铸铁件电镀工艺要点浅析

王文忠

（洛阳市高新技术开发区山水富地15-3-502，河南洛阳471003）

铸铁件电镀工艺要点浅析

王文忠

（洛阳市高新技术开发区山水富地15-3-502，河南洛阳471003）

0 前言

电镀生产中常用的铸铁件有灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁。铸铁件电镀的难度比一般轧制钢件的要大一些。其主要原因有以下几点。

（1）铸铁件的含碳量和含硅量高。其中碳大多以游离态（石墨）或化合态（渗碳体）的形式存在。酸蚀过度，会使金属溶解而裸露出碳。由于氢在碳上的析出过电位较铁上的低，使氢在碳表面易于析出，造成电流效率很低，阻碍了金属沉积。铸铁件、渗碳件、淬水件等都有类似情况发生。

（2）由于工件表面粗糙且存在大量微小气孔，造成微观面积比公称面积大得多，其真实电流密度比表观电流密度小许多。大量微孔的存在给孔中残留溶液的清除带来麻烦。

（3）工件表面常常有较厚的氧化膜及硅酸盐不溶物，清除不彻底会造成镀层粗糙、结合力差。

1 镀前处理工艺要点

1.1 清砂

1.1.1 机械方法

常用方法有喷丸、砂光、磨光、抛光、精车等。通过这些方法能使工件表面光滑、平整，有利于电沉积的顺利进行。

1.1.2 化学法

通常是在含氧化剂的强碱溶液中使工件表面厚而致密的氧化层松动、溶解、剥落，然后在含氟化物的稀盐酸或稀硫酸溶液中除去硅酸盐。强碱溶液的组成为：NaOH 80～120 g／L，KMn O450～80 g／L，90℃以上，20～30 min。

1.2 除油

1.2.1 有机除油

通常用汽油作溶剂，除油之后可用碳酸钙粉擦拭干净。

1.2.2 化学除油

可用含有表面活性剂（如OP-10、十二烷基硫酸钠）的弱碱性化学除油液擦拭。如用超声波，效果会更好。

1.2.3 电化学除油

在弱碱性除油液中进行阳极除油，其配方为：Na3PO420～30 g／L，Na2CO315～30 g／L，葡萄糖酸钠20～30 g／L，10～15 A／dm2，50～70℃，20～30 s。

1.2.4 烘烤除油

如有大量油污渗入工件内部，用其他方法难以清除，可在300～400℃下烘烤，使油污蒸发出来。

1.3 酸蚀及弱浸蚀

1.3.1 酸蚀

对于表面有氧化物、硅酸盐不溶物的铸铁件，还可用酸直接浸蚀。有的厂家采用电化学浸蚀，其配方为：H2SO45～10 m L／L，HF 3～5 m L／L，5～10 A／dm2，0.5～1.0 min。

1.3.2 弱浸蚀

对于除油、机械加工后表面状态较好的工件，可进行弱浸蚀活化，其配方为：H2SO430～50 m L／L，HF 30～50 m L／L，室温，0.5～2.0 min。

用氨基磺酸除去工件表面的氧化物也是很好的办法。氨基磺酸具有强酸性，它与金属及其氧化物反应生成溶解度很大的氨基磺酸盐。氨基磺酸对金属的浸蚀性较小，不宜过腐蚀。

需要指出的是，以上处理之后工件必须用强力冲洗，如高压水洗或超声波清洗。清洗后工件应在磷酸钠稀溶液中保存，存放在水中容易生锈。

2 电镀工艺要点浅析

2.1 镀锌

2.1.1 氰化物及锌酸盐中碱性镀锌

碱性镀锌的电流效率低，大量析氢造成锌难以沉积。通常先用20～30 A／dm2的大电流密度冲击0.5～3.0 min，然后恢复至正常值，镀后用热水清洗碱液。最好是反复清洗、弱有机酸中和，再水洗。

2.1.2 弱酸性氯化钾镀锌

弱酸性氯化钾光亮镀锌具有电流效率高、沉积速率快、结晶细致光亮等特点，适合铸铁件电镀。但起始电流应为正常值的数倍，这样才能在瞬间激活工件表面，产生大量晶格，使疏松多孔的金属表面迅速被锌层覆盖。电镀之后同样需要反复清洗。

2.2 装饰性电镀

需要进行装饰性电镀的工件经抛光之后先进行预镀，一般预镀氰化铜或镍。如需镀光亮铜，宜选氰化铜预镀，其游离氰化钠以2～3 g／L较好。预镀时间不少于10 min。如需光亮镀镍，可选用普通镀镍液进行预镀，时间在20 min以上。

2.3 镀硬铬

灰铸铁、球墨铸铁及可锻铸铁材质上存在差异，使得镀硬铬的难易程度不一样，灰铸铁相比其余两种难度要大些。

2.3.1 铸铁件镀硬铬工艺流程

清砂→ 除 油 →酸浸 蚀 →流动 水洗→ 中和→ 装 挂具→ 绝缘 →装辅助 阳极→ 二道水洗→3%～5%的H 2浸 蚀SO 水4洗→ →下槽预热→ 阳极 刻蚀→ 镀铬（大电流冲击转正常镀）→回收槽清洗→ 水 洗→ 热 水洗→ 干 燥→除氢

2.3.2 工艺要点说明

（1）装挂及绝缘

铸铁件的导电性差，冲击电流特别大，因此，铜棒应有足够的截面积。将不镀表面包扎好，有孔的地方用铅丝塞好。

（2）预热

预热至镀件温度与镀液温度相近，可防止因基体与镀层线膨胀系数差异较大引起镀层剥落，对大工件尤其重要。预热可在镀槽内进行，一般3～5 min。

（3）阳极刻蚀

阳极刻蚀有助于活化工件表面，消除钝化，净化工件表面。阳极刻蚀时间要短，以防表面粗糙度遭到破坏，造成漏镀。刻蚀同样在镀槽内进行，电流密度为45～60 A／dm2，灰铸铁3～5 s，球墨铸铁3～15 s，可锻铸铁10～15 s。

（4）镀铬

镀铬时，起步用大电流冲击，此时电流表指示直线升高，大电流冲击有助于提高工件表面活化度，有利于晶格瞬间大量生成。灰铸铁100～120 A／dm2，球墨铸铁及可锻铸铁80～100 A／dm2，55～60℃，1～2 min。

（5）除氢

除氢有助于消除内应力，提高镀层与基体的结合力。除氢在镀后4 h内进行。一般在烘箱中，控制温度为180～220℃，保温2～4 h。

（6）镀铬液组成及工艺条件

铬酐250～300 g／L，硫酸2.5～3.0 g／L，40～50 A／dm2，55～60℃。

TQ 153 文献标志码：B 文章编号：1000-4742（2015）06-0050-02

2014-03-17