鋁壓鑄氣缸鍍鉻工序要點及規(guī)范

奚 兵

（常州市荊川里小區(qū)12丙201，江蘇 常州 213015）

鋁壓鑄氣缸鍍鉻工序要點及規(guī)范

奚 兵

（常州市荊川里小區(qū)12丙201，江蘇 常州 213015）

0 前言

本文給出了含硅鋁合金壓鑄氣缸鍍鉻生產(chǎn)的工序要點及規(guī)范。實踐證明：鋁壓鑄件鍍硬鉻采用“三酸（槽）二鋅”、低溫小電流起鍍的方法，效果顯著，質(zhì)量穩(wěn)定。特別是鋁上的不良鍍鉻層用碳酸鈉溶液進行電解退除，保證了被退件的鍍前尺寸精度和表面粗糙度基本不變，再次電鍍?nèi)缧?，產(chǎn)品總合格率高達

100%。

1 各工序要點及規(guī)范

1.1 毛坯檢查

鋁壓鑄件有孔穴，如砂眼、氣孔之類的缺陷。因此，要細致檢查鍍件基體（即缸腔壁），防止電鍍后仍有孔穴而報廢，造成費工費時，使生產(chǎn)成本增加。

1.2 有機溶劑刷洗

用金屬清洗液或汽油刷洗，初步除去鋁在壓鑄和機械加工過程中殘存的各類油污。這道工序是保證后續(xù)弱堿除油質(zhì)量的前提，不可或缺。待溶劑揮發(fā)完以后，用純鋁絲串掛工件，便于浸漬除油。

1.3 化學(xué)除油

碳酸鈉25～35g/L，碳酸氫鈉（或磷酸鈉）15～25g/L，氫氧化鈉3～5g/L，70～80℃，5～8min。經(jīng)該溶液除油（又稱堿洗）后的工件，必須用熱水清洗，把堿液從鋁基體的微孔中完全逐出，以排除后續(xù)工序可能出現(xiàn)的故障。

1.4 浸重金屬鹽

三氯化鐵20～30g/L，鹽酸150～250mL/L，70～100℃，0.5～1.0min。經(jīng)過重金屬鹽處理后，鋁表面呈微紅褐色、致密的松孔膜金屬鐵，使電位正移。若出現(xiàn)灰白花斑狀，則表明除油不徹底，必須重新脫脂。

1.5 酸洗（2次）

V硝酸∶V氫氟酸＝3∶1，室溫，15～30s。設(shè)2個酸洗槽，1＃槽用于除去鋁表面的污跡，并兼退鋅（取代常規(guī)1∶1硝酸退鋅）；2＃槽用于第2次連續(xù)酸洗出光，中間不要水洗。這樣做的目的是保持相應(yīng)酸度，穩(wěn)定酸洗質(zhì)量。

1.6 第1次浸鋅

氫氧化鈉 500g/L，氧化鋅 100g/L，15～30℃，0.5～1.0min。在該鋅酸鹽溶液中除去鋁表面的氧化膜，以鋅層取代，再把它溶解掉。工件出槽后必須進行充分的水洗并甩干，以免大量堿液帶入退鋅槽中。

1.7 退鋅

將第1次浸鋅并清洗后的工件回到酸洗工序，即在1＃槽中進行退鋅，待鋅層溶解后，直接移入3＃槽中進行光亮處理。

1.8 光亮處理（酸洗）

V硝酸∶V氫氟酸＝3∶2，硫酸5mL/L，室溫，10～20s。其中氫氟酸用于除去鋁表面的硅化合物，使之完全活化，從而得到更加均勻、潔凈的亮白色或灰白色表面，以保證再次浸鋅的質(zhì)量。

1.9 第2次浸鋅

氫氧化鈉500g/L，氧化鋅100g/L，酒石酸鉀鈉10g/L，三氯化鐵1g/L，15～30℃，0.5～1.0 min。在該鋅酸鹽溶液中置換出來的鋅層通常為微米黃色，或者瓦灰色、青灰色，都具有微光澤。不允許有明顯的斑狀色差、疏松黏膜、結(jié)晶粗糙，否則會造成電解液故障。本工序也可以用改良的稀浸鋅液，其中：氫氧化鈉200～350g/L，氧化鋅40～70 g/L，其他組分與濃浸鋅液的相同。

1.10 裝夾具

將已浸鋅好的工件放在清水槽中，以便逐一上掛具，動作盡量快些，但要保證工件與夾具接觸牢固，具有良好的導(dǎo)電性。當(dāng)然，夾具本身的設(shè)計和制作必須符合鋁氣缸鍍鉻的特點和要求。這樣才能保證槽鍍各工件的一次性合格率。此外，上掛具時手和物不要觸及工件的受鍍部位，避免影響鍍鉻層的結(jié)合力。

1.11 鍍硬鉻

標(biāo)準鍍鉻液或稀土低鉻酸鍍液均可。鍍槽工作之前，先通直流電源（空載電壓為5～6V），然后在較低溫度（40℃）下把已裝好掛具的工件逐一帶電入槽。開始時，電流密度為14～16A/dm2（槽電壓為2～3V）?？傠娏麟S著工件的增多而調(diào)高，待工件全部入槽完畢，再逐步提高電流密度至40A/dm2（或者更高）。鍍液溫度同樣隨著電流的提高而升至50～55℃，此時開始計算施鍍所需的時間。

1.12 補鍍鉻

補鍍是在已有鉻層上再鍍，補鍍不好會出現(xiàn)分層。補鍍層的結(jié)合力取決于陽極刻蝕時間。有些情況下不必進行陽極刻蝕處理，如剛鍍鉻10min，因斷電尚未出槽的，只要事先將槽電壓降至3V，以小電流陰極活化一段時間即可續(xù)鍍。對于鍍鉻在3h以上中途停電又未出槽的，則陽極刻蝕30s后轉(zhuǎn)陰極小電流起鍍，此時電壓都應(yīng)降至3V以下。只要補鍍件表面潔凈，操作溫度稍高些，便可獲得結(jié)合力好的補鍍層。

1.13 不良鍍層退除

碳酸鈉50～80g/L，陽極電流密度10～20 A/dm2，室溫。當(dāng)鉻層被退盡時，電極反應(yīng)基本停止，電流會自然下降至接近零。這是因為鋁在碳酸鈉溶液中較穩(wěn)定，而且鋁表面會立即生成一層鈍化膜，它能防止基體繼續(xù)溶解，所以被退件表面仍光潔如新。但本法的退除速率較慢，溶液需要經(jīng)常更新。

1.14 熱處理去氫

鋁壓鑄氣缸的鍍鉻層厚度一般在100μm左右，有的達到200μm，具有較大的內(nèi)應(yīng)力，所以鍍后必須進行熱處理去氫。將鍍件放在200～250℃的恒溫箱內(nèi)保持2h以上，以改善鉻層的內(nèi)應(yīng)力（脆性），防止上磨床深磨時產(chǎn)生崩鉻現(xiàn)象。

1.15 鍍層精磨

由于鉻層沉積在較軟的鋁基體上，且硬度高、應(yīng)力大，雖經(jīng)過去氫處理，但鍍件上磨床深磨負荷下掉鉻，尤其口部邊緣崩鉻仍是常見故障，磨削量過大尤其嚴重。因此，首先必須將磨床所用冷卻液注入缸腔壁加以潤滑（濕），然后用較小磨削量，待適應(yīng)磨削負荷后，再逐漸加大磨屑量，但也不能過大。鋁基鉻層尺寸精磨的負荷工作量應(yīng)比鋼鐵件的小一些，這樣就可以解決磨床深磨掉鉻的問題。

2 結(jié)語

筆者根據(jù)槍管鉻層在氫氧化鈉溶液中電解退除的方法，就鋁的特性，改用本文所述的碳酸鈉電解液來退除鋁上的不良鍍鉻層，對基體不腐蝕，從根本上解決了鋁壓鑄氣缸鍍鉻生產(chǎn)中的廢品問題。當(dāng)然，杜絕廢品的另一個環(huán)節(jié)是鍍前酸洗，操作要小心，避免過腐蝕。

TQ 153

B

1000-4742（2013）06-0050-02

2012-04-16