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鋅合金壓鑄件的前鍍實(shí)踐
發(fā)布時(shí)間：2012.06.25 新聞來源：江蘇夢得新材料科技有限公司 瀏覽次數(shù)：
鋅合金壓鑄件的前鍍實(shí)踐
江蘇夢得電鍍化學(xué)品有限公司 步華 杭東良 （212341）
摘要：詳細(xì)介紹了鋅合金壓鑄件的前鍍工藝和方法，特別強(qiáng)調(diào)了鋅合金壓鑄件鍍前處理和預(yù)鍍在整個(gè)電鍍工藝過程中的重要性。
關(guān)鍵詞：鋅合金壓鑄件、鍍前處理、前鍍、氰化預(yù)鍍黃銅、氰化預(yù)鍍銅
1） 前言：
鋅合金壓鑄件（成分合格、壓鑄件工藝合格、毛坯無疵�。┑碾婂冞^程中存在起泡、結(jié)合力指標(biāo)率低、蝕點(diǎn)等問題，筆者在接觸鋅合金壓鑄件電鍍過程中通過數(shù)年的實(shí)踐�？偨Y(jié)出鋅合金壓鑄件電鍍不良品80%的病因出在鍍前處理和前鍍工藝。鋅合金基材不同于銅基材可以退鍍、重新拋光、回鍍。目前還沒有一種理想的退鍍劑可退去鋅基上銅、鎳而不腐蝕基件�；劐兂杀据^高且合格率低，可以書哦鋅合金壓鑄件因電鍍存在起泡結(jié)合力差，蝕點(diǎn)等引起的次品就是廢品。所以說要想獲得良好的鍍層鍍前處理和預(yù)鍍是關(guān)鍵。
2） 鍍前處理
2.1 磨光
零件首先應(yīng)磨去表面的毛刺、分模線、飛邊等表面缺陷。其方法有三種。
一、 布輪磨光。俗稱打邊沙。
關(guān)鍵詞：鋅合金壓鑄件、鍍前處理、前鍍、氰化預(yù)鍍黃銅、氰化預(yù)鍍銅
1） 前言：
鋅合金壓鑄件（成分合格、壓鑄件工藝合格、毛坯無疵�。┑碾婂冞^程中存在起泡、結(jié)合力指標(biāo)率低、蝕點(diǎn)等問題，筆者在接觸鋅合金壓鑄件電鍍過程中通過數(shù)年的實(shí)踐�？偨Y(jié)出鋅合金壓鑄件電鍍不良品80%的病因出在鍍前處理和前鍍工藝。鋅合金基材不同于銅基材可以退鍍、重新拋光、回鍍。目前還沒有一種理想的退鍍劑可退去鋅基上銅、鎳而不腐蝕基件�；劐兂杀据^高且合格率低，可以書哦鋅合金壓鑄件因電鍍存在起泡結(jié)合力差，蝕點(diǎn)等引起的次品就是廢品。所以說要想獲得良好的鍍層鍍前處理和預(yù)鍍是關(guān)鍵。
2） 鍍前處理
2.1 磨光
零件首先應(yīng)磨去表面的毛刺、分模線、飛邊等表面缺陷。其方法有三種。
一、 布輪磨光。俗稱打邊沙。
在布輪或連續(xù)布帶上粘附粒度為0.069~0.045mm磨料以黃油膏為輔助磨料。新粘的磨料用前要倒去銳角，布輪磨光零件表面時(shí)，一般用1100~1400m/mm的速度，磨光時(shí)不得干磨，磨光的壓力也不宜大。這樣才能夠防止零件的局部過熱和避免摸削量過多。
二、 滾光。
二、 滾光。
在裝有磨料（花崗石陶瓷）和滾光液（5% 38洗凈劑、3%除蠟水余量水）的滾筒中進(jìn)行滾動(dòng)磨光。磨料與零件的重量比約為2.25：1。滾筒轉(zhuǎn)速不宜高，以防沖擊搭壞零件表面，通常為以5γ/min為好，時(shí)間為1.5-2h。
三、 振光。
三、 振光。
在裝有磨料和振光液（1%NaCN、1%38洗凈劑余量水）的振動(dòng)筒內(nèi)進(jìn)行振動(dòng)磨光，振動(dòng)頻率為10-50HZ，振幅08-6.4mm，時(shí)間為1-4h。
2.2 拋光
拋光使零件獲得機(jī)械的整平和光亮。
拋光應(yīng)采用整體布輪，先用黃油膏粗拋后再用白油膏精拋，拋光時(shí)應(yīng)注意少用、勤用拋光膏，因?yàn)閽伖飧喽鄷r(shí)會(huì)使拋光蠟粘在零件的凹處，給除油帶來困難，拋光膏少時(shí)會(huì)使零件表面局部過熱而出現(xiàn)密集的細(xì)麻點(diǎn)，鍍后此處易產(chǎn)生氣泡，特別是經(jīng)烘烤后出現(xiàn)氣泡，往往使電鍍工作者步入誤處，錯(cuò)認(rèn)為是基體材料問題。拋光輪直徑和轉(zhuǎn)速不宜太高，****圓周速度不應(yīng)超過2150m/min。較小的或復(fù)雜零件采用1100~1600m/min的較低速度。不應(yīng)破壞零件表面的改密層，以防止和減少表層下面空隙的暴露，做到輕拋輕放。精拋以后要用柔軟物隔開，排放整齊。以防擦傷碰傷。拋光后用白粉擦拭，除去殘留的拋光膏，送電鍍部做到即拋即鍍。
3） 脫脂
3.1預(yù)先脫脂
用有機(jī)溶劑或表面活性劑、分散劑（常用冷脫液）將零件表面上的殘留拋光膏和油污基本清除干凈這樣可縮短后面堿液脫脂的時(shí)間，從而減輕對零件的浸蝕。這一工序應(yīng)在拋光后盡早進(jìn)行，不宜超過12h。否則殘留的拋光蠟固化干燥而難以除去。
3.2 堿液脫脂
Na2CO3 15g/L
Na3PO4•12H2O 15g/L
Na2SiO3 10g/L
除蠟水 5ml/L
T 70-80℃
t 1-2min（配合超聲波除油效果更佳）
3.3 酸液脫脂去氧化皮
濃H2SO4 1份
緩蝕劑（硫脲） 8g/Kg
T 70℃
t 20-40S（第一次）
t 8S（第二次）
3.4 電解脫脂
Na2CO3 15g/L
Na3PO4•12H2O 15g/L
Na2SiO3 10g/L
T 60-70℃
DK 3-5A/dm2
t 15-40S
3.5 技術(shù)和工藝要求
1、鋅合金壓鑄件有自己的特點(diǎn)，他的主要成分為鋅和鋁，壓鑄時(shí)的偏析現(xiàn)象會(huì)使表面某些部位產(chǎn)生富鋁和富鋅相，強(qiáng)堿能使鋁，強(qiáng)酸能鋅優(yōu)先溶解。在表面上形成針孔并在其間殘存溶液。電鍍后即容易產(chǎn)生氣泡，結(jié)合力差。為此鋅壓鑄件的除油工藝優(yōu)選顯得更為重要。通常采用堿酸化學(xué)與電解除油組合進(jìn)行。
2、除油過程中水洗一定要徹底，除油后工件經(jīng)活化水洗后應(yīng)不破水與水親合不應(yīng)因除油不徹底存在殘留拋光蠟，經(jīng)酸銅加厚后而產(chǎn)生蝕點(diǎn)（爛點(diǎn)）。
3、除油溶液應(yīng)保持一定的濃度和純度，定期更換。以防異金屬離子濃度達(dá)到一定值時(shí)而產(chǎn)生置換層，影響鍍層的結(jié)合力，特別是除油液應(yīng)與鐵基件、銅基件分開進(jìn)行。這一點(diǎn)往往被電鍍工作者所忽略。
4） 弱浸蝕
通常采用3%氫氟酸進(jìn)行酸性浸蝕，因酸性浸蝕溶液濃度、純度、浸蝕時(shí)間在操作過程中往往難以控制。因而因附著力不良而造成鍍后氣泡往往較多。我們可以采用對金屬雜質(zhì)容忍性較高的堿性浸蝕。30%NaCN，30%間硝基苯磺酸鈉。時(shí)間為30-50S。經(jīng)浸蝕后將除油清洗后殘留的掛灰全部除去使基體充分暴露。
5）活化
為了進(jìn)一步提高鍍層的附著力，使基體的晶格充分暴露，必須進(jìn)行活化�；罨蛇x擇酸活化堿活化。酸活化可在2%的HF中活化時(shí)間5S。經(jīng)水洗后浸NaCN液帶電入槽。堿活化可在3-10g/LnaCN溶液中活化后不水洗直接帶電入槽。
6）前鍍
預(yù)鍍銅層厚度不應(yīng)小于7μm，因?yàn)殄冦~層可以擴(kuò)散到鋅基中形成較脆的銅鋅合金中間層，影響結(jié)合力。而鍍銅層越薄則擴(kuò)散作用發(fā)生得越快。當(dāng)鋅基暴露時(shí)進(jìn)酸銅后易產(chǎn)生蝕點(diǎn)，造成不應(yīng)有的損失。因而鋅合金壓鑄件的前鍍應(yīng)采用分散能力和覆蓋能力較好的氰化鍍銅電解液預(yù)鍍，前鍍可采用預(yù)鍍氰化黃銅，預(yù)鍍氰化銅組合進(jìn)行。
6.1預(yù)鍍氰化黃銅 6.2 預(yù)鍍氰化
CuCN 20-25g/L CuCN 20-25g/L
游離NaCN（總） 40-45g/L 游離 8-12g/L
[Zn（CN）2] 8-14g/L Na2CO3 30g/L
MP3•H2O 0.3-0.8ml/L KNaC4H4O •4H2O 10-20g/L
pH 9.8-10.5 pH 10.5
T 15-35℃ T 50-60℃
DK 05-1.5A/dm2 DK 05-1.5A/dm2
t 1min t 1min
陽極 移動(dòng)
6.3技術(shù)與工藝要求
1.預(yù)鍍氰化黃銅 預(yù)鍍氰化銅必須進(jìn)行二道水洗以防Zn+的帶入。
2.工件應(yīng)全部覆蓋上銅層且須致密呈半光亮微紅色。
3.嚴(yán)格控制陽極電流密度和陰陽極面積比 S陽：S陰=2：1~3：1
4.陽極不能使用含磷的銅陽極，采用電解銅板或電解銅角，鈦筐陽極袋一并使用。
5.控制鍍液的pH值，pH太高使陰極電流效率下降且腐蝕鋅基體，應(yīng)控制在10.5左右。
6.碳酸鈉應(yīng)控制在30-55g/L，以防鍍層的麻沙與粗糙。
7.嚴(yán)格控制金屬銅與游離NaCN的比值。Cu：CN￣（游離）=1：0.5~0.6。
8.可以使用活性炭連續(xù)過濾，減少有機(jī)物的污染，以防鍍層的粗糙。
9.鍍液溫度應(yīng)控制在50-55℃之間，減少NaCN的分解，維護(hù)鍍液的穩(wěn)定。
10.預(yù)鍍氰化黃銅時(shí)，開始時(shí)給予沖擊電流，以防止因置換作用而造成鍍層結(jié)合力不良。
7） 小結(jié)
鋅合金壓鑄前鍍是整個(gè)電鍍過程中的關(guān)鍵。必須控制鍍前處理和預(yù)鍍的工藝和方法。鍍前處理特別要注意除油液活化液的濃度和純度要做到定期更換水洗要徹底干凈。工件不能長時(shí)間擱置在空中、水中、空氣中易形成的氧化物難以徹底清除造成結(jié)合力不良。水中的水膜也會(huì)造成鍍層起泡。預(yù)鍍特別要注意預(yù)鍍層達(dá)到一定的厚度才可能進(jìn)入下步工序電鍍，以及鍍液維護(hù)。工件掉入槽中要及時(shí)撈出，定期分析，定期過濾槽液（清缸），只要按工藝規(guī)程去做。鋅合金壓鑄件電鍍良好的合格率是可以做到的。前鍍過程中出現(xiàn)故障可以返回重新除油，鍍層不良可退鍍再回鍍，而不應(yīng)鍍了光亮酸性鍍銅或光亮鎳之后才發(fā)現(xiàn)不良品的起因是前鍍故障而造成不應(yīng)有的損失。
[參考文獻(xiàn)]
1.曾華梁 《電鍍工藝手冊》 北京機(jī)械工業(yè)出版社 2002
2.王士逯 《常用電鍍問題解答》 機(jī)械工業(yè)出版社 2001
3.沈品華 吳久章等《電鍍技術(shù)教材》 上海市腐蝕科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)
4.李鴻年《電鍍實(shí)用工藝》 北京國防工業(yè)出版社 1990
5.上海輕工業(yè)�？茖W(xué)校編 《電鍍原理與工藝》 上�？茖W(xué)出版社 1978
拋光使零件獲得機(jī)械的整平和光亮。
拋光應(yīng)采用整體布輪，先用黃油膏粗拋后再用白油膏精拋，拋光時(shí)應(yīng)注意少用、勤用拋光膏，因?yàn)閽伖飧喽鄷r(shí)會(huì)使拋光蠟粘在零件的凹處，給除油帶來困難，拋光膏少時(shí)會(huì)使零件表面局部過熱而出現(xiàn)密集的細(xì)麻點(diǎn)，鍍后此處易產(chǎn)生氣泡，特別是經(jīng)烘烤后出現(xiàn)氣泡，往往使電鍍工作者步入誤處，錯(cuò)認(rèn)為是基體材料問題。拋光輪直徑和轉(zhuǎn)速不宜太高，****圓周速度不應(yīng)超過2150m/min。較小的或復(fù)雜零件采用1100~1600m/min的較低速度。不應(yīng)破壞零件表面的改密層，以防止和減少表層下面空隙的暴露，做到輕拋輕放。精拋以后要用柔軟物隔開，排放整齊。以防擦傷碰傷。拋光后用白粉擦拭，除去殘留的拋光膏，送電鍍部做到即拋即鍍。
3） 脫脂
3.1預(yù)先脫脂
用有機(jī)溶劑或表面活性劑、分散劑（常用冷脫液）將零件表面上的殘留拋光膏和油污基本清除干凈這樣可縮短后面堿液脫脂的時(shí)間，從而減輕對零件的浸蝕。這一工序應(yīng)在拋光后盡早進(jìn)行，不宜超過12h。否則殘留的拋光蠟固化干燥而難以除去。
3.2 堿液脫脂
Na2CO3 15g/L
Na3PO4•12H2O 15g/L
Na2SiO3 10g/L
除蠟水 5ml/L
T 70-80℃
t 1-2min（配合超聲波除油效果更佳）
3.3 酸液脫脂去氧化皮
濃H2SO4 1份
緩蝕劑（硫脲） 8g/Kg
T 70℃
t 20-40S（第一次）
t 8S（第二次）
3.4 電解脫脂
Na2CO3 15g/L
Na3PO4•12H2O 15g/L
Na2SiO3 10g/L
T 60-70℃
DK 3-5A/dm2
t 15-40S
3.5 技術(shù)和工藝要求
1、鋅合金壓鑄件有自己的特點(diǎn)，他的主要成分為鋅和鋁，壓鑄時(shí)的偏析現(xiàn)象會(huì)使表面某些部位產(chǎn)生富鋁和富鋅相，強(qiáng)堿能使鋁，強(qiáng)酸能鋅優(yōu)先溶解。在表面上形成針孔并在其間殘存溶液。電鍍后即容易產(chǎn)生氣泡，結(jié)合力差。為此鋅壓鑄件的除油工藝優(yōu)選顯得更為重要。通常采用堿酸化學(xué)與電解除油組合進(jìn)行。
2、除油過程中水洗一定要徹底，除油后工件經(jīng)活化水洗后應(yīng)不破水與水親合不應(yīng)因除油不徹底存在殘留拋光蠟，經(jīng)酸銅加厚后而產(chǎn)生蝕點(diǎn)（爛點(diǎn)）。
3、除油溶液應(yīng)保持一定的濃度和純度，定期更換。以防異金屬離子濃度達(dá)到一定值時(shí)而產(chǎn)生置換層，影響鍍層的結(jié)合力，特別是除油液應(yīng)與鐵基件、銅基件分開進(jìn)行。這一點(diǎn)往往被電鍍工作者所忽略。
4） 弱浸蝕
通常采用3%氫氟酸進(jìn)行酸性浸蝕，因酸性浸蝕溶液濃度、純度、浸蝕時(shí)間在操作過程中往往難以控制。因而因附著力不良而造成鍍后氣泡往往較多。我們可以采用對金屬雜質(zhì)容忍性較高的堿性浸蝕。30%NaCN，30%間硝基苯磺酸鈉。時(shí)間為30-50S。經(jīng)浸蝕后將除油清洗后殘留的掛灰全部除去使基體充分暴露。
5）活化
為了進(jìn)一步提高鍍層的附著力，使基體的晶格充分暴露，必須進(jìn)行活化�；罨蛇x擇酸活化堿活化。酸活化可在2%的HF中活化時(shí)間5S。經(jīng)水洗后浸NaCN液帶電入槽。堿活化可在3-10g/LnaCN溶液中活化后不水洗直接帶電入槽。
6）前鍍
預(yù)鍍銅層厚度不應(yīng)小于7μm，因?yàn)殄冦~層可以擴(kuò)散到鋅基中形成較脆的銅鋅合金中間層，影響結(jié)合力。而鍍銅層越薄則擴(kuò)散作用發(fā)生得越快。當(dāng)鋅基暴露時(shí)進(jìn)酸銅后易產(chǎn)生蝕點(diǎn)，造成不應(yīng)有的損失。因而鋅合金壓鑄件的前鍍應(yīng)采用分散能力和覆蓋能力較好的氰化鍍銅電解液預(yù)鍍，前鍍可采用預(yù)鍍氰化黃銅，預(yù)鍍氰化銅組合進(jìn)行。
6.1預(yù)鍍氰化黃銅 6.2 預(yù)鍍氰化
CuCN 20-25g/L CuCN 20-25g/L
游離NaCN（總） 40-45g/L 游離 8-12g/L
[Zn（CN）2] 8-14g/L Na2CO3 30g/L
MP3•H2O 0.3-0.8ml/L KNaC4H4O •4H2O 10-20g/L
pH 9.8-10.5 pH 10.5
T 15-35℃ T 50-60℃
DK 05-1.5A/dm2 DK 05-1.5A/dm2
t 1min t 1min
陽極 移動(dòng)
6.3技術(shù)與工藝要求
1.預(yù)鍍氰化黃銅 預(yù)鍍氰化銅必須進(jìn)行二道水洗以防Zn+的帶入。
2.工件應(yīng)全部覆蓋上銅層且須致密呈半光亮微紅色。
3.嚴(yán)格控制陽極電流密度和陰陽極面積比 S陽：S陰=2：1~3：1
4.陽極不能使用含磷的銅陽極，采用電解銅板或電解銅角，鈦筐陽極袋一并使用。
5.控制鍍液的pH值，pH太高使陰極電流效率下降且腐蝕鋅基體，應(yīng)控制在10.5左右。
6.碳酸鈉應(yīng)控制在30-55g/L，以防鍍層的麻沙與粗糙。
7.嚴(yán)格控制金屬銅與游離NaCN的比值。Cu：CN￣（游離）=1：0.5~0.6。
8.可以使用活性炭連續(xù)過濾，減少有機(jī)物的污染，以防鍍層的粗糙。
9.鍍液溫度應(yīng)控制在50-55℃之間，減少NaCN的分解，維護(hù)鍍液的穩(wěn)定。
10.預(yù)鍍氰化黃銅時(shí)，開始時(shí)給予沖擊電流，以防止因置換作用而造成鍍層結(jié)合力不良。
7） 小結(jié)
鋅合金壓鑄前鍍是整個(gè)電鍍過程中的關(guān)鍵。必須控制鍍前處理和預(yù)鍍的工藝和方法。鍍前處理特別要注意除油液活化液的濃度和純度要做到定期更換水洗要徹底干凈。工件不能長時(shí)間擱置在空中、水中、空氣中易形成的氧化物難以徹底清除造成結(jié)合力不良。水中的水膜也會(huì)造成鍍層起泡。預(yù)鍍特別要注意預(yù)鍍層達(dá)到一定的厚度才可能進(jìn)入下步工序電鍍，以及鍍液維護(hù)。工件掉入槽中要及時(shí)撈出，定期分析，定期過濾槽液（清缸），只要按工藝規(guī)程去做。鋅合金壓鑄件電鍍良好的合格率是可以做到的。前鍍過程中出現(xiàn)故障可以返回重新除油，鍍層不良可退鍍再回鍍，而不應(yīng)鍍了光亮酸性鍍銅或光亮鎳之后才發(fā)現(xiàn)不良品的起因是前鍍故障而造成不應(yīng)有的損失。
[參考文獻(xiàn)]
1.曾華梁 《電鍍工藝手冊》 北京機(jī)械工業(yè)出版社 2002
2.王士逯 《常用電鍍問題解答》 機(jī)械工業(yè)出版社 2001
3.沈品華 吳久章等《電鍍技術(shù)教材》 上海市腐蝕科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)
4.李鴻年《電鍍實(shí)用工藝》 北京國防工業(yè)出版社 1990
5.上海輕工業(yè)�？茖W(xué)校編 《電鍍原理與工藝》 上�？茖W(xué)出版社 1978
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