维普资讯 http://www.cqvip.com ・２６・ Ｊａｎ．２００８ 文章编号：１００１．３８４９（２００８）０１．００２６．０３ 铝气缸体镀铬层精磨掉铬浅析 奚 兵 （常州市荆川里新村１２丙２０１，江苏常州２１３０１５） 摘要：分析了铝气缸体镀铬层精磨掉铬的原因有：前处理不良、铬镀层氢脆、补镀件和返镀件处理不 当、镀液性能差、磨削量过大等。给出了相应的解决方法及措施。介绍了各工序操作中应注意的问 题及补镀和镀层退除方法及效果。 关键词：铝气缸体；镀铬；掉铬；结合力 中图分类号：ＴＱ１５３．１１ 文献标识码：Ｂ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｒｏｍｉｕｍ Ｄｒｏｐ Ｄｕｒｉｎｇ Ｆｉｎｉｓｈ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｏｆ Ｃｈｒｏｍｉｕｍ Ｃｏａｔｉｎｇ ｏｎ Ａｌｕｍｉｎｉｍｕ Ｃｙｌｉｎｄｅｒ ＸＩ Ｂｉｎｇ 引 言 物从基体外溢，因而镀层可能起皮、掉铬。 解决方法为加强镀前的毛坯质量检验。也就是 ２００６年《表面工程资讯》第４期有则咨询描述： 对气缸内孔基体表面如有较明显砂眼、气孔等缺陷， 铝气缸体内孔镀铬，磨床深磨总是掉铬。我厂生产 不符合镀铬要求的应剔除。 的摩托车发动机，最初铝气缸体镀铬的成品率也只 １．２ 除 油 有６５％，经过对工装夹具、不合格件补镀和镀层退 由于铝件所使用的除油液碱性较弱，脱脂能力 除等方面的工艺改进，使镀铬层总合格品率提高到 相对较低，故工件表面往往附有油脂，影响后续工序 １００％，镀后尺寸精磨无掉铬¨！。 的处理质量，最终可能造成镀铬层结合力不良的隐 实践证明，由于铝是两性元素，它在酸性和碱性 患，在磨床深磨时出现掉铬故障。 溶液中都有被侵蚀的倾向，加上铝气缸基体表面有 鉴于此，应先用有机溶剂（如汽油、煤油等）净 砂眼、气孔等缺陷，且所镀铬层较厚（约２００／ｘｍ）， 化，除去气缸在机械加工过程中留下的各类油脂，待 内应力大。若不经过特殊工艺处理或处理不当，镀 溶剂挥发净以后，再用较洁净的弱碱性溶液进行化 层起泡、易剥离。对于如何解决铝气缸体镀铬层精 学除油。 磨掉铬，是值得探讨的问题。 除油后还应采用三氯化铁处理，它不但能在铝 １前处理不良 表面生成致密的松孔膜金属铁，使电位正移，并且还 可以发现除油质量的好坏，如铁化处理后铝表面呈 １．１毛坯的缺陷 灰白色花斑，（应微红褐色）说明除油不彻底，必须 压铸铝气缸体毛坯有砂眼、气孔等缺陷。尤其 重新脱脂。 内孔经过机械切削后，使表面暴露出的砂眼、气孔更 １．３酸蚀 为明显。在前处理工序中使用的酸性和碱性溶液清 铝气缸体多数为硅一铝合金压铸件，硝酸出光液 洗不净，这些部位的铝也能被腐蚀溶解，镀铬后残留 中需加入氢氟酸，除去铝表面硅的化合物，使表面完 收稿日期：２００６—１０—２３ 修回日期：２００６—１１—２６ 作者简介：奚兵（１９３５一），男，江苏苏州人，长期从事表面处理工作． 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年１月 电镀与精饰 第３０卷第１期（总１７８期） ・２７・ 全活化，从而得到均匀、洁净的亮白色或灰白色表 面。 ｍ左右，应控制３０～６０ ｓ内；１００ ｍ或更厚铬层 的补镀件应２ ｍｉｎ，但最长不得超过３ ｍｉｎ。 有些情况下不必阳极刻蚀处理，如刚镀铬１０ ｍｉｎ内，因断电尚未出槽的，只要事先将整流器电压 需要注意的是，酸蚀时间不宜过长，一般控制在 ３～５ ｓ以内；铝件在酸槽中提出要快，并迅速移人流 动水槽中充分清洗，防止因工件在空气中停留时间 过长，造成铝基体表面粗糙，影响浸锌和镀铬层的结 降至３ Ｖ，以小电流阴极活化一段时间即可续镀。 对于镀铬在３ ｈ以上中途断电又未出槽的，则阳极 合力。 １．４浸锌 浸锌是铝气缸内孔镀铬前处理中最关键工序， 它直接影响到铬镀层的质量。应采用二次浸锌并需 用二只锌槽分别浸锌。 重点是第２次浸锌。质量好的浸锌层呈米黄 色、瓦灰色或青灰色，都具有微光泽。不允许有明显 的块状斑点、光泽不均、疏松粘膜、结晶粗糙等疵病。 操作时手和物不得触及受镀部位，否则将会影响镀 层的结合力。 ２铬镀层的氢脆 由于铝气缸体所镀铬层较厚，如２００ Ｉｘｍ左右， 铬的沉积伴有氢脆产生，这对铬层深磨是十分不利 的。可采取以下方法及措施解决： １）先将镀铬液加温至４０℃，铝件经浸锌、清洗 后带电下槽，起镀电流密度为１６ Ａ／ｄｍ 。总电流随 工件增多而提高，待工件全部下槽完毕，逐步提高至 正常电流密度为４０ Ａ／ｄｍ ，镀液温度同样随电流密 度的提高升至（５５±２）℃。这种施镀操作法效果显 著，工艺范围宽，镀层结合力好。即使是挂具与极棒 发生导电故障，也不会造成镀层起皮。因而质量稳 定，一次合格率（指镀层结合力）高达１００％。 ２）镀后进行热处理去氢。将镀铬后的气缸体 放进恒温箱式电炉中，加热到１８０～２００℃并保温３ ～５ ｈ，加热镀层使铬中的氢气被驱遣出来。 ３补镀退镀及重镀件 有的掉铬是补镀和退镀后重镀件，多次返修引 起的。 ３．１补镀 补镀是在已有铬层上再镀一层铬。补镀不好会 分层，有些出现起皮，有些在磨削中因受力而剥离。 补镀层的结合力取决于阳极刻蚀时间。应根据 不同厚度的已有铬层采用不同的时间。例如，已有 铬层厚度在１０ ｍ以内不能超过１０ ｓ；厚度在５０ 刻蚀３０ ｓ后转阴极小电流起镀，此时电压都应降至 ３ Ｖ以下，这一点很重要。只要补镀件表面净洁，操 作温度稍高些便可获得结合力良好的补镀层。 ３．２镀层退除 铝气缸体镀铬不合格件镀层退除，不能用盐酸， 也不能在镀铬液中反电退镀。采用常规无硫酸根的 铬酸溶液电解退除，也必须严格掌握操作时间，防止 铝基体被腐蚀溶解，重者会直接报废，轻者镀铬层结 合强度下降。 鉴于此，曾改进用弱碱性的碳酸钠电解液退除， 取得较好效果。其工艺为碳酸钠５０～７０ Ｌ，阳极 电流密度１０～２０ Ａ／ｄｍ ，室温。当铬层退尽时，电 极反应基本停止，电流会自然下降至接近０，故铝基 体不会产生溶解，且表面光亮如新，相应提高了镀铬 成品率 ４镀液性能差 铝气缸体镀铬液中的有害杂质主要是铝、锌、三 价铬及氯根等，杂质积累的量过多时，会使镀液性能 变差，降低镀层结构组织的致密性、结合力和光亮 度，最终可能造成镀层在磨床深磨中掉铬。 因此，要严格控制镀液中杂质的积累，做到定期 分析镀液，掌握镀液性能的变化，及时处理，稳定镀 层质量。应注意气缸散热片等非受镀表面浸锌层， 它既消耗镀液中的酸，使ｓ０ 与ＣｒＯ 的实际比值 降低，又会使三价铬急剧升高。所以铝件浸锌后，必 须充分清洗，减少表面残留锌酸盐带入铬槽，破坏镀 液性能。另外，镀液配制和补充应采用蒸馏水或去 离子水 ５磨削量过大 铝基体镀铬层由于硬度高、应力大，磨床深磨负 荷下掉铬是常见故障，磨削量过大尤甚。应先将磨 床冷却液注入被磨工件（即气缸体内孔）加以润滑， 然后用较小磨削量，如刚开始进刀（砂轮），只能稍 微接触到被磨件表面，且往复几次，使其适应磨削负 维普资讯 http://www.cqvip.com ・２８‘ Ｊａｎ．２００８ Ｐｌａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ Ｖｏ１．３０ Ｎｏ．１ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．１７８ 荷后，再逐渐加大磨削量，但也不能过大。对于铬镀 铬带来困难。特别是铸铝有砂眼、气孔等缺陷，往往 层尺寸精磨的负荷工作量应比钢铁件小一些为宜。 降低镀层与铝基体的结合力，故深磨易掉铬。实践 这样，便可解决磨床深磨掉铬的问题。 证明，采取相应预防措施，能够将铝气缸体镀铬成品 ６结束语 率大大提高，甚至达１００％。 铝气缸体内孔镀铬是为提高气缸体的耐烧蚀和 参考文献： 耐磨性能，延长使用寿命。由于铝属两性金属，在酸 ［１］奚兵．铸铝气缸镀铬［ 材料保护，１９９５，２８（９）：２７一 碱溶液中都不稳定，且表面的氧化膜不易除去，给镀 ２８・ 高效多能磷化液的制备 金属表面除锈防锈的传统方法是人工或机械除 ２．２操作步骤 锈，这些方法劳动强度大，工作环境差，除锈效率低。 １）按配方比例称好所需原料并做好记录； 采用化学法除锈，对工件腐蚀性强，且防锈时间短， ２）每ｋｇ试剂取动物胶８ ｇ，加入３００ ｇ的水进 废水及废渣排放量大，污染环境。高效多能磷化液 行浸泡膨胀，时问视膨胀程度及气温定，夏季浸泡时 克服了上述缺点，简化生产工序，降低成本，提高生 间一般４～６ ｈ，冬季一般８～１２ ｈ； 产效率。磷化液的原液即除锈防锈剂还可代替防锈 ３）将４５０ ｇ磷酸加入不锈钢反应釜，缓慢升温 漆直接使用，省工省料，防锈时间可达一年。并且与 至５０ｃ【＝，搅拌下将１２ ｇ银粉小心多次由漏斗中加 油漆结合后可提高油漆的附着力和光亮度。 入，当反应剧烈温度升高时，可将反应釜以冰水浴中 １磷化液配方（均为质量分数） 冷却，待银粉加完后，继续升温至１４０～１６０￣Ｃ，再度 反应；反应毕在料液中加入钼酸铵，置水中冷却。当 磷酸 ４５％ 温度降至５０℃时加入Ａ．Ｂ．ｓ并继续搅拌冷却； Ａ．Ｂ．Ｓ ０．１％ ４）在浸泡膨胀后的动物胶中补加余量水和明 ＴＸ．１０ ０．２％ 矾，经加热搅拌使其全部溶解，然后再加２ ｇ ＴＸ．１０； 明矾 １％ ５）将冷至室温的磷酸盐溶液缓慢地加入上述 银粉 １．２％ 胶液中，搅拌下使料液充分反应，稍冷后再将３ ｇ熟 钼酸铵 ０．５％ 料粉加入，放置自然冷却并消泡； 动物胶 ０．８％ 熟料粉 ６）取混合后的反应液，用广泛试纸测ｐＨ，当ｐＨ ０．３％ ＜１时应首先补加水至配方量的总体积，否则可用 水 余量 固碱调整至ｐＨ为１，调整后的溶液即为除锈防锈 ２制备方法 剂。再在除锈防锈剂中加入一半水即稀释成高效多 ２．１工艺流程 能磷化液。 制备磷化液的工艺流程如下： ３产品质量标准 １）外观 微灰或淡黄色液体 一匾竺 ２）ｐＨ １ ３）相对密度 １．３２～１．３６ 明矾ＴＸ－１０ 动物胶一区圈 匝亟圈— 一 孙永泰 ５ｏ￣ｏ． （辽宁省辽中县水利化工设备厂１１０２００） 飚二匮 圃＋－－圃＋－－匝匦