首页 > 行业新闻 > 新闻详情
喷砂件电镀锌后泛白斑的发生原因和应对措施
发布:2020-5-18


一、阐述

在电镀行业中,铸铁、喷砂(抛丸)和冷锻拉伸工件,常发生电镀后有泛白斑之现象,或钝化层点状异色呈现,或出现黑褐色点状异常。尤其在双极保护性电镀金属锌中更为常见。电镀界把此类现象统称为吐酸。


1.jpg

吐酸显微放大图


发生吐酸现象的原因,99%来自于工件成型所造成的特性和缺陷。电镀制程中所采取的各种弥补措施,均为防治手段,而非解决方式。恰当的防治措施可以做到减轻或改善吐酸的发生率和发生程度。但也需要工件本身的缺陷有能够被防治的先决条件;严重的缺陷是无法被后制程所能改善。为弥补工件本身的特性和缺陷,选择电镀工艺时,常采用高电流效率和填平性强的酸性镀锌工艺,且其近中性的工艺特性,也一定程度上减缓了毛细孔残留物质与镀层的加速腐蚀反应机率和速度。但酸性电镀锌工艺的镀层耐蚀性、柔软性、和深度能力不如碱性镀锌工艺。因此采用碱性镀锌仍为高电镀品质铸铁、喷砂(喷丸)和冷锻工件的理想工艺。

二、吐酸现象发生原因分析

   吐酸是在电镀后,从覆盖着电镀层的基材内近表面层毛细孔中,吐出酸性或碱性液体物质,由内向外地与电镀层(镀锌)产生微局部化学反应。因其毛细孔极其微小,故吐出量有限。所以在电镀层表面呈现白色的絮状锌氧化产物。有些较轻微的反应,甚至地只产生黑褐色的异常颜色外观。还未达到白斑之严重现象程度。

   因此工件基材内近表面层,如有存在残留液体或脏污的毛细孔,是发生吐酸现象的先决条件。此次报告我们就针对喷砂工件,在镀锌过程中吐酸的发生原因进行分析。

 首先我们从产品的外观上,分析吐酸发生的区别。根据实际生产经验所知,此款产品为单一材质制造而成,不存在两种不同材质的可能性,可以很明确的排除材质问题。再分析吐酸发生的存在位置得知,牙纹和机加工部位,未发现过吐酸现象。而粗糙面极易出现吐酸,且粗糙面都有经过喷砂(抛丸)处理,因此我们可以初步判定,喷砂(抛丸)部位存在引起吐酸的不良因素。如以上所述,毛细孔是引起吐酸的原因。因此我们首先要找出喷砂(抛丸)为何存在毛细孔。根据多年的现场和技术经验,认为工件在喷砂过程中如操作不当,极易形成金属近表层的毛细孔。我们通过下面的一些图片进行演示说明。

2.jpg

图一未喷砂前金属表面

最上方为黑色氧化皮和油脂混合物,此物为后续毛细

孔形成有100%的关联性。

3.jpg

图二钢丸开始冲击金属表面

喷砂通常使用钢丸为原料,也称为抛丸。

4.jpg

图三金属表面形成凹凸不平的粗糙面

此种粗糙面是有圆形钢丸撞击金属表面,形成的凹坑

和受力挤压凸出形成的。

5.jpg

图四包裹型毛细孔

因大和小钢丸相邻撞击,造成大钢丸挤出金属量大于

小钢丸挤出量,且将表面黑色氧化皮和油脂混合物包

裹在其中,形成海绵吸水性毛细孔。

6.jpg

图五开放性毛细孔

因喷丸在部分区域覆盖不足,表面粗糙作业不完全而

形成。其钢丸撞击形成挤出物未能完全闭合而将表面

黑色氧化皮和油脂混合物包裹在其中,形成海绵吸水

性毛细孔。

7.jpg

图六疏松型毛细孔

这种毛细孔是因为表面有严重的氧化皮和粘附性油污

,在喷丸时,受力、挤压、挤出造成与金属相互包裹

支撑,形成较大范围的海绵体疏松表层。此种现象是

吐酸发生因素中最大的原因。

8.jpg

图七切割型毛细孔

此种毛细孔为钢丸使用一段时间后,破裂形成较尖锐

的铁屑,高速打入金属表层后又脱落,形成的切割型

毛细孔。

以上图示我们大致列出了几种毛细孔,在喷砂过程中形成的可能性。这些毛细孔内,均有黑色氧化皮和粘附性油污夹杂。在电镀过程中,毛细孔内这些疏松异物质吸入外部液体,并锁在孔内。在电镀完成后,受外部环境的干燥度和温度影响,和工件冷却收缩的过程中向外吐出,从而与镀锌层进行化学反应形成白色锌氧化物。

四种毛细孔形成原理中,疏松型毛细孔是最大的影响因素,次之为包裹型毛细孔。

三,应对措施

   从吐酸现象发生原因分析中,我们可以很好地寻找针对性的应对措施进行改善。根据产品生产制造的流程我们可以分为两部分进行,电镀前预防和电镀中防治。

   电镀前预防:

1,      喷砂前工件需经过酸洗防锈处理,防止工件表面有严重的氧化皮和粘附性油污,在喷砂时产生疏松型毛细孔。如毛胚有做热处理工艺的,应在热处理前首先进行脱脂处理。

2,      喷砂用的钢丸,大小需要经常性筛网清理,将大小钢珠进行分离。

3,      喷丸用的钢丸,可以用废弃的脱脂液进行脱脂保养。维护钢丸的洁净度,可减少钢丸上的粘附油污不被打入工件表层。

4,      定期更换使用过久的钢丸,确保碎裂钢丸不会越积越多。

5,      工件喷砂后应缩短机加工的停滞时间,确保工件不长期闲置而形成生锈和被动式污染。

电镀中防治:

1,      机加工后的工件应及时电镀,防治生锈的工件需要长时间的酸性,而破坏致密性的金属层和毛细孔的异常扩张。

2,      不应该用较高的碱含量脱脂剂进行长时间的脱脂,防止高浓度的碱渗入到毛细孔内。

3,      脱脂后的超声波清洗,可有效的将毛细孔中脏污清洗,杜绝毛细孔海绵体物质过多的吸附外界的液体。

4,      不可用高浓度或长时间的酸洗工艺管控,防止喷砂后工件表面不均匀的纯金属层被破坏,和毛细孔开口被无端扩张。

5,      有条件的,可采取酸性镀锌打底方式,快速地覆盖一层基础锌层,再用碱性镀锌将镀层增厚,从而填补毛细孔及最终获得优良的碱性镀锌层。

6,      在电镀后和钝化前,可采取超声波清洗,或冷热水交替清洗的方式,将可能存在的毛细孔内液体逼出。

7,      烘干时间应确保有效地温度和烘烤时间,产品能够充分的进行干燥。如需要做封闭层的产品,在烘烤后再进行封闭为最佳。

四,总结

    以上分析及应对措施,因涉及设备、流程和成本的考量。建议采取逐步改善方式进行。在电镀前进行管控为最佳选择手段。电镀中的应对措施,可根据自身条件选择性的采取应用。



文章来源:四川兴荣科科技有限公司



[打印]

主办单位

广东智展展览有限公司

中国表面工程协会电镀分会

中国表面工程协会涂装分会

重庆表面工程协会

重庆表面工程技术学会

重庆市涂料涂装行业协会

重庆汽车工程学会


协办/支持单位

香港表面处理学会

四川省表面工程行业协会

重庆市电镀行业协会

贵州省装备制造业协会表面工程分会

贵阳市表面工程行业协会

广西表面工程行业协会

中国汽车汽配用品联合会

佛山市南海区铝型材行业协会

中国表面工程协会各委员会、各省市地方表面工程/电镀协会


境外合作/支持单位

美国粉末涂料涂装协会


同期活动
参观登记
 
 
广东智展展览有限公司 粤ICP备05138619号    展会介绍  |  展会新闻  |  行业新闻  |  网站地图  |  免责声明  |  联系我们  |  智展官网