前 言

由于長(zhǎng)期承擔(dān)小型無人駕駛飛機(jī)的生產(chǎn)任務(wù)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸材料為鑄鋁合金。為了提高汽缸體內(nèi)腔的表面硬度，增強(qiáng)耐磨性能，長(zhǎng)期以來一直采用鍍硬鉻工藝；鍍層的各項(xiàng)性能均較好。然而近來有一批汽缸體在鍍鉻后出現(xiàn)了鍍層剝落的現(xiàn)象，經(jīng)過工藝人員的分析，找出了故障原因，并提出了解決方案。

1故障分析

由于鋁在空氣中易氧化，從前處理到電鍍的每一個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能引起鍍層剝落，因此在查找原因時(shí)，必須深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，逐個(gè)工序進(jìn)行排查。

在進(jìn)行鍍前預(yù)處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)工人采用銅絲吊掛汽缸體進(jìn)行一系列的操作，因此在酸洗后，銅將在硝酸中溶解并置換到鋁基體表面，隨后浸鋅層附著在置換銅層上，與基體結(jié)合力下降，導(dǎo)致鍍層剝落。當(dāng)完成鍍前預(yù)處理工序進(jìn)入鍍鉻槽時(shí)，未采用帶電下槽使得浸鋅層在鍍鉻槽中部發(fā)生溶解，浸鋅層被破壞，嚴(yán)重影響了鍍層的結(jié)合強(qiáng)度。

另外，在前處理過程中，發(fā)現(xiàn)浸鋅后缸體內(nèi)表面部分區(qū)域出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)，與鋁合金鍍鉻前所要求的均勻深灰色鋅膜不符，造成鍍鉻層結(jié)合力不好，鍍層剝落。從汽缸體的外觀看，在鍍層剝落部位無論是內(nèi)腔還是外壁均布滿聚集在一處或多處的微小而不連貫的縮松孔。由資料可知，此孔形狀不規(guī)則，孔內(nèi)粗糙不平，晶粒粗大，有些甚至?xí)l(fā)生金相組織的改變。由于汽缸體電鍍前處理工序較多，分別經(jīng)過不同的化學(xué)溶液，若鑄件的縮松孔直徑及數(shù)量超過正常規(guī)范，勢(shì)必造成化學(xué)溶液滲入鑄件基本內(nèi)部，在操作過程中難以清洗干凈，鍍鉻時(shí)溫度升高，殘留在孔隙中的溶液滲出，致使鑄鋁基體表面膜成分發(fā)生改變，造成鍍層剝落。

2 解決方法

首先要求工人嚴(yán)格按照工藝規(guī)范進(jìn)行操作，鍍前預(yù)處理過程采用鋁絲吊掛汽缸體，避免發(fā)生銅置換現(xiàn)象。在鍍前預(yù)處理后，盡量縮短汽缸體在空氣中的停留時(shí)間，并帶電下槽，小電流活化后，升至正常電流進(jìn)行電鍍。

此外，對(duì)于汽缸體內(nèi)表面浸鋅后出現(xiàn)的少量黃斑，經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)若用手輕輕將黃斑擦凈，仍可鍍出結(jié)合強(qiáng)度良好的鍍層。同時(shí)，汽缸體在經(jīng)過處理后，必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗、烘干。若鑄件缺陷較嚴(yán)重，缸體可采用二次電鍍的方法，將第一次不合格鍍層退掉，擱置一段時(shí)間，進(jìn)行第二次電鍍，能夠獲得結(jié)合強(qiáng)度較好的鍍層。

3 小 結(jié)

影響鋁基體上鍍鉻的因素很多，從掛具的選擇到工序間的操作，應(yīng)嚴(yán)格遵守工藝規(guī)范，才能獲得較好的鍍層。

基體材質(zhì)對(duì)產(chǎn)品的鍍層質(zhì)量有著不可忽視的影響。雖然通過工藝能夠解決有缺陷的鑄件鍍層結(jié)合強(qiáng)度的問題，但由于基體內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷所造成的部分化學(xué)溶液殘留，形成許多微觀的腐蝕原電池，產(chǎn)生嚴(yán)重的晶間腐蝕，將對(duì)產(chǎn)品的物理性能、機(jī)械性能以及氣密性造成不良的影響。這一點(diǎn)應(yīng)引起產(chǎn)品設(shè)計(jì)及使用人員的重視，盡量避免或減少產(chǎn)品由于材質(zhì)和機(jī)械設(shè)計(jì)在電鍍過程中對(duì)鍍層質(zhì)量的不良影響。