鋅合金壓鑄件,易于或形,加工簡單,生產(chǎn)效率高,能滿足各種薄壁零件和極為復(fù)雜的高精度零件大量生產(chǎn),應(yīng)用范圍日趨廣泛,品種不斷擴大,產(chǎn)品涉及建筑五金、日用五金,水暖龍頭,皮帶扣、打火機、傘頭、手表殼、燈飾、服裝服飾等。就浙江、福建、廣東等地區(qū)而言,近年來,鋅合金壓鑄件已發(fā)展成為主要的壓鑄加工產(chǎn)品,而這類較為復(fù)雜具有濃郁裝飾性的鋅合金壓鑄件,大都需要進行鍍前處理再電鍍或涂裝。而對于零件的鍍前處理,傳統(tǒng)的作法一般都采用振動、滾動、機械拋磨光,但該方法對于某些形狀復(fù)雜的鋅合金壓鑄件存在著光飾效果差,勞動強度大、效率低等缺點,機械拋光無法符合要求。而化學(xué)拋光設(shè)備簡單,工藝成本低、生產(chǎn)效率高,易于組織大批量連續(xù)生產(chǎn),且不受鋅合金壓鑄件形狀限制,具有相當(dāng)大的優(yōu)點。據(jù)微機檢索查詢結(jié)果,至今為止,有關(guān)鋅合金壓鑄件化學(xué)拋光工藝配方文獻甚少為此,為滿足日益發(fā)展的生產(chǎn)需求,深圳譽格進行了鋅合金壓鑄件的化學(xué)拋光新工藝實驗研究,實踐證明,該工藝拋光效果好,可用于各種鋅合金壓鑄件的電鍍、涂裝。前處理。
1化學(xué)拋光原理
目前,一般認為化學(xué)拋光和電解拋光一樣主要有綜合粘膜說和受阻說兩種理論。就化學(xué)拋光機理而言,實際上是利用金屬表面上凸凹部位溶解速度不同,凸出部位溶解速度大于凹入部位,化學(xué)拋光依賴于化學(xué)反應(yīng)。因為任何金屬表面都存在著徽觀的凸凹不平,那怕只有10u m。鋅合金壓鑄件中存在著其它元素機雜質(zhì),所以金屬表面就會出現(xiàn)許多電位不同的部位,化學(xué)拋光時微觀凸出部位溶解下來的產(chǎn)物容易擴散,粘性膜常處于活化狀態(tài).凹下部位則相反,粘性膜厚常處于鈍化狀態(tài).整個化學(xué)拋光過程就是處在這樣一種活化→鈍化→活化→鈍化的交替過程轉(zhuǎn)換來完成的。從受阻說來看,由于溶液中受阻的陽離子.大分子等可同溶解的金屬離子結(jié)合并離開金屬,而陽離子.大分子的遷移又受到粘膜厚薄的制約,在薄處因距離短、速度快而比凹處優(yōu)先溶解,從而最后達到平整。因此,該工藝的技術(shù)關(guān)鍵在于溶液的配方和合理的工藝參數(shù)選擇。
2化學(xué)拋光工藝及后續(xù)工藝處理
目前,由于對鋅合金壓鑄件進行化學(xué)拋光的文獻和工藝配方報導(dǎo)甚少,而一般化學(xué)拋光工藝配方又難以滿足表面質(zhì)量要求,譽格經(jīng)過反復(fù)多次進行配方篩選,試驗結(jié)果表明下列工藝配方能夠滿足鋅合金壓鑄件的化學(xué)拋光表面質(zhì)量要求。
磷酸(工業(yè)級) 50%
硝酸(工業(yè)級) 35%
氫氟酸(工業(yè)級) 10%
硫酸(工業(yè)級) 5%
表面活性劑 適量
溫度 30C
拋光時間 5~20min
經(jīng)化學(xué)拋光的鋅合金壓鑄件出槽后須立即進行水冼,最好是流水沖洗。因為工件從拋光液中難免帶出酸根離子,如果不對化學(xué)拋光工件作后續(xù)處理,殘留酸會對基體進一步腐蝕,且?guī)С龅倪@些明離子一但與水中的Ca2+、Na+等陽離子接觸,還會降低原有的金屬光澤。所以需進行后續(xù)工藝處理,工藝配方為:
碳酸鈉5%,余量水,室溫浸泡5min.然后水洗。
3分析討論
鋅合金壓鑄件化學(xué)拋光液由磷酸、硝酸氫氟酸、硫酸、表面活性劑組成。磷酸屬高粘度中強酸,是化學(xué)拋光基劑,對鋅有鈍化作用,拋光過程中形成鈍化膜,可防止基體進一步被腐蝕.?dāng)?shù)量不能低于45%.否則難達到拋光效果,但濃度過濃也難有更佳效果,從多次試驗經(jīng)驗配方來看,選擇5O%左右為宜硝酸對鋅起拋光作用,溶解合金中銅、鉛、鎘等雜質(zhì).消除表面掛灰。氫氟酸屬強酸可活化基伴表面。鋅臺金中由于存在鋁而氫氟酸對消除鋁存在對拋光效果不良有著關(guān)鍵的作用。硫酸可起活化作用,加快拋光速度,表面活性荊在拋光過程中形成吸附膜存于基體表面,對拋光效果起促進和改善作用。
試驗還表明合適的工藝參數(shù)選擇,直接影響化學(xué)拋光的效果。鋅合金化學(xué)拋光的效果主要受以下因素影響:
1.拋光液溫度變化?;瘜W(xué)拋光液的變化會嚴重破壞活化→鈍化的交替進行。液溫過高,拋光時間短,會降低化學(xué)拋光液的粘度,對金屬鈍化膜的溶解率加劇,活化→鈍化失調(diào),導(dǎo)致金屬表面溶解不均勻,易腐蝕工件表面。相反,溫度過低,拋光液粘度增大,使工件表面的溶解物不易擴散活化一鈍化交替失調(diào),導(dǎo)致拋光件不易拋亮和出現(xiàn)暗斑。因此,拋光溫度應(yīng)控制在lO~30°C范圍為宜。
2.化學(xué)拋光時間。一般來說,新配制的拋光時間宜短,老拋光液時間宜長,但要控制在5~2O分鐘之間,因為時間過短只能得到不夠光亮的表面。相反時間過長,易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象,使工件表面出現(xiàn)蝕點和斑跡。因此.拋光時聞應(yīng)控制在適當(dāng)范圍。
3.鋅合金基體成分。鋅合金壓鑄件.鋁含量一般在2.5%~4.5%之間.鋁能細化晶粒.強化合金。銅含量不超過1.25%.在此范圍,能顯著阻止晶聞腐蝕,提高臺金的強度和硬度。微量鎂含量在0.03%~0.06%范圍.同樣能減輕晶間腐蝕,提高強度和硬度。鉛、鎘、錫、鐵,硅作為雜質(zhì)元素,含量越低越好.若雜質(zhì)含量偏高,易產(chǎn)生過腐蝕.光亮度低。此外、鐵與鋁能產(chǎn)生硬質(zhì)的鐵鋁化合物,對化學(xué)拋光危害齪大且難以清除。
4.壓鑄工藝。從壓鑄工藝出發(fā)如何合理確定和選擇壓射比壓和充填速度是一個至關(guān)重要的因素。若選擇確定不當(dāng),會使鋅合金表下層形成氣孔和內(nèi)部疏松縮孔,化學(xué)拋光后出現(xiàn)孔穴和斑點。
通過深圳譽格的實踐應(yīng)用證明,用化學(xué)拋光代替機械拋光是可行的。我們試驗的化學(xué)拋光工藝,對于含鋁4%以下的鋅合金壓鑄件,拋光可達鏡面效果好。特別是對于復(fù)雜的鋅合金壓鑄件表面拋光.其有勞動強度低,工藝簡單,成本低易于組織批量生產(chǎn)等優(yōu)點,是一項具有推廣應(yīng)用價值的化學(xué)拋光新工藝。