中国压铸杂志

锌合金压铸件镀前处理要点

作者:admin 来源:原创 发表时间:2016-03-24

文:奚兵
0 前言
       锌合金的主要成分是锌,此外,它还含有约4%的铝及微量的铜、镁。锌合金压铸件通过电镀一层防护层或装饰性防护层,大量应用于汽车、建筑五金、家用电器等方面。锌合金压铸件电镀比其他基体电镀难。这是因为锌合金的化学稳定性差,在酸、碱溶液中容易被腐蚀,并且工件在压铸成型时基体留有气泡、裂纹、针孔等缺陷。克服缺陷的方法主要在于前处理,如毛坯检查、机械磨抛、除油、浸蚀、活化及预镀等。
1 毛坯检查
       镀前对毛坯进行检查,是保证锌合金压铸件电镀质量的重要步骤。锌合金压铸件在成型时表面留有浇口、飞边、横线、毛刺、结瘤等缺陷。对此需进行严格检查,杜绝不良品进入电镀工序。将难以机械磨光或整平后会给电镀带来质量问题的毛坯件予以剔除,可以降低电镀中的返修率,降低生产成本。
2 机械磨抛
       磨光用工具应是较软的弹性轮子。由于锌合金压铸件质地较软,所以必须使用白棉布制成的磨轮(其工作面上粘有金刚砂粒)进行磨光。把工件压向磨轮工作面时,磨粒能塞入轮内,使磨粒的切削能力得以减弱,从而不致造成工件的几何形状发生变化,且磨后表面更加光滑。不宜用粗砂粒的磨轮直接磨光,避免引起工件露底(下面为多孔、疏松结构),磨削除去致密层,同时防止软金属粘在磨轮上,降低被磨表面的光滑度。因此,在磨轮工作面上需涂有红色抛光膏,使无数个磨粒被抛光膏所覆盖,磨削性能得以减弱,从而获得的表面较为平整、光滑。
       工作面压向磨轮的力度要小而均匀。锌合金压铸件表面致密层的好坏直接影响电镀质量,所以在磨光时一定要加以保护。若磨光操作用力过大,不仅会破坏致密层,还会产生很大的摩擦热,甚至烧焦。抛光是为了进一步抛去磨光时残留的细微缺陷,提高基体表面的光滑度。而抛光所用抛光轮要更软些,最好是呢绒布轮。抛光轮的转速要比磨光时的高一些为好,并用白色抛光膏。白色抛光膏中氧化钙和氧化镁微粒细而圆、无锐利棱面,非常适用于锌合金压铸件等软金属及要求高光洁度的精抛。
       抛光时对工件要轻抛轻放,所用抛光膏要适量,即少用勤用为宜。若抛光膏用量过大,除浪费外,还会粘在工件的凹槽或缝隙处,给除油带来困难。但抛光膏也不宜太少,否则在无抛光膏时易倒光,使工件表面局部过热而出现麻点,影响电镀质量。必要时抛光可分为两道工序,即先用红色抛光膏粗抛,再用白色抛光膏(或粉)精抛。应注意的是,磨光、抛光不能破坏基体的致密表面,露出疏松多孔层,否则难以获得结合力好的镀层。
3 除油
       工件经磨抛光后,应尽早用有机溶剂清洗。否则,时间一长(超过24h)残留的抛光膏会老化而难以去除。有机溶剂除油是一种皂化油脂和非皂化油脂的普通溶解过程。这种除油对金属一般不产生腐蚀,但清除油污不彻底。因为附着在工件表面的有机溶剂挥发后,部分油就被留在金属表面,所以还需进行化学或电化学除油,以满足彻底清除油污的要求。
       经有机溶剂除油后的工件必须干燥后,才能进入化学或电化学除油,否则会使工件表面的油污更难除尽。这是因为在有机溶剂清洗时油污已稀释,但大多数油污仍附着在工件表面。若不待其挥发掉,会污染化学或电化学除油溶液,从而影响工件的除油效果。
       不宜用氢氧化钠等强碱性溶液除油,操作温度不宜过高,工件不宜长时间浸泡在除油溶液中。这是因为锌为两性金属,化学活性较强,容易被腐蚀。因此,必须采用弱碱性的化学或电化学除油溶液,举例如下。化学除油液配方及工艺条件为:磷酸钠20~30g/L,碳酸钠10~20g/L,十二烷基硫酸钠(或OP乳化剂)0.5~0.8g/L,50~60℃,1~2min。
      电化学除油液配方及工艺条件为:磷酸钠25g/L,碳酸钠25g/L,1.5~3.0A/dm,50~60 ℃,10s。一般采用阳极除油的方法。这是因为阳极除油过程中锌合金基体表面生成的膜容易在弱碱中电解除去,但处理时间不宜长,否则会引起工件表面局部溶解过快(这与合金成分有关)。而阴极除油虽然不会发生这种现象,但可能使溶液中的杂质吸附在工件表面,析出海绵状的沉积物,影响镀层的结合力。如果采用阴极除油的方法,最好在结束时转向阳极除油2s后取出工件,这样可以除去表面的沉积物。
4 浸蚀
      锌合金压铸件经除油后表面会产生一层氧化膜。这层膜不能用强酸溶液处理,因为强酸会使富锌相优先溶解,使工件基体表面产生孔穴,使孔内留有残液不易清洗掉,引起镀层起泡、脱皮等质量问题。因此,必须采用较稀的弱酸性氢氟酸体系的溶液除去。
配方1:氢氟酸10~15mL/L,硼酸3~5g/L,室温,20~30s。
配方2:氢氟酸3mL/L,硫酸1mL/L,室温,20~30s。
配方3:氢氟酸2mL/L,硝酸5mL/L,室温,3~5s。
       在浸蚀处理时,对氢氟酸混合液的浓度和操作时间必须加以严格控制。浸蚀时间短,除不尽氧化膜;过长,则造成基体表面过腐蚀,产生疏松膜、挂灰。这种挂灰很难用水清洗掉,严重影响后续电镀质量,这是锌合金压铸件电镀成品率不高的重要原因之一。
       当工件经浸蚀后出现挂灰时,可以采用草酸(15g/L)和磺基水杨酸(15g/L)组成的清洗液,室温下浸渍5min左右,即可除去该腐蚀膜挂灰,从而有效保证浸蚀质量。
5 活化及预镀
       为了进一步提高锌合金压铸件电镀层的结合力,还需按下列方法进行镀前预处理。如果确定采用预镀氰化铜,则工件应在质量浓度为3~10g/L的氰化钠溶液中活化,不清洗直接进行预镀铜。镀液中铜的质量浓度不宜高,而游离氰化钠的质量浓度不宜低。同时,为了防止工件深凹处锌与镀液中电位较正的铜离子发生置换反应,工件必须带电下槽并采用冲击电流起镀。如果确定采用预镀柠檬酸盐中性镍,工件应在质量浓度为30~50g/L的柠檬酸溶液中进行活化,不清洗直接预镀镍。这种中性预镀镍需要提高镀液的pH值,一般pH值控制在6.5~7.0,并保持硫酸镍与柠檬酸钠的质量浓度比在1.1∶(1.0~1.3),可防止锌与镍离子发生置换反应,提高镀层的结合力。
6 结语
       镀前处理对锌合金压铸件的电镀质量影响很大,生产中必须认真对待各工序要点。具体包括:对毛坯进行检查,机械磨抛不能破坏工件表面致密层,不能用强酸、强碱进行除油或浸蚀,即使预镀后也不宜在强酸、强碱溶液中电镀,防止镀液渗入基体后清洗不干净,使镀层起泡脱落。
 
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