鋁件鍍銀出現「黑斑」的原因及其消除

鋁件鍍銀出現「黑斑」的原因及其消除

http://www.pf.hc360.com2011年12月22日09:08中國電鍍助劑網

    裴城關

    （中國空空飛彈研究院十五分廠，河南洛陽471003）

    摘要：某批次鋁零件在鍍銀後噴漆加工過程中出現了黑斑。從原材料、電鍍和噴漆加工工藝等方面對黑斑產生的原因進行了討論，通過表面和截面形貌觀察、電鏡分析、能譜分析等方法對黑斑與正常鍍銀層進行了對比，確定了黑斑為鍍銀層被硫元素汙染所致，並找出了鍍銀層變色的原因，排除了故障。

    關鍵詞：鋁合金；銀鍍層；黑斑；變色；硫；汙染

    中圖分類號：TQ153.16 文獻標誌碼：A 文章編號：1004-227X(2011)10-0017-03

    1·前言

    某型號飛彈有多種鍍銀後噴漆的鋁合金零件，上蓋是其中之一。在加工過程中，零件噴漆後容易出現「黑斑」，嚴重影響到零件的外觀質量。由於此型飛彈為國防急需產品，而鍍銀後噴漆工藝在重點型號飛彈上應用廣泛。因此，「黑斑」成為亟需解決的工藝瓶頸。

    2·服役環境

    上蓋通常應用於飛彈的電子艙段，有較高的電性能要求。零件採用防鏽鋁加工，工作環境密閉，裝配後不存在二次生鏽的可能性。「黑斑」成分的不確定，給零件的重要性能──電性能打上了問號。只有找出問題產生的原因，才能就「黑斑」對零件的質量影響作出合理評估，並避免此類問題的再次發生。

    3·原因分析

    3.1 材料

    上蓋由0.5mm厚的LF21鋁板材加工而成。此型號飛彈上有多種同材料、類似形狀、同工藝的零件，比如蓋子4、下蓋等，而同時期加工的類似形狀的零件並未出現此類故障。比如，出現故障的上蓋和未出現故障的蓋子4等均由同批次板材加工而成。因此，可以斷定，並非原材料缺陷導致故障。

    3.2 加工工藝

    上蓋鍍銀的大致工藝路線為：機加來件─前處理─浸鋅─電鍍鋅─電鍍銅─電鍍銀─噴漆─浸塗823─入庫。

    3.2.1 電鍍工藝

    首先，考慮到有可能是電鍍的某個生產環節發生了改變，從而導致故障的產生。經查，生產條件並未發生任何改變，且同時期加工的類似零件並未出現此類故障。因此，排除了電鍍生產條件發生改變的因素。根據以往的生產經驗，導致鍍銀件變色最常見的原因為硫元素對鍍銀層的影響。之前，曾經發生過鍍銀後的零件未及時包裝並密封保存，久置在電鍍廠房中而導致鍍銀層變黃。但是該故障零件鍍銀後，均及時包裝並置於乾燥器皿中保存，可見並非受到廠房空氣氣氛的影響。

    3.2.2 噴漆工藝

    上蓋的噴漆加工，出現過整批返修的紀錄。原因為缺口未堵上，使漆霧進入，並附著在鍍銀層表面而無法清除。為防止此類故障的發生，加工過程中，常用3M膠帶將缺口封死，以杜絕漆霧進入。

    黑斑的出現，可能是因為缺口密封不嚴，使漆霧等有機氣氛進入。有機氣氛從鍍層空隙進入，從而腐蝕鍍鋅層。鍍鋅層腐蝕產物從鍍層空隙中泛出，表現為黑斑。為此，做了以下實驗來驗證：在200倍放大鏡下對「黑斑」進行拍照，並檢查是否出現堆積或者腐蝕坑。其照片如圖1所示。經測量，未出現堆積或腐蝕坑。因此，排除了是漆霧腐蝕鍍鋅層或鍍鋅層腐蝕物從銀層下泛出而導致「黑斑」的可能性。

    3.3 「黑斑」成分分析

    在理化手段的協助下，對「黑斑」取樣，進行了金相分析。黑斑處和正常處截面照片如圖2所示。可以看出，上蓋鍍銀面「黑斑」處與正常處沒有區別，所以黑斑只是影響了鍍銀層的表面，而對鍍銀層內部並無影響。