鋅合金壓鑄件鍍前處理要點(diǎn)

奚 兵

（常州市荊川里小區(qū)12丙201，江蘇常州213015）

鋅合金壓鑄件鍍前處理要點(diǎn)

奚 兵

（常州市荊川里小區(qū)12丙201，江蘇常州213015）

0 前言

鋅合金的主要成分是鋅，此外，它還含有約4%的鋁及微量的銅、鎂。鋅合金壓鑄件通過電鍍一層防護(hù)層或裝飾性防護(hù)層，大量應(yīng)用于汽車、建筑五金、家用電器等方面。鋅合金壓鑄件電鍍比其他基體電鍍難。這是因為鋅合金的化學(xué)穩(wěn)定性差，在酸、堿溶液中容易被腐蝕，并且工件在壓鑄成型時基體留有氣泡、裂紋、針孔等缺陷?？朔毕莸姆椒ㄖ饕谟谇疤幚?，如毛坯檢查、機(jī)械磨拋、除油、浸蝕、活化及預(yù)鍍等。

1 毛坯檢查

鍍前對毛坯進(jìn)行檢查，是保證鋅合金壓鑄件電鍍質(zhì)量的重要步驟。鋅合金壓鑄件在成型時表面留有澆口、飛邊、橫線、毛刺、結(jié)瘤等缺陷。對此需進(jìn)行嚴(yán)格檢查，杜絕不良品進(jìn)入電鍍工序。將難以機(jī)械磨光或整平后會給電鍍帶來質(zhì)量問題的毛坯件予以剔除，可以降低電鍍中的返修率，降低生產(chǎn)成本。

2 機(jī)械磨拋

磨光用工具應(yīng)是較軟的彈性輪子。由于鋅合金壓鑄件質(zhì)地較軟，所以必須使用白棉布制成的磨輪（其工作面上粘有金剛砂粒）進(jìn)行磨光。把工件壓向磨輪工作面時，磨粒能塞入輪內(nèi)，使磨粒的切削能力得以減弱，從而不致造成工件的幾何形狀發(fā)生變化，且磨后表面更加光滑。

不宜用粗砂粒的磨輪直接磨光，避免引起工件露底（下面為多孔、疏松結(jié)構(gòu)），磨削除去致密層，同時防止軟金屬粘在磨輪上，降低被磨表面的光滑度。因此，在磨輪工作面上需涂有紅色拋光膏，使無數(shù)個磨粒被拋光膏所覆蓋，磨削性能得以減弱，從而獲得的表面較為平整、光滑。

工作面壓向磨輪的力度要小而均勻。鋅合金壓鑄件表面致密層的好壞直接影響電鍍質(zhì)量，所以在磨光時一定要加以保護(hù)。若磨光操作用力過大，不僅會破壞致密層，還會產(chǎn)生很大的摩擦熱，甚至燒焦。拋光是為了進(jìn)一步拋去磨光時殘留的細(xì)微缺陷，提高基體表面的光滑度。而拋光所用拋光輪要更軟些，最好是呢絨布輪。拋光輪的轉(zhuǎn)速要比磨光時的高一些為好，并用白色拋光膏。白色拋光膏中氧化鈣和氧化鎂微粒細(xì)而圓、無銳利棱面，非常適用于鋅合金壓鑄件等軟金屬及要求高光潔度的精拋。

拋光時對工件要輕拋輕放，所用拋光膏要適量，即少用勤用為宜。若拋光膏用量過大，除浪費(fèi)外，還會粘在工件的凹槽或縫隙處，給除油帶來困難。但拋光膏也不宜太少，否則在無拋光膏時易倒光，使工件表面局部過熱而出現(xiàn)麻點(diǎn)，影響電鍍質(zhì)量。

必要時拋光可分為兩道工序，即先用紅色拋光膏粗拋，再用白色拋光膏（或粉）精拋。應(yīng)注意的是，磨光、拋光不能破壞基體的致密表面，露出疏松多孔層，否則難以獲得結(jié)合力好的鍍層。

3 除油

工件經(jīng)磨拋光后，應(yīng)盡早用有機(jī)溶劑清洗。否則，時間一長（超過24 h）殘留的拋光膏會老化而難以去除。有機(jī)溶劑除油是一種皂化油脂和非皂化油脂的普通溶解過程。這種除油對金屬一般不產(chǎn)生腐蝕，但清除油污不徹底。因為附著在工件表面的有機(jī)溶劑揮發(fā)后，部分油就被留在金屬表面，所以還需進(jìn)行化學(xué)或電化學(xué)除油，以滿足徹底清除油污的要求。

經(jīng)有機(jī)溶劑除油后的工件必須干燥后，才能進(jìn)入化學(xué)或電化學(xué)除油，否則會使工件表面的油污更難除盡。這是因為在有機(jī)溶劑清洗時油污已稀釋，但大多數(shù)油污仍附著在工件表面。若不待其揮發(fā)掉，會污染化學(xué)或電化學(xué)除油溶液，從而影響工件的除油效果。

不宜用氫氧化鈉等強(qiáng)堿性溶液除油，操作溫度不宜過高，工件不宜長時間浸泡在除油溶液中。這是因為鋅為兩性金屬，化學(xué)活性較強(qiáng)，容易被腐蝕。因此，必須采用弱堿性的化學(xué)或電化學(xué)除油溶液，舉例如下。

化學(xué)除油液配方及工藝條件為：磷酸鈉20～30 g／L，碳酸鈉10～20 g／L，十二烷基硫酸鈉（或OP乳化劑）0.5～0.8 g／L，50～60℃，1～2 min。

電化學(xué)除油液配方及工藝條件為：磷酸鈉25 g／L，碳酸鈉25 g／L，1.5～3.0 A／dm2，50～60℃，10 s。

一般采用陽極除油的方法。這是因為陽極除油過程中鋅合金基體表面生成的膜容易在弱堿中電解除去，但處理時間不宜長，否則會引起工件表面局部溶解過快（這與合金成分有關(guān)）。而陰極除油雖然不會發(fā)生這種現(xiàn)象，但可能使溶液中的雜質(zhì)吸附在工件表面，析出海綿狀的沉積物，影響鍍層的結(jié)合力。如果采用陰極除油的方法，最好在結(jié)束時轉(zhuǎn)向陽極除油2 s后取出工件，這樣可以除去表面的沉積物。

4 浸蝕

鋅合金壓鑄件經(jīng)除油后表面會產(chǎn)生一層氧化膜。這層膜不能用強(qiáng)酸溶液處理，因為強(qiáng)酸會使富鋅相優(yōu)先溶解，使工件基體表面產(chǎn)生孔穴，使孔內(nèi)留有殘液不易清洗掉，引起鍍層起泡、脫皮等質(zhì)量問題。因此，必須采用較稀的弱酸性氫氟酸體系的溶液除去。

配方1：氫氟酸10～15 m L／L，硼酸3～5 g／L，室溫，20～30 s。

配方2：氫氟酸3 m L／L，硫酸1 m L／L，室溫，20～30 s。

配方3：氫氟酸2 m L／L，硝酸5 m L／L，室溫，3～5 s。

在浸蝕處理時，對氫氟酸混合液的濃度和操作時間必須加以嚴(yán)格控制。浸蝕時間短，除不盡氧化膜；過長，則造成基體表面過腐蝕，產(chǎn)生疏松膜、掛灰。這種掛灰很難用水清洗掉，嚴(yán)重影響后續(xù)電鍍質(zhì)量，這是鋅合金壓鑄件電鍍成品率不高的重要原因之一。

當(dāng)工件經(jīng)浸蝕后出現(xiàn)掛灰時，可以采用草酸（15 g／L）和磺基水楊酸（15 g／L）組成的清洗液，室溫下浸漬5 min左右，即可除去該腐蝕膜掛灰，從而有效保證浸蝕質(zhì)量。

5 活化及預(yù)鍍

為了進(jìn)一步提高鋅合金壓鑄件電鍍層的結(jié)合力，還需按下列方法進(jìn)行鍍前預(yù)處理。

如果確定采用預(yù)鍍氰化銅，則工件應(yīng)在質(zhì)量濃度為3～10 g／L的氰化鈉溶液中活化，不清洗直接進(jìn)行預(yù)鍍銅。鍍液中銅的質(zhì)量濃度不宜高，而游離氰化鈉的質(zhì)量濃度不宜低。同時，為了防止工件深凹處鋅與鍍液中電位較正的銅離子發(fā)生置換反應(yīng)，工件必須帶電下槽并采用沖擊電流起鍍。

如果確定采用預(yù)鍍檸檬酸鹽中性鎳，工件應(yīng)在質(zhì)量濃度為30～50 g／L的檸檬酸溶液中進(jìn)行活化，不清洗直接預(yù)鍍鎳。這種中性預(yù)鍍鎳需要提高鍍液的p H值，一般p H值控制在6.5～7.0，并保持硫酸鎳與檸檬酸鈉的質(zhì)量濃度比在1.1∶（1.0～1.3），可防止鋅與鎳離子發(fā)生置換反應(yīng)，提高鍍層的結(jié)合力。

6 結(jié)語

鍍前處理對鋅合金壓鑄件的電鍍質(zhì)量影響很大，生產(chǎn)中必須認(rèn)真對待各工序要點(diǎn)。具體包括：對毛坯進(jìn)行檢查，機(jī)械磨拋不能破壞工件表面致密層，不能用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿進(jìn)行除油或浸蝕，即使預(yù)鍍后也不宜在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液中電鍍，防止鍍液滲入基體后清洗不干凈，使鍍層起泡脫落。

TQ 153 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1000-4742（2015）06-0048-02

2014-04-16