鋅合金壓鑄件的前鍍實踐

摘要：詳細介紹瞭鋅合金壓鑄件的前鍍工藝和方法，特别強調瞭鋅合金壓鑄件鍍前處理和預鍍在整個電鍍工藝過程中的重要性。
關鍵詞：鋅合金壓鑄件、鍍前處理、前鍍、氰化預鍍黃銅、氰化預鍍銅
1） 前言：
    鋅合金壓鑄件（成分合格、壓鑄件工藝合格、毛坯無疵病）的電鍍過程中存在起泡
、結合力指标率低、蝕點等問題，筆者在接觸鋅合金壓鑄件電鍍過程中通過數年的實踐。總結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。鋅合金基材不同於銅基材可以退鍍、重新抛光、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。回鍍成本較高且合格率低，可以書哦鋅合金壓鑄件因電鍍存在起泡結合力差
，蝕點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鍍是關鍵。
2） 鍍前處理
 2.1 磨光
    零件首先應磨去表面的毛刺、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。

    在布輪或連續布帶上粘附粒度爲0.069~0.045mm磨料以黃油膏爲輔助磨料。新粘的磨料用前要倒去銳角，布輪磨光零件表面時，一般用1100~1400m/mm的速度，磨光時不得幹磨，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。

    在裝有磨料（花崗石陶瓷）和滾光液（5% 38洗淨劑、3%除蠟水餘量水）的滾筒中進行滾動磨光。磨料與零件的重量比約爲2.25：1。滾筒轉速不宜高，以防沖擊搭壞零件表面，通常爲以5γ/min爲好，時間爲1.5-2h。
三、 振光。

    在裝有磨料和振光液（1%NaCN、1%38洗淨劑(jì)餘量水）的振動(dòng)筒内進行振動(dòng)磨光，振動(dòng)頻率爲10-50HZ，振幅08-6.4mm，時間爲1-4h。

2.2 抛光
    抛光使零件獲得機械的整平和光亮。
    抛光應採用整體布輪，先用黃油膏粗抛後再用白油膏精抛，抛光時應注意少用、勤用抛光膏
，因爲抛光膏多時會使抛光蠟粘在零件的凹處，給除油帶來困難，抛光膏少時會使零件表面局部過熱而出現密集的細麻點，鍍後此處易産生氣泡，特别是經烘烤後出現氣泡，往往使電鍍工作者步入誤處，錯認爲是基體材料問題。抛光輪直徑和轉速不宜太高，最大圓周速度不應超過2150m/min。較小的或複雜零件採用1100~1600m/min的較低速度。不應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，做到輕抛輕放。精抛以後要用柔軟物隔開，排放整齊。以防擦傷碰傷。抛光後用白粉擦拭，除去殘留的抛光膏，送電鍍部做到即抛即鍍。
3） 脫脂
  3.1預先脫脂
    用有機溶劑或表面活性劑、分散劑（常用冷脫液）将零件表面上的殘留抛光膏和油污基本清除幹淨這樣可縮短後面堿液脫脂的時間，從而減輕對零件的浸蝕。這一工序應在抛光後盡早進行，不宜超過12h。否則殘留的抛光蠟固化幹燥而難以除去。
  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 技術和工藝要求
1、鋅合金壓鑄件有自己的特點，他的主要成分爲鋅和鋁，壓鑄時的偏析現象會使表面某些部位産生富鋁和富鋅相
，強堿能使鋁，強酸能鋅優先溶解。在表面上形成針孔並在其間殘存溶液。電鍍後即容易産生氣泡，結合力差。爲此鋅壓鑄件的除油工藝優選顯得更爲重要。通常採用堿酸化學與電解除油組合進行。
2、除油過程中水洗一定要徹底，除油後工件經活化水洗後應不破水與水親合不應因除油不徹底存在殘留抛光蠟，經酸銅加厚後而産生蝕點（爛點）。
3、除油溶液應保持一定的濃度和純度，定期更換。以防異金屬離子濃度達到一定值時而産生置換層，影響鍍層的結合力，特别是除油液應與鐵基件、銅基件分開進行。這一點往往被電鍍工作者所忽略。
4） 弱浸蝕
    通常採用3%氫氟酸進行酸性浸蝕，因酸性浸蝕溶液濃度、純度、浸蝕時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後氣泡往往較多。我們可以採用對金屬雜質容忍性較高的堿性浸蝕
。30%NaCN，30%間硝基苯磺酸鈉。時間爲30-50S。經浸蝕後将除油清洗後殘留的挂灰全部除去使基體充分暴露。
5）活化
    爲瞭進一步提高鍍層的附著力，使基體的晶格充分暴露，必須進行活化。活化可選擇酸活化堿活化。酸活化可在2%的HF中活化時間5S。經水洗後浸NaCN液帶電入槽
。堿活化可在3-10g/LnaCN溶液中活化後不水洗直接帶電入槽。
6）前鍍
    預鍍銅層厚度不應小於7μm，因爲鍍銅層可以擴散到鋅基中形成較脆的銅鋅合金中間層，影響結合力。而鍍銅層越薄則擴散作用發生得越快。當鋅基暴露時進酸銅後易産生蝕點，造成不應有的損失。因而鋅合金壓鑄件的前鍍應採用分散能力和覆蓋能力較好的氰化鍍銅電解液預鍍，前鍍可採用預鍍氰化黃銅，預鍍氰化銅組合進行。
  6.1預鍍氰化黃銅                      6.2  預鍍氰化
 CuCN             20-25g/L            CuCN               20-25g/L
 遊離NaCN（總）   40-45g/L           遊離                 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
 6.3技術與工藝要求
1.預鍍氰化黃銅    預鍍氰化銅必須進行二道水洗以防Zn+的帶入。
2.工件應全部覆蓋上銅層且須緻密呈半光亮微紅色
。
3.嚴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，採用電解銅闆或電解銅角，钛筐陽極袋一並使用。
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，應控制在10.5左右。
6.碳酸鈉應控制在30-55g/L，以防鍍層的麻沙與粗糙。
7.嚴格控制金屬銅與遊離NaCN的比值。Cu：CN￣（遊離）=1：0.5~0.6。
8.可以使用活性炭連續過濾，減少有機物的污染，以防鍍層的粗糙。
9.鍍液溫度應控制在50-55℃之間，減少NaCN的分解，維護鍍液的穩定。
10.預鍍氰化黃銅時，開始時給予沖擊電流，以防止因置換作用而造成鍍層結合力不良。
7） 小結
    鋅合金壓鑄前鍍是整個電鍍過程中的關鍵。必須控制鍍前處理和預鍍的工藝和方法。鍍前處理特别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幹淨。工件不能長時間擱置在空中、水中、空氣中易形成的氧化物難以徹底清除造成結合力不良。水中的水膜也會造成鍍層起泡。預鍍特别要注意預鍍層達到一定的厚度才可能進入下步工序電鍍，以及鍍液維護。工件掉入槽中要及時撈出，定期分析，定期過濾槽液（清缸），隻要按工藝規程去做。鋅合金壓鑄件電鍍良好的合格率是可以做到的。前鍍過程中出現故障可以返回重新除油，鍍層不良可退鍍再回鍍，而不應鍍瞭光亮酸性鍍銅或光亮鎳之後才發現不良品的起因是前鍍故障而造成不應有的損失。
[參考文獻]
  1.曾華梁 《電鍍工藝手冊》     北京機械工業出版社   2002
  2.王士逯  《常用電鍍問題解答》    機械工業出版社   2001
  3.沈品華   吳久章等《電鍍技術教材》  上海市腐蝕科學技術學會
  4.李鴻年《電鍍實用工藝》   北京國防工業出版社   1990
  5.上海輕工業專科學校編  《電鍍原理與工藝》   上海科學出版社  1978