鑄鐵件酸性電鍍鋅鎳合金的操作要點(diǎn)
鑄鐵以耐磨性好、成本低、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、消振性好、缺口敏感性低以及容易切削加工等優(yōu)點(diǎn),在汽車、航天、造船等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。但鑄鐵表面容易銹蝕,生銹后很難處理,裝飾性差,需要通過后續(xù)處理來改善其表面性能。電鍍可有效改善鑄鐵件的外觀和耐腐蝕性能,已成為推廣應(yīng)用和研究的熱點(diǎn)。
1·鑄鐵件的特殊性和電鍍對(duì)策
與軋制、鍛造鋼等其他基材相比,鑄鐵件加工工藝特殊,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,電鍍也相對(duì)困難。針對(duì)鑄鐵件的特殊性,采取的電鍍對(duì)策是:
(1)鑄鐵件表面含碳量高,表面殘留大量型砂或碳硅化合物,氫在碳上的過電位低,易析出而產(chǎn)生大量氣泡[1],在給定電流下難以達(dá)到金屬沉積的電位,鍍層不易生長(zhǎng),因此鑄鐵件電鍍鋅鎳合金只能選擇電流效率高的酸性系統(tǒng)(酸性鋅鎳合金電流效率為90%左右,堿性鋅鎳合金僅在50%左右)。鑄鐵件的結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜,因此也要采用分散性強(qiáng)和覆蓋能力好的電鍍?nèi)芤骸?/p>
(2)鑄鐵基材結(jié)構(gòu)疏松,多孔,存在大量砂眼和縮孔,表面粗糙,凹凸不平,因此微觀電鍍表面積比宏觀面積大很多,導(dǎo)致實(shí)際電流密度比表觀電流密度小得多,因此不僅要采用酸性電鍍體系,起始電流也應(yīng)比其他鋼基材大1~2倍。通過大電流沖擊瞬間激活表面,才能使疏松表面被致密鍍層覆蓋[2]。
(3)鑄鐵件表面在高溫鑄造過程中會(huì)形成一層不導(dǎo)電的氧化膜,阻礙鋅鎳合金鍍層生長(zhǎng)。因此電鍍之前必須徹底去除表面的氧化皮。鑄鐵件的一般加工過程為:鑄造─拋丸─機(jī)加工。拋丸是鑄鐵件電鍍的重要處理步驟,主要利用噴砂機(jī)械打擊表面,不僅可去除氧化皮,而且使?jié)茶T時(shí)形成的高碳層脫落,造成微觀粗糙,有利于提高鍍層結(jié)合力,因此拋丸的質(zhì)量直接影響鑄鐵件的電鍍質(zhì)量。
(4)在加工過程中,鑄鐵件表面會(huì)殘留大量的油脂、潤(rùn)滑油和冷凍劑,以及來自鑄模的殘留物,噴砂殘留的砂粒和鐵屑在儲(chǔ)存過程中受外界影響會(huì)生成氧化膜等不溶性污染物,而且鑄鐵表面本身就存在大量石墨,因此鑄鐵件需要通過特殊的酸洗和超聲波清洗等前處理工序,才能形成潔凈、均勻潤(rùn)濕、導(dǎo)電性好、容易電鍍的表面。
2·鑄鐵件電鍍工藝
目前鑄鐵件較多采用工藝和設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單的酸性鍍鋅工藝,但鍍鋅層防腐能力較差,不能滿足汽車等行業(yè)的高耐蝕性要求,鋅鎳合金鍍層雖然可大大提高耐腐蝕性能,但由于酸性電鍍鋅鎳合金工藝比較復(fù)雜,過程控制比較困難,一直難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。近年來,隨著化學(xué)和機(jī)械制造工藝的快速發(fā)展,鑄鐵件酸性電鍍鋅鎳合金工藝性能大大提升,生產(chǎn)過程控制也日益成熟,成了這幾年的研究熱點(diǎn),并逐漸大規(guī)模推廣。