1、各工序要点及规范
1.1、毛坯检查
铝压铸件有孔穴,如砂眼、气孔之类的缺陷。因此,要细致检查镀件基体(即缸腔壁),防止电镀后仍有孔穴而报废,造成费工费时,使生产成本增加。
1.2、有机溶剂刷洗
用金属清洗液或汽油刷洗,初步除去铝在压铸和机械加工过程中残存的各类油污。这道工序是保证后续弱碱除油质量的前提,不可或缺。待溶剂挥发完以后,用纯铝丝串挂工件,便于浸渍除油。
1.3、化学除油
碳酸钠25~35g/L,碳酸氢钠(或磷酸钠)15~25g/L,氢氧化钠3~5g/L,70~80℃,5~8min。经该溶液除油(又称碱洗)后的工件,必须用热水清洗,把碱液从铝基体的微孔中完全逐出,以排除后续工序可能出现的故障。
1.4、浸重金属盐
三氯化铁20~30g/L,盐酸150~250mL/L,70~100℃,0.5~1.0min。经过重金属盐处理后,铝表面呈微红褐色、致密的松孔膜金属铁,使电位正移。若出现灰白花斑状,则表明除油不彻底,必须重新脱脂。
1.5、酸洗(2次)
V硝酸:V氢氟酸一3:1,室温,15~30S。设2个酸洗槽,18槽用于除去铝表面的污迹,并兼退锌(取代常规1:1硝酸退锌);28槽用于第2次连续酸洗出光,中间不要水洗。这样做的目的是保持相应酸度,稳定酸洗质量。
1.6、第1次浸锌
氢氧化钠500g/L,氧化锌100g/L,15~30℃,0.5~1.0rain。在该锌酸盐溶液中除去铝表面的氧化膜,以锌层取代,再把它溶解掉。工件出槽后必须进行充分的水洗并甩干,以免大量碱液带人退锌槽中。
1.7、退锌
将第1次浸锌并清洗后的工件回到酸洗工序,即在1*槽中进行退锌,待锌层溶解后,直接移入38槽中进行光亮处理。
1.8、光亮处理(酸洗)
V硝酸:V氢氟酸一3:2,硫酸5mL/L,室温,10~20S。其中氢氟酸用于除去铝表面的硅化合物,使之完全活化,从而得到更加均匀、洁净的亮白色或灰白色表面,以保证再次浸锌的质量。
1.9、第2次浸锌
氢氧化钠500g/L,氧化锌100g/L,酒石酸钾钠10g/L,三氯化铁1g/L,15~30℃,0.5~1.0min。在该锌酸盐溶液中置换出来的锌层通常为微米黄色,或者瓦灰色、青灰色,都具有微光泽。不允许有明显的斑状色差、疏松黏膜、结晶粗糙,否则会造成电解液故障。本工序也可以用改良的稀浸锌液,其中:氢氧化钠200~350g/L,氧化锌40~70g/L,其他组分与浓浸锌液的相同。
1.10、装夹具
将已浸锌好的工件放在清水槽中,以便逐一上挂具,动作尽量快些,但要保证工件与夹具接触牢固,具有良好的导电性。当然,夹具本身的设计和制作必须符合铝气缸镀铬的特点和要求。这样才能保证槽镀各工件的一次性合格率。此外,上挂具时手和物不要触及工件的受镀部位,避免影响镀铬层的结合力。
1.11、镀硬铬
标准镀铬液或稀土低铬酸镀液均可。镀槽工作之前,先通直流电源(空载电压为5~6V),然后在较低温度(40℃)下把已装好挂具的工件逐一带电入槽。开始时,电流密度为14~16A/dm2(槽电压为2~3V)。总电流随着工件的增多而调高,待工件全部入槽完毕,再逐步提高电流密度至40A/dm2(或者更高)。镀液温度同样随着电流的提高而升至50~55℃,此时开始计算施镀所需的时间。
1.12、补镀铬
补镀是在已有铬层上再镀,补镀不好会出现分层。补镀层的结合力取决于阳极刻蚀时间。有些情况下不必进行阳极刻蚀处理,如刚镀铬10min,因断电尚未出槽的,只要事先将槽电压降至3V,以小电流阴极活化一段时间即可续镀。对于镀铬在3h以上中途停电又未出槽的,则阳极刻蚀30S后转阴极小电流起镀,此时电压都应降至3V以下。只要补镀件表面洁净,操作温度稍高些,便可获得结合力好的补镀层。
1.13、不良镀层退除
碳酸钠50~80g/L,阳极电流密度10~20A/dm2,室温。当铬层被退尽时,电极反应基本停止,电流会自然下降至接近零。这是因为铝在碳酸钠溶液中较稳定,而且铝表面会立即生成一层钝化膜,它能防止基体继续溶解,所以被退件表面仍光洁如新。但本法的退除速率较慢,溶液需要经常更新。
1.14、热处理去氢
铝压铸气缸的镀铬层厚度一般在100μm左右,有的达到200pm,具有较大的内应力,所以镀后必须进行热处理去氢。将镀件放在200~250℃的恒温箱内保持2h以上,以改善铬层的内应力(脆性),防止上磨床深磨时产生崩铬现象。1.15镀层精磨由于铬层沉积在较软的铝基体上,且硬度高、应力大,虽经过去氢处理,但镀件上磨床深磨负荷下掉铬,尤其口部边缘崩铬仍是常见故障,磨削量过大尤
其严重。因此,首先必须将磨床所用冷却液注入缸腔壁加以润滑(湿),然后用较小磨削量,待适应磨削负荷后,再逐渐加大磨屑量,但也不能过大。铝基铬层尺寸精磨的负荷工作量应比钢铁件的小一些,这样就可以解决磨床深磨掉铬的问题。
2、结语
笔者根据枪管铬层在氢氧化钠溶液中电解退除的方法,就铝的特性,改用本文所述的碳酸钠电解液来退除铝上的不良镀铬层,对基体不腐蚀,从根本上解决了铝压铸气缸镀铬生产中的废品问题。当然,杜绝废品的另一个环节是镀前酸洗,操作要小心,避免过腐蚀。
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