黑色金屬鑄件,一般分為鑄鋼件和鑄鐵件,這里僅討論鑄鋼件的電鍍鋅,鑄造碳鋼具有較高的強(qiáng)度和較好的塑性,鑄造性能和焊接性能良好,可切削性差,可用作軋鋼機(jī)機(jī)架、軸承座、連桿、箱體、曲拐及缸體等。由于鑄鋼件具有優(yōu)良的機(jī)械加工性能,能壓鑄成幾何形狀復(fù)雜的工件,而且價(jià)格便宜,所以在機(jī)械制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鑄鋼件通常需要進(jìn)行鍍鋅處理,在電鍍過程中,氫易于析出,造成嚴(yán)重析氫,不利于金屬離子在工件表面沉積,鍍層容易脫皮、需專門的前處理工序。
1.鑄鋼件基材成分及前處理
鑄鋼件為ZG270-500鑄鋼件,其成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))為:0.40%C、0.50%Si、0.90%Mn、0.04%P與S、98.16%Fe。
鑄鋼件首先進(jìn)行防滲出預(yù)處理,然后進(jìn)行除油:5%998除油王,θ為50~55℃,t為5-10min化學(xué)除油處理及陽極電解除油,酸洗除銹:鹽酸15%,多功能酸洗添加劑1.5%,室溫,t為1~2min,預(yù)浸后不水洗直接鍍鋅。
鉀鹽鍍鋅溶液配方如下:
KCl 240g/L ZnCl2 50g/L 硼酸 30g/L
LAN―919 18ml/L 室溫
PH 5.6~5.8 Jκ1.0A/dm2
電鍍20~30min,鑄鋼件表面形成均勻的鋅鍍層。電鍍后處理:出光―R·G135三價(jià)鉻藍(lán)白鈍。
堿性鋅溶液配方如下:
燒堿 140g/L 氧化鋅 120g/L
RG―2005開缸劑 10ml/L RG―2005光亮劑 2ml/L 室溫
Jκ 1.5A/dm2
電鍍30min,鑄鋼件表面形成均勻的鋅鍍層。電鍍后處理:出光―R·G165三價(jià)鉻彩鈍。
2.電鍍層質(zhì)量測試
1)附著力。按照GB/T5270-2005金屬基體上的金屬覆蓋層電沉積和化學(xué)沉積層附著強(qiáng)度試驗(yàn)方法評述標(biāo)準(zhǔn),對鍍鋅層附著強(qiáng)度進(jìn)行檢測試驗(yàn);
2)厚度與致密度。JSM-6360LV掃描電子顯微鏡檢測;
3)外觀。按照GB/T9799-1997金屬覆蓋層鋼鐵上的鋅電鍍層標(biāo)準(zhǔn),對鋅鍍層的外觀與厚度進(jìn)行檢測;
4)鍍層成分分析。電鍍層化學(xué)成分分析表明;沿著基體金屬向鍍層方向,鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在遞增,鐵在遞減,這是由于電鍍過程起始階段,基體金屬上的鐵原子與鋅形成合金,隨著電鍍進(jìn)程的深入,鍍層主要以鋅與高分子配合物形成高分子配合物為主,基體金屬被鋅層所覆蓋,因而距離基體金屬較遠(yuǎn)處的鍍層,主要是鋅,這也加強(qiáng)了基體的防腐性能。