锌合金压铸件
摘要：根据锌合金压铸件的表面及内在结构特性，指出了其镀前处理的注意事项。为提高镀件的成品率，提出了2种前处理工艺流程：(1)机械抛光广—化学除油一电解除油一清洗一浸蚀一清洗—预镀，(2)机械抛光一一步法除油浸蚀一清洗一脱灰色膜一清洗一预镀。给出了各工序的配方及工艺规范。其中一步法前处理尤其适用于大批量生产。
1 前言
由于锌合金压铸件是一次性压铸成型，生产效率高，加工成本低，尤其适用于公差要求不太严格而几何形状复杂的零部件，已被广泛用于代替铜、铜合金和钢铁材料制造的受力不太大而形状复杂的结构件和装饰件，其表面处理工艺也处于成熟阶段。
锌合金压铸件是以锌为主、铝为辅的合金，其化学稳定性差，因此需要用其它金属层予以保护，电镀层便是其中之一。但在锌合金压铸件电镀前应了解其锌、铝含量之比。铝含量过高，会加速表面层的氧化，造成镀层结合力下降：铝含量过低，则影响零件的韧性，在使用过程中易出现断裂。从电镀及其使用角度来考虑，合金中的铝含量在3．5％～4％之间为佳。锌合金压铸件镀前处理合理与否，是电镀成败的关键。但在其镀前处理过程中，往往会将其前处理等同于其它金属材料的前处理，或者忽视了其中某个工序，而造成大量镀件返工或报废。由于锌合金压铸件的特殊性，故返工很难，这就是锌合金压铸件在电镀过程中废品率高的原因。
2 锌合金压铸件镀前处理的注意事项
2．1 了解锌合金压铸件的结构特性
锌合金压铸件表面很像蒸馍表面，有一层0．02～0．10 um厚、光滑致密的金属层，在其下方则是疏松、多孔的结构。因此在机械抛光时，严防抛穿其光滑致密层，避免疏松、多孔的内材暴露，致使镀层产生起泡、脱皮等不良现象。
2．2 掌握锌合金压铸件的化学性能
在压铸过程中，工艺因素的影响会造成同一个锌合金压铸零件中产生富锌和富铝的部位。强碱优先溶解富铝相，强酸则优先溶解富锌相。若除油或浸蚀过程中使用强碱或强酸，在电镀时则会引起镀层起泡及脱皮，严重影响成品率。为此，锌合金压铸件不宜在强酸或强碱中除油及浸蚀。
2．3 满足锌合金压铸件预镀层的尺寸要求
锌合金压铸件在镀前处理完成后，要预镀打底层。一般是在无NaOH 的氰化镀铜槽内镀铜，或者在中性镀镍液中镀镍。管状零件应在焦磷酸盐镀液中沉积。
其镀层厚度应不小于6pm，否则极薄的铜层会很快扩散到锌合金中，形成一层极脆的铜锌合金，影响镀层质量。铜层越薄，则铜向锌合金内扩散的速度越快。
2．4 加速锌合金压铸件镀前处理与入槽电镀的衔接速度
锌合金压铸件的镀前处理，是为了除去零件表面上的油污以及零件在空气中久留后被氧气氧化而生成的氧化膜，让镀液中的金属离子直接沉积在纯净的表面上。镀前处理完成后的零件，应立即入槽电镀，不允许在大气中或水槽内久留，以免表面再被氧化或在表面上形成水化物，影响镀层的结合力。若零件已出现轻度氧化膜或水化物，可在10 g/L的硼酸液中浸一下，然后转入l0g/ L的NaCN液中活化，使表面恢复纯净。
3 锌合金压铸件镀前处理的工艺规范
锌合金压铸件镀前处理的工艺流程有2种：
(1) 机械抛光一化学除油一电解除油一清洗一浸蚀—清洗一预镀。(2) 机械抛光一一步法除油浸蚀—清洗一脱灰色膜—清洗一预镀。3．1 机械抛光
抛光是利用抛轮和抛光膏对零件表面进行轻微的切削和研磨，以整平零件表面，提高表面光洁度。对于锌合金压铸件而言，抛光时抛轮的线速度一般为20～ 25 m／s。抛轮应勤上油，少上油，且应先用红色抛光膏，后用白色抛光膏。抛光一般是手工操作，两手应用力均匀，且不可用力过大，更不可将抛轮的切点停留在某个部位上，以防抛穿锌合金压铸件光滑致密的外表层，进而影响电镀质量。
3．2 除油
锌合金压铸件的成型靠模具，而模具在压铸过程中应定时敷上矿物油等护模剂。零件在压铸成型后出膛及运转过程中，也会沾上微量的油腻。这些油腻在镀前要处理干净，否则会影响镀层与基体的结合力。在锌合金除油液中，不能图方便而加入强碱性化工原料，只能在一定条件下使用弱碱性化合物进行除油。为能彻底除油，防止复杂零部件的深凹处有油腻残留，可用电化学除油来提高深凹处的除油效果，从而弥补化学除油的不足之处。表l列出了几种适用于锌合金压铸件化学除油和电化学除油的配方及工艺规范。
3．3 浸蚀
锌合金件在除油液内经化学除油及电化学除油后，其表面上的油污已除净，但仍存在从源头就产生的轻微氧化膜，而氧化膜会影响镀层与锌合金的结合力。虽然强酸能轻易地去除氧化膜，但由于锌合金的特性而不宜使用，只能使用很稀的弱酸未浸蚀。具体配方如下：
硼酸(化学纯) 5 g／L
氢氟酸(化学纯) 15 mL／L
根据目测确定浸蚀时间：当零件浸入浸蚀液后，目视零件在液中反应的情况，一旦零件表面上产生微小气泡，立即将零件取出，清洗后从速进入下一道工序。
3．4 一步法除油浸蚀
将锌合金件放在浓H2SO4 中浸渍片刻，取出后立即转入清洗槽清洗，然后在脱膜液中除掉灰黑色的粉膜，这就是一步法。前面提到，锌合金是两性金属，既溶于强酸，又溶于强碱，但为何能在浓H2SO4中除油呢?众所周知，在无水条件下，纯H2SO4分子无法电离出氢原子与锌合金发生反应。浓硫酸能用铁桶来运输就是这个道理。因此，不允许零件带有水分进入浓H2SO4中。但是，浓H2SO4具有强烈的氧化、脱水和炭化等特性，故能清除零件表面上的油污及有机杂质，实现除油功能。当零件离开浓H2SO4 而转入清洗槽后，零件表面上残留的少量浓H2SO4 立即电离出H与锌合金表面发生反应，锌合金表面上原有的轻度氧化膜就被稀H2SO4浸蚀掉，从而实现了除油、浸蚀一步完成。
一步法除油浸蚀液的组成及工艺规范如下：
浓硫酸 100％
θ 室温
t 2—3 min
3．5 清除灰黑色粉膜
经一步法除油浸蚀的零件表面上有一层被H2SO4氧化、炭化后形成的轻微的灰黑色粉膜，应在脱膜液中清除。脱膜液中的防染剂s具有吸附功能，可吸附零件表面上的灰黑色粉膜，使锌合金表面呈现纯洁的锌合金。脱膜液中的NaCN对锌合金表面起活化作用，而微量的HNO3可使防染剂持续作用。
3．预镀
锌合金在镀镍或酸性镀亮铜之前，应在腐蚀性小、覆盖能力强的镀液中沉积一层预镀层。譬如，在无NaOH 的氰化镀铜液中沉积一层铜或在中性镀镍液中沉积一层镍。管状工件应在焦磷酸盐镀液中沉积。沉积层的厚度应不小于6 pm，否则当零件转入酸性很高的镀槽后，由于零件几何形状复杂，在通电瞬间，电流微量进入的部位会产生局部腐蚀，造成电镀件报废。预镀层镀好之后，可按客户要求镀其它金属层。
由于镀镍板单价太高，故不用作预镀层。
4 . 结语
锌合金压铸件是一种价廉物美的结构装饰性材料。但由于锌合金的特性，其镀前处理与其它金属材料的镀前处理有所不同。在了解其特性之后，应细心并耐心地按特殊的处理方法进行镀前处理，以保证镀层质量，从而避免零部件大量返工或报废。
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