壓鑄鋁天線陣子堿性鍍錫故障處理

梅 睿

(陜西凌云電器集團(tuán)有限公司，陜西寶雞 721006)

壓鑄鋁天線陣子堿性鍍錫故障處理

梅 睿

(陜西凌云電器集團(tuán)有限公司，陜西寶雞 721006)

主要闡述壓鑄鋁天線陣子在堿性鍍錫過程中出現(xiàn)的零件鍍層起泡，且低電流密度區(qū)更為突出;鍍完錫放置一天后零件表面出現(xiàn)淺褐色斑漬;批量生產(chǎn)過程中，鍍液時(shí)有出現(xiàn)灰白色和淡紅色現(xiàn)象，沉積速度慢。三種故障的原因分析及故障排除方法。并且總結(jié)出壓鑄鋁件高溫堿性鍍錫，預(yù)鍍銅層要有一定的厚度;零件在機(jī)加工過程中，應(yīng)采取相應(yīng)措施，防止油污向壓鑄件微孔深層滲透;嚴(yán)格鍍錫過程操作規(guī)程，防止二價(jià)錫的產(chǎn)生。

壓鑄鋁;天線陣子;堿性鍍錫;故障處理

引 言

傳統(tǒng)的堿性鍍錫因其成分簡(jiǎn)單，鍍層焊接性能優(yōu)良一直被廣泛應(yīng)用。前段時(shí)間，壓鑄鋁件天線陣子在鍍錫過程中出現(xiàn)了一些故障，筆者在此將這些故障現(xiàn)象和排除方法進(jìn)行闡述，供同仁們參考。

1 堿性鍍錫工藝流程

堿性鍍錫的工藝流程如下:

除油→清洗→堿蝕→清洗→酸洗→清洗→浸鋅→清洗→二次浸鋅→清洗→鍍焦磷酸銅→回收洗→清洗→鍍錫→回收洗→清洗→干燥。

2 堿性鍍錫鍍液組成及工藝條件

堿性鍍錫電鍍液組成及工藝條件如下:

3 故障現(xiàn)象

1)零件鍍層起泡，且低電流密度區(qū)更為突出;

2)鍍錫后放置一天表面出現(xiàn)淺褐色斑漬;

3)批量生產(chǎn)過程中，鍍液不時(shí)有出現(xiàn)灰白色和淡紅色的現(xiàn)象，沉積速度慢。

4 故障原因分析

零件鍍層起泡的原因可能有以下幾個(gè)方面:

1)前處理除油不干凈;2)浸鋅溶液有問題;3)鍍錫溶液有問題;4)鍍銅溶液有問題;5)鍍銅層厚度不夠。

鍍錫零件在放置過程中表面出現(xiàn)淺褐色斑漬的原因可能有以下幾點(diǎn):

1)鍍后零件沒有沖洗干凈，表面有堿性錫酸鹽殘留;2)鍍后零件表面被污染;3)鍍前除油不徹底。

批量生產(chǎn)過程中，鍍液泛灰白色、淡紅色，沉積速度慢的主要原因是:鍍錫溶液中二價(jià)錫含量偏高。

5 故障的排除

零件鍍層起泡故障的排除方法如下:

1)跟蹤生產(chǎn)過程，加強(qiáng)前處理除油工作，徹底清除干凈零件表面的油污。鍍層仍然有起泡現(xiàn)象，原因1)被除外。

2)更換浸鋅溶液，起泡現(xiàn)象仍未消除，說明不是浸鋅溶液的問題，原因2)也被排除。

3)分析鍍銅溶液，各成分質(zhì)量濃度都在工藝范圍內(nèi)，進(jìn)行霍爾槽試驗(yàn)，也未發(fā)現(xiàn)什么問題，看來，故障問題與鍍銅溶液關(guān)系不大。

4)分析鍍錫溶液，氫氧化鈉偏低，補(bǔ)加氫氧化鈉到工藝規(guī)范之內(nèi)，再進(jìn)行試鍍，但起泡問題依然存在。此故障也不是鍍錫溶液造成的。

5)測(cè)量鍍銅層厚度。用X-射線鍍層測(cè)厚儀測(cè)量鍍層厚度，發(fā)現(xiàn)銅層厚度只有2～4μm不等。加厚銅層厚度到4～5μm，起泡問題得到好轉(zhuǎn)，只在低電流密度區(qū)存在微泡，繼續(xù)加厚鍍銅層到6～8μm之間，所鍍零件在120℃烘1h，也未發(fā)現(xiàn)起泡現(xiàn)象。說明該故障的原因是底層銅太薄造成的。

銅層太薄，孔隙率高，而且鍍錫溶液溫度較高，當(dāng)零件進(jìn)入鍍錫槽后，溶液穿透銅層，其中的OH-離子與底材鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積膨脹而產(chǎn)生鼓泡。

由于焦磷酸鹽鍍銅溶液沉積速度較慢，電鍍時(shí)間長(zhǎng)，批量生產(chǎn)效率低，操作者為了加快生產(chǎn)進(jìn)度，每槽鍍的零件數(shù)量太多，而電鍍時(shí)間并未延長(zhǎng)。為了提高生產(chǎn)效率，將零件先在焦磷酸鹽鍍銅溶液中鍍25min，使整個(gè)陣子表面鍍一層純銅后，改鍍硫酸鹽光亮鍍銅20min，讓銅層快速加厚，然后鍍錫，不但故障得到徹底排除，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率，效果較好。

經(jīng)過調(diào)整后天線陣子鍍錫工藝流程為:

除油→清洗→堿蝕→清洗→酸洗→清洗→浸鋅→清洗→二次浸鋅→清洗→鍍焦磷酸銅→回收洗→清洗→硫酸鹽光亮鍍銅→清洗→鍍錫→回收洗→清洗→干燥。

對(duì)零件鍍錫放置一天后表面出現(xiàn)淺褐色斑漬的故障采取以下措施:

進(jìn)行生產(chǎn)過程跟蹤，零件出鍍錫槽后，先進(jìn)行回收洗，再進(jìn)行兩道流動(dòng)的自來水清洗，最后再用蒸餾水清洗，徹底清除干凈零件表面殘留的錫酸鹽。并且在從掛具上卸零件、包裝過程，操作者都戴上干凈的細(xì)沙手套，不允許赤手接觸零件。雖然進(jìn)行了精心的操作，但故障問題依然存在。故障原因1)和2)都被排除。

認(rèn)真檢查鍍前除油工序。除油過程嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行操作，沒有發(fā)現(xiàn)異常情況，只是堿蝕溶液使用了一段時(shí)間，但加工別的零件未出現(xiàn)什么問題。為了可靠起見，更換除油溶液，經(jīng)過試加工，故障還未消除。

為了弄清問題的根源，用放大鏡觀察斑漬部位，發(fā)現(xiàn)每個(gè)斑漬的中心位置都有一小黑點(diǎn)，像是鑄造過程中產(chǎn)生的微孔。經(jīng)過仔細(xì)分析，初步認(rèn)為鍍錫層表面的斑漬是機(jī)加過程滲透到鑄件微孔內(nèi)的油漬，經(jīng)過鍍后烘干、放置后，慢慢從微孔內(nèi)向鍍層外滲出。及時(shí)與上道機(jī)加工單位聯(lián)系，原來，為降低生產(chǎn)成本，在打底和孔攻絲過程中用的冷卻液是劣質(zhì)的菜油，而且，零件批量較大，加工時(shí)間長(zhǎng)，油污深入滲透到零件的微孔內(nèi)。建議采用較好的冷卻液，或者在每一個(gè)零件加工完后立即放在汽油內(nèi)，使粘附在零件表面的油污即時(shí)分解，防止油污向零件微孔深層滲透。

機(jī)加工序采取攻完絲后將零件隨即放在汽油內(nèi)清洗。采取此措施后，鍍錫后的零件放置一個(gè)多月表面再未出現(xiàn)斑漬，故障問題得到了徹底排除。

為排除批量生產(chǎn)過程中，鍍液泛灰白色、淡紅色，沉積速度慢的故障，仔細(xì)觀察鍍錫過程，發(fā)現(xiàn)在零件出槽時(shí)，操作者偶有隨手關(guān)掉電源，等下一槽零件入槽時(shí)再開電源的現(xiàn)象。此操作方法導(dǎo)致了錫陽極以二價(jià)錫的形式溶解，從而，增加了鍍錫溶液中二價(jià)錫的含量。排除鍍錫溶液中二價(jià)錫的應(yīng)急措施是向鍍錫溶液中加入0.4～0.6mL/L的雙氧水(稀釋3～5倍后加入)，將二價(jià)錫氧化成四價(jià)錫;同時(shí)減少錫陽極板面積，使錫陽極表面重新恢復(fù)半鈍化的金黃色膜［1］。

規(guī)范操作過程，并告戒操作者，在連續(xù)鍍錫過程中途不能斷電，零件出槽時(shí)，取出一掛應(yīng)補(bǔ)充一掛零件，交替進(jìn)行，電流密度不降低，就不會(huì)產(chǎn)生二價(jià)錫。其次，要求在每天生產(chǎn)前利用鍍槽加溫的時(shí)間，擦洗極杠、掛鉤，清洗極板上黑膜。鍍液達(dá)到溫度，在第一槽零件入槽時(shí)，先開電源，把零件掛在陰極上，接著按 Sκ∶Sa=1.2 ～2.5 ∶1 立即掛入陽極，并保持 Ja為3 ～3.5A/dm2，2～3min后，陽極表面呈金黃色。當(dāng)每天結(jié)束最后一槽零件時(shí)，應(yīng)先取出部分錫陽極板，然后再相應(yīng)地取出零件，并逐漸降低電流［1-3］。操作過程規(guī)范了，生產(chǎn)中錫陽極溶解正常，陽極板表面一直保持金黃色的鈍化膜，不會(huì)產(chǎn)生二價(jià)錫。鍍液再未出現(xiàn)泛灰白色、淡紅色以及鍍層沉積速度降低的故障。

6 結(jié)束語

鑄鋁件電鍍難度較大，電沉積過程比較復(fù)雜，尤其是高溫堿性鍍錫，預(yù)鍍銅層要有一定的厚度，可以有效的防止鍍層起泡現(xiàn)象;連續(xù)鍍錫，應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，使錫陽極一直處于良好的半鈍化狀態(tài)，防止二價(jià)錫的產(chǎn)生;同時(shí)要求機(jī)加工序使用優(yōu)質(zhì)的冷卻液，并盡量縮短機(jī)加時(shí)間，或進(jìn)行預(yù)先除油，防止大量油污滲透進(jìn)鑄造微孔內(nèi)，影響鍍層外觀質(zhì)量。

［1］張?jiān)收\(chéng)，胡如南，向榮，等.電鍍手冊(cè)，上冊(cè)［M］.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，1997:411-415.

［2］柳玉波.表面處理工藝大全［M］.北京:中國(guó)計(jì)量出版社，1996:258-263.

［3］吳祖昌，肖鑫，朱庚惠，等.電鍍工操作技能與考核［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1996:77-80.

Trouble Handling for the Alkaline Tinplating on Die Casting Aluminum Array Antenna

MEI Rui
(Shaanxi Lingyun Electronics Group Co.，LTD.，Baoji 721006，China)

Three types of troubles occuring in the alkaline tinplating process on die casting aluminum array antenna are described.The first is the bubbling problem on the coating especially in the low current density area.The second is the light brown dirt formed on the surface of products in one day.The third is the problem of color change of electrolyte and deposition rate lowering in the mass production process.In this paper，the reasons and solutions for these problems are discussed.Before the tinplating process at high temperature，copper pre-coating should be prepared with a certain coating thickness on die casting aluminum.During the plating process，necessary measures must be taken to prevent oil contamination penetrating in the micropores of die casting parts，and the operation rules should be strictly obeyed to avoid the formation of Sn2+ions.

die casting aluminum;array antenna;alkaline tinplating;trouble handling

TQ153.13

B

1001-3849(2011)08-0031-03

2011-04-10

2011-06-08