一、锌合金压铸件概述

    锌合金压铸件是一种将锌合金经过压铸机压铸而形成的零件，具有加工精度高、切削少、比重小、机械强度高等特点，因此广泛应用于家具、汽车、船舶、建材、配饰、机械、化工、玩具等领域。

    与其他压铸件相比，锌合金压铸件的表面前处理是很关键，这也是因其电镀方面的特殊性，具体表现如下：

    1、首先就是锌电极电位很负,为两性金属,在酸或碱中均易发生化学溶解。在含有电位较正的金属离子的溶液中,氢和金属离子易被置换析出。

    2、其次，锌合金压铸过程中,由于冷却时工件表面温度不一致,锌合金表面易产生成份偏析现象,表面局部富锌或富铝。强碱使富铝部分先溶解,强酸使富锌部分先溶解,表面失重不均匀,使表面产生气孔、麻点甚至起泡等。

    二、锌合金压铸件工艺流程

    抛光——检验——上挂——热或冷脱脂——超声波除蜡——超声波除油——阴极电解除油——固体酸活化——预镀

    三、主要工序说明

    1、抛光

    ①初抛光

    初抛光亦称磨光。抛光时用力要均匀,工件要拿稳,用力不能过大。其基本工艺参数:抛光轮转速1200～1400r/min,抛光轮直径≤250mm,金刚砂粒度220～250目,抛光材料为黄色抛光膏。

    初抛光是为粗抛光作准备,目的是除去锌合金压铸件浇口、毛刺、飞边等缺陷,初步提高光洁度。

    ②粗抛光

    粗抛光是在初抛的基础上,进一步提高锌压铸件表面的光洁度,形成半镜面效果。工艺参数如下:抛光轮转速1400～1600r/min,抛光轮直径≤300mm,抛光材料为黄色抛光膏。

    ③精抛光

    精抛光为最后一道抛光工序。通过精抛光将工件表面波浪、局部粗糙度较高等缺陷抛平抛亮,达到带镜面效果,同时还要清除暗纹及细小的凹坑等。其工艺参数为:抛光轮转速1600～1800r/min,抛光轮直径≤300mm,抛光材料为白色抛光膏。

    2、热或冷脱脂

    通过热或冷脱脂,使锌合金表面的蜡垢润湿溶胀而部分溶解,提高超声波除蜡效率。热脱脂配方:STPP20～30g/L,Na2CO310～15g/L,Na3PO45～8g/L,无水偏硅酸钠3～5g/L,复合非离子型表面活性剂5～7g/L,阴离子型表面活性剂1～2g/L,酮或醚适量,pH值≤11.5,55～65°C,3～5min。

    热脱脂是介于化学除油与除蜡之间的一种特殊形式,说它特殊,是因为它在超声波除蜡之前,其作用是尽可能使蜡垢润湿、溶胀,这种作用是靠碱液、非离子型活性剂与阴离子型表面活性剂等在适当温度下协同完成。超声波能否快捷干净地将工件表面的蜡垢除尽,取决于热或冷脱脂的效果。配制热脱脂的水质电导率在50μΩ/cm以下即可。

    采用有机物冷脱脂,对锌合金压铸件而言,应为首选。因它不仅无需加温,而且溶蜡润湿效果明显,对工件无不良腐蚀。其工艺配方如下:

    二甲苯7.5mL/L,二氯甲烷47.5mL/L,复合非离子型表面活性剂15～20mL/L,阴离子型表面活性剂5～7mL/L,酮或醚适量,室温,5min。

    3、超声波除蜡

    ①超声波除蜡时,单位有效容积的功率

    一般设计在8W/L较为合理。当低于8W/L时,除蜡速度慢,影响生产的连续性;当大于8W/L时,锌合金压铸件在65～70°C下连续工作5min,会产生较明显的失光失重,在富铝相铝优先溶解,会造成麻点,甚至起泡。

    ②超声波除蜡使用的水质

    配制超声波除蜡液若使用较差的水质时,水中过量的金属阳离子不能被除蜡水中的络合剂完全络合时,金属阳离子可渗入到蜡垢之中或存在工件表面,减弱了带负电荷的蜡垢与蜡垢之间、蜡垢与工件之间电斥力,除蜡效果大大降低。这就是为什么一种好的除蜡水在某个厂使用效果良好,而在另一个厂认为不好,或者一段时间好而另一段时间不好的重要原因。好多供应商并没有给客户予以提醒,这是一个很大的错误。另一方面,当水质中含有过多的如Cu+2,在工件表面会因置换而局部产生起泡。实践证明,选用电导率在50μΩ/cm以下的水质均可。

    ③除蜡水的选择

    对锌合金压铸件而言,选择除蜡水第一条原则就是pH值。一般情况下,锌合金的临界使用pH值为10。也就是说,当任何一种除蜡水按其说明书配制完毕以后,其溶液的pH值≤10,否则,在特定的除蜡条件下易产生失光失重,甚至发暗发黑,这样的除蜡水不能使用;第二条原则当然是除蜡效果,在说明书要求的前提下,除蜡速度快、易清洗的除蜡水宜选用;第三条原则就是使用量和使用寿命。

    4、超声波除油

    超声波除油与超声波除蜡相似,只是除油剂的成份要比除蜡水的成份简单得多。工艺配方如下:

    (1)Na3PO420～30g/L,Na2CO310～15g/L,AEO290.6g/L,LAS0.3g/L,55～65°C,2～3min。

    (2)STPP10g/L,Na3PO45～8g/L,含硫化合物0.5g/L,LAS≤1g/L,55～65°C,2～3min。

    上述两个配方与许多商品除油剂配方相似。加入磷酸三钠是为了洗尽超声波除蜡时工件表面附着的硅酸盐薄膜。配方中所使用材料均为一级品以上,是为了减少杂质的过量带入,保证超声波除油效果,使用的水质电导率小于50μΩ/cm。亦可改变化学除油剂配方,使用除蜡除油“二合一”粉状除蜡除油剂。

    5、阴极电解去油

    阴极电解去油对锌合金压铸件来说是一个极其重要的工序。

    工艺配方如下:

    (1)STPP20g/L,Na2CO325～30g/L,AOS0.3～0.5g/L,LAS0.4～0.5g/L,pH值≤11.5,2～5A/dm2,40～50°C,0.5～1.0min。

    (2)Na3PO420g/L,K2SO415～20g/L,Na2CO38～10g/L,AEO270.4～0.7g/L,pH值≤11.5,5A/dm2,室温,0.5～1.0min。

    有些资料还提到使用其它如平平加系列作为室温阴极电解去油剂成份,还有待商榷。因为平平加系列的表面活性剂,其低温性能较差,在加入较多时脱附可能会很困难,若将其带入活化液中,将会产生发花或麻点等缺陷。

    必须强调的是,阴极电解除油的水质相当重要。在水质较差时,一些金属阳离子会以氢氧化物形式存在,附着于工件表面造成麻点,甚至一些金属阳离子可直接在工件表面放电沉积于工件表面,造成粗糙甚至起泡等。而水中的Cl-离子也要控制在很低的水平,否则阳极不锈钢板会产生腐蚀而将金属杂质带入阴极电解除油液中,致使除油液恶化。建议此工序使用去离子水。阴极电解去油的电流密度不宜过大,时间不能太长,否则阴极析氢量大,虽然除油效果好,但会有一部分氢渗入锌合金基体内部,造成后道工序起泡。

    6、固体酸活化

    对锌合金压铸件而言,我们不主张使用盐酸、硫酸或氢氟酸进行活化,因为这些酸均为无机强酸,它们对工件腐蚀性强,富锌相析氢严重,其表面致密层会遭到严重破坏。选用固体酸活化,工件表面密着性变化小,无起泡、麻点等缺陷。工艺配方如下:

    (1)草酸10g/L,酒石酸5g/L,硫酸3～5mL/L,缓蚀剂适量,室温,3～10s。

    (2)C6H8O740～50g/L,H3BO3适量,NH4HF适量,缓蚀剂0.2～0.3g/L,室温,5～10s。