铝合金表面电镀金层出现花斑，怎么解决？

发布日期：2023-05-22 作者：点击：

　　铝合金零件比强度高，防护性能好，各种表面处理技术成熟，在航空领域应用广泛。
　　斑点特征
　　零件表面有两类斑点:A类斑点严重，有明显凹陷，主要分布在零件的孔、槽周围；b型斑点轻微无凹陷，几乎遍布零件表面，分布位置不规则。
　　原因分析
　　将带有A型斑点的失效零件切割制成金相试样，放大500倍观察切割面的形貌，发现A型斑点处的涂层很薄。两种类型的点各取十块，用X射线测厚仪测量点处的涂层厚度，列于表1中。
　　该零件所需的化学镀镍层和镀金层厚度分别为8～12微米和0.5～1.0 μm。从表1可以看出，A类斑点镀金层厚度合格，化学镀镍层较薄；B类斑点镀金层和化学镀镍层厚度合格。由于该工艺中碱性化学镀镍作为底漆，厚度只有0.4~0.8μm，因此推测A级点化学镀镍厚度不合格主要与酸性化学镀镍有关。
　　从人、机器、材料、法律和环境五个方面探讨了产生斑驳的原因。
　　1.人
　　加工零件的操作工没有变化，排除了人为的斑驳。
　　2.装备
　　生产车间其他设备没变，但有大大小小两个酸性化学镀镍槽。使用大槽时没有A型光斑，只有B型光斑；使用小凹槽时有两种斑点。
　　观察到通过循环过滤搅拌酸性化学镀镍溶液以使溶液流动，并且搅拌强度不大。当用1 mm铝线悬挂时，零件在流动的溶液中会有轻微的晃动。吊架安装时牢固，零件不晃动。而且电镀挂具放入小槽后，移动空间很小，即使用手摇动，幅度也很小，不利于零件的移动和搅拌，可能导致化学镀镍时零件表面附着的气泡产生难以分离的麻点等缺陷。因此，化学镀镍液体积小可能是导致斑驳的原因之一。
　　3.材料
　　各种浴液都是合格的，可以消除浴液的影响。运行人员反映，混酸腐蚀后大部分零件表面出现大面积腐蚀斑，这些腐蚀斑的形貌与B类腐蚀斑一致，但与A类腐蚀斑不同。据推测，零件基体在电镀前的腐蚀是产生斑点的原因。
　　4.加工方法
　　操作流程按照工艺要求进行，各工序工艺参数也在要求范围内。生产后发现，生产过程中使用了两种安装方式——直径1 mm的铝线和不锈钢吊架。电镀后用铝线扎的零件只有B型斑点，而用不锈钢衣架挂的零件电镀后两种斑点都有。
　　5.环境
　　故障不是发生在秋冬加工，而是发生在7-8月间。一般6-8月份是铝合金零件腐蚀失效的高发期，腐蚀容易导致后续涂层喷霜，所以基体的腐蚀也是可能的原因之一。
　　过程测试和原因调查
　　根据以上分析，推测电镀金层出现斑点的主要原因如下:
　　(1)化学镀镍液的选择不合理与零件的装配、悬挂方式不合理相互作用，导致酸性化学镀镍过程中搅拌效果不佳，导致零件表面出现A类斑点。
　　(2)在7-8月期间，基体容易腐蚀，导致零件表面出现B级斑点。因此，根据工件的不同安装方式，提出了解决方案，并通过实验进行了验证。
　　1、铝线绑扎试验
　　零件混酸腐蚀完成后，将有斑点的基板表面打磨，去除零件基板上的锈迹，然后用直径1mm的铝线扎牢，按正常工艺完成镀金。零件涂层外观合格，无斑点。
　　2.吊架安装测试
　　用挂架挂零件，按工艺镀金，选择大型酸性化学镀镍槽，化学镀镍时每隔5分钟手动摇动零件。后续镀金层没有A型斑点，只有B型斑点。
　　零件经混酸腐蚀后，将斑驳的基体打磨掉表面锈痕，然后用挂具将零件挂住，按正常工艺流程完成镀金。工艺过程中还选用了大型酸性化学镀镍槽，化学镀镍过程中每隔5分钟手动摇动零件。Z终获得外观合格、无斑点的镀金层。
　　讨论和改进
　　在酸性化学镀镍过程中，溶液搅拌不够剧烈时，会有氢气泡附着在零件表面，当气泡生长到一定程度时，就会脱附，形成点蚀缺陷，即A类斑点。吸附气泡的部分表面被气泡从化学镀镍溶液中分离出来，化学镀镍反应被阻断，所以这个地方的化学镀镍层很薄。
　　点蚀缺陷在电镀生产中很常见。在加工过程中，选择大的镀槽，用压缩空气机械地或周期性地搅拌零件，使零件得到有效搅拌，不出现A类斑点。
　　夏季人体大量出汗，人手触摸后残留在铝合金零件表面的汗渍中的CI和湿热的环境会加速铝合金的腐蚀。所以每道工序后都要用去离子水清洗零件，防止切削液、汗渍等容易导致零件表面腐蚀的物质。
　　如果下道工序不能及时安排加工，应采取防锈措施。如果零件表面已经生锈，在进入下一道工序前，应打磨除去生锈的产品，以免出现B类斑点。采取上述措施后，零件合格率由12%提高到100%。