1.介紹
鋅合金壓鑄件可以制造各種復(fù)雜的機(jī)械型體,并具有良好的切削加工性能。如汽車和摩托車的化油器、汽油泵、柴油機(jī)、濾清器等一些零部件。鋅合金壓鑄件主要成份是鋅,還含有鋁、銅、鎂、硅等多種元素。鋅、鋁的化學(xué)電位較負(fù),屬于活潑的兩性金屬元素,在大氣中極易氧化,表面生成灰白膜層,影響產(chǎn)品的裝飾性能。
通常用電鍍和化學(xué)鈍化進(jìn)行表面處理,而采用化學(xué)拋光、鈍化工藝比電鍍工藝簡單,生產(chǎn)周期短,成本低,形成的鈍化膜白亮美觀,耐蝕性能好,1年以上表面不變色。
2.工藝流程
溶劑除油—化學(xué)除油—熱水洗—冷水洗—酸洗—冷水洗—化學(xué)拋光—回收—冷水洗——化學(xué)洗白—冷水洗—化學(xué)鈍化—冷水洗—漂白—冷水洗—熱水洗—烘干
3.典型工藝配方
① 化學(xué)除油
碳酸鈉(g/L) 30~50
磷酸三鈉(g/L) 50~70
表面活性劑(g/L) 3~5
溫度/℃ 50~70
時間/min 10~15
② 酸洗
硝酸(g/L) 10~30
氫氟酸(g/L) 40~80
氟硼酸(g/L) 10~20
緩蝕劑(g/L) 2~3
溫度 室溫
時間/S 10~30
③ 化學(xué)拋光
鉻酐(g/L) 200~250
組合添加劑(mL/L) 100~120
硝酸(mL/L) 20~30
溫度/℃ 25~35
時間/S 20~30
④ 化學(xué)洗白
氫氧化鈉(g/L) 10~20
碳酸鈉(g/L) 40~50
硫化鈉(g/L) 50~80
溫度/℃ 60~80
時間/S 10~30
⑤ 化學(xué)鈍化
鉻酐(g/L) 240~260
硝酸(g/L) 50~70
硫酸(g/L) 20~30
溫度 室溫
時間/S 5~20
⑥ 漂白
鉻酐(g/L) 150~200
碳酸鋇(g/L) 4~8
溫度 室溫
時間/S 10~20
4.酸洗
酸洗的目的是去除鋅合金壓鑄件表面的氧化層、銹斑、流痕及各種印跡,使表面硬殼結(jié)構(gòu)處于活化狀態(tài)。采用氫氟酸、硝酸、氟硼酸組成的溶液具有強(qiáng)酸性、氧化性和絡(luò)合能力。酸洗時鋅合金中的Zn、Al、Mg、Cu、Si等元素及其氧化物發(fā)生溶解,生產(chǎn)溶于水的鹽類和絡(luò)合物,如Zn(NO3)2、Mg(NO3)2、Cu(NO3)3、Fe(NO3)3、SiF4、Al(BF4)3。這些物質(zhì)從鋅合金表面脫落進(jìn)入溶液中,使表面光亮潔凈。HF、HNO3酸洗耗量為20mL/㎡左右,應(yīng)注意添加和更新。
添加劑為水溶性有機(jī)胺,起緩蝕和整平作用。
5.化學(xué)拋光
化學(xué)拋光是工藝成敗的關(guān)鍵?;瘜W(xué)拋光不好,零件表面不光亮,色彩發(fā)黃、發(fā)灰、發(fā)霧。毫無疑問,高濃度的鉻酐是拋光液的主要成份。鋅合金中的Zn、Al、Mg、Cu、Fe等金屬與酸反應(yīng),消耗了大量的氫離子,在零件與溶液接觸的界面形成微弱的堿性區(qū)。由于強(qiáng)氧化劑CrO3的存在,不斷促進(jìn)金屬的溶解,在零件表面生產(chǎn)致密、難溶的保護(hù)性膜層。膜層成份十分復(fù)雜,大致為堿式鉻酸鹽,鋅和鋁的氧化膜層及氧化物的水化物膜層。
化學(xué)拋光溶液中添加劑為陰離子型表面活性劑,它的作用是使鋅合金表面均勻浸潤,阻滯金屬的過腐蝕,使鋅合金表面的拋光整平作用順利進(jìn)行。
化學(xué)拋光液的操作溫度應(yīng)控制在25~35℃,由于化學(xué)拋光時金屬的溶解為放熱反應(yīng),溶液的溫度不斷升高,應(yīng)進(jìn)行降溫處理,否則拋光后零件的外觀質(zhì)量不好。
6.操作要點(diǎn)
為了消除化學(xué)拋光后遺留在零件內(nèi)外表面的殘酸和去除化學(xué)拋光膜層的藍(lán)灰色、土黃色彩,應(yīng)通過堿性硫化鈉洗白,調(diào)整拋光后膜層的外觀。操作時應(yīng)注意翻動零件,并且浸泡時間應(yīng)基本相同,才能保證批量生產(chǎn)時外觀一致。
采用高鉻酐、硫酸、硝酸液進(jìn)行彩色鈍化,與一般鍍鋅件化學(xué)鈍化的方法相似,應(yīng)注意溶液PH值的變化和三價鉻含量的變化,特別是配制新液時應(yīng)加少量鋅粉部分還原成三價鉻,或直接加入少量的硝酸鉻Cr(NO3)3,否則膜層不易形成。
漂白在高鉻酐和碳酸鋇組成的溶液中進(jìn)行,溶液中不能有硫酸根、硝酸根,否則膜層質(zhì)量不好。
經(jīng)過化學(xué)拋光、化學(xué)洗白,再色彩鈍化,漂白的鋅合金壓鑄件外觀潔白光亮,耐蝕性可達(dá)到在室內(nèi)存放1年以上不變色。
對于外觀不合格件可重新酸洗、化學(xué)拋光、洗白、鈍化?;瘜W(xué)拋光添加劑添加量應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)決定,溶液混濁發(fā)黑,應(yīng)去掉缸腳,重新分析后補(bǔ)加。
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