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(guò)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?yàn)殇\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(shí)基體留有氣泡、裂紋、針孔等缺陷。克服缺陷的方法主要在于前處理，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(duì)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(shí)表面留有澆口、飛邊、橫線、毛刺、結(jié)瘤等缺陷。對(duì)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(huì)給電鍍帶來(lái)質(zhì)量問(wèn)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(shí)，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(shí)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(wú)數(shù)個(gè)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(shí)一定要加以保護(hù)。若磨光操作用力過(guò)大，不僅會(huì)破壞致密層，還會(huì)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(shí)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(shí)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(wú)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(shí)對(duì)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(guò)大，除浪費(fèi)外，還會(huì)粘在工件的凹槽或縫隙處，給除油帶來(lái)困難。但拋光膏也不宜太少，否則在無(wú)拋光膏時(shí)易倒光，使工件表面局部過(guò)熱而出現(xiàn)麻點(diǎn)，影響電鍍質(zhì)量。

必要時(shí)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(shí)間一長(zhǎng)（超過(guò)24 h）殘留的拋光膏會(huì)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(guò)程。這種除油對(duì)金屬一般不產(chǎn)生腐蝕，但清除油污不徹底。因?yàn)楦街诠ぜ砻娴挠袡C(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(huì)使工件表面的油污更難除盡。這是因?yàn)樵谟袡C(jī)溶劑清洗時(shí)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(huì)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(guò)高，工件不宜長(zhǎng)時(shí)間浸泡在除油溶液中。這是因?yàn)殇\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(yáng)極除油的方法。這是因?yàn)殛?yáng)極除油過(guò)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(shí)間不宜長(zhǎng)，否則會(huì)引起工件表面局部溶解過(guò)快（這與合金成分有關(guān)）。而陰極除油雖然不會(huì)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(shí)轉(zhuǎn)向陽(yáng)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(huì)產(chǎn)生一層氧化膜。這層膜不能用強(qiáng)酸溶液處理，因?yàn)閺?qiáng)酸會(huì)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(wèn)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(shí)，對(duì)氫氟酸混合液的濃度和操作時(shí)間必須加以嚴(yán)格控制。浸蝕時(shí)間短，除不盡氧化膜；過(guò)長(zhǎng)，則造成基體表面過(guò)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(shí)，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(shí)，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(yǔ)

鍍前處理對(duì)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(duì)待各工序要點(diǎn)。具體包括：對(duì)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(hào)：1000-4742（2015）06-0048-02

2014-04-16