前 言

由于長期承擔小型無人駕駛飛機的生產(chǎn)任務，其中發(fā)動機汽缸材料為鑄鋁合金。為了提高汽缸體內(nèi)腔的表面硬度，增強耐磨性能，長期以來一直采用鍍硬鉻工藝；鍍層的各項性能均較好。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細小環(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，必須深入生產(chǎn)現(xiàn)場，逐個工序進行排查。

在進行鍍前預處理時，發(fā)現(xiàn)工人采用銅絲吊掛汽缸體進行一系列的操作，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，導致鍍層剝落。當完成鍍前預處理工序進入鍍鉻槽時，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，嚴重影響了鍍層的結(jié)合強度。

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，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，有些甚至會發(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)過不同的化學溶液，若鑄件的縮松孔直徑及數(shù)量超過正常規(guī)范，勢必造成化學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

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

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

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，應嚴格遵守工藝規(guī)范，才能獲得較好的鍍層。

基體材質(zhì)對產(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溶液殘留，形成許多微觀的腐蝕原電池，產(chǎn)生嚴重的晶間腐蝕，將對產(chǎn)品的物理性能、機械性能以及氣密性造成不良的影響。這一點應引起產(chǎn)品設計及使用人員的重視，盡量避免或減少產(chǎn)品由于材質(zhì)和機械設計在電鍍過程中對鍍層質(zhì)量的不良影響。