐蝕，且?guī)С龅倪@些明離子一但與水中的Ca2+、Na+等陽離子接觸，還會降低原有的金屬光澤。所以需進行后續(xù)工藝處理，工藝配方為： 

碳酸鈉5％，余量水，室溫浸泡5min．然后水洗。

3分析討論

鋅合金壓鑄件化學拋光液由磷酸、硝酸氫氟酸、硫酸、表面活性劑組成。磷酸屬高粘度中強酸，是化學拋光基劑，對鋅有鈍化作用，拋光過程中形成鈍化膜，可防止基體進一步被腐蝕．數量不能低于45%．否則難達到拋光效果，但濃度過濃也難有更佳效果，從多次試驗經驗配方來看，選擇5O%左右為宜硝酸對鋅起拋光作用，溶解合金中銅、鉛、鎘等雜質．消除表面掛灰。氫氟酸屬強酸可活化基伴表面。鋅臺金中由于存在鋁而氫氟酸對消除鋁存在對拋光效果不良有著關鍵的作用。硫酸可起活化作用，加快拋光速度，表面活性荊在拋光過程中形成吸附膜存于基體表面，對拋光效果起促進和改善作用。

試驗還表明合適的工藝參數選擇，直接影響化學拋光的效果。鋅合金化學拋光的效果主要受以下因素影響：

1．拋光液溫度變化?；瘜W拋光液的變化會嚴重破壞活化→鈍化的交替進行。液溫過高，拋光時間短，會降低化學拋光液的粘度，對金屬鈍化膜的溶解率加劇，活化→鈍化失調，導致金屬表面溶解不均勻，易腐蝕工件表面。相反，溫度過低，拋光液粘度增大，使工件表面的溶解物不易擴散活化一鈍化交替失調，導致拋光件不易拋亮和出現暗斑。因此，拋光溫度應控制在lO～30°C范圍為宜。

2．化學拋光時間。一般來說，新配制的拋光時間宜短，老拋光液時間宜長，但要控制在5～2O分鐘之間，因為時間過短只能得到不夠光亮的表面。相反時間過長，易發(fā)生腐蝕現象，使工件表面出現蝕點和斑跡。因此．拋光時聞應控制在適當范圍。

3．鋅合金基體成分。鋅合金壓鑄件．鋁含量一般在2．5%～4．5%之間．鋁能細化晶粒．強化合金。銅含量不超過1．25％．在此范圍，能顯著阻止晶聞腐蝕，提高臺金的強度和硬度。微量鎂含量在0．03%～0．06%范圍．同樣能減輕晶間腐蝕，提高強度和硬度。鉛、鎘、錫、鐵，硅作為雜質元素，含量越低越好．若雜質含量偏高，易產生過腐蝕．光亮度低。此外、鐵與鋁能產生硬質的鐵鋁化合物，對化學拋光危害齪大且難以清除。

4．壓鑄工藝。從壓鑄工藝出發(fā)如何合理確定和選擇壓射比壓和充填速度是一個至關重要的因素。若選擇確定不當，會使鋅合金表下層形成氣孔和內部疏松縮孔，化學拋光后出現孔穴和斑點。

通過深圳譽格的實踐應用證明，用化學拋光代替機械拋光是可行的。我們試驗的化學拋光工藝，對于含鋁4%以下的鋅合金壓鑄件，拋光可達鏡面效果好。特別是對于復雜的鋅合金壓鑄件表面拋光．其有勞動強度低，工藝簡單，成本低易于組織批量生產等優(yōu)點，是一項具有推廣應用價值的化學拋光新工藝。