鑄鐵以耐磨性好、成本低、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、消振性好、缺口敏感性低以及容易切削加工等優(yōu)點(diǎn),在汽車(chē)、航天、造船等行業(yè)得到廣泛應用。但鑄鐵表面容易銹蝕,生銹后很難處理,裝飾性差,需要通過(guò)后續處理來(lái)改善其表面性能。電鍍可有效改善鑄鐵件的外觀(guān)和耐腐蝕性能,已成為推廣應用和研究的熱點(diǎn)。
1·鑄鐵件的特殊性和電鍍對策
與軋制、鍛造鋼等其他基材相比,鑄鐵件加工工藝特殊,結構復雜,電鍍也相對困難。針對鑄鐵件的特殊性,采取的電鍍對策是:
(1)鑄鐵件表面含碳量高,表面殘留大量型砂或碳硅化合物,氫在碳上的過(guò)電位低,易析出而產(chǎn)生大量氣泡[1],在給定電流下難以達到金屬沉積的電位,鍍層不易生長(cháng),因此鑄鐵件電鍍鋅鎳合金只能選擇電流效率高的酸性系統(酸性鋅鎳合金電流效率為90%左右,堿性鋅鎳合金僅在50%左右)。鑄鐵件的結構一般比較復雜,因此也要采用分散性強和覆蓋能力好的電鍍溶液。
(2)鑄鐵基材結構疏松,多孔,存在大量砂眼和縮孔,表面粗糙,凹凸不平,因此微觀(guān)電鍍表面積比宏觀(guān)面積大很多,導致實(shí)際電流密度比表觀(guān)電流密度小得多,因此不僅要采用酸性電鍍體系,起始電流也應比其他鋼基材大1~2倍。通過(guò)大電流沖擊瞬間激活表面,才能使疏松表面被致密鍍層覆蓋[2]。
(3)鑄鐵件表面在高溫鑄造過(guò)程中會(huì )形成一層不導電的氧化膜,阻礙鋅鎳合金鍍層生長(cháng)。因此電鍍之前必須徹底去除表面的氧化皮。鑄鐵件的一般加工過(guò)程為:鑄造─拋丸─機加工。拋丸是鑄鐵件電鍍的重要處理步驟,主要利用噴砂機械打擊表面,不僅可去除氧化皮,而且使澆鑄時(shí)形成的高碳層脫落,造成微觀(guān)粗糙,有利于提高鍍層結合力,因此拋丸的質(zhì)量直接影響鑄鐵件的電鍍質(zhì)量。
(4)在加工過(guò)程中,鑄鐵件表面會(huì )殘留大量的油脂、潤滑油和冷凍劑,以及來(lái)自鑄模的殘留物,噴砂殘留的砂粒和鐵屑在儲存過(guò)程中受外界影響會(huì )生成氧化膜等不溶性污染物,而且鑄鐵表面本身就存在大量石墨,因此鑄鐵件需要通過(guò)特殊的酸洗和超聲波清洗等前處理工序,才能形成潔凈、均勻潤濕、導電性好、容易電鍍的表面。