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【簡(jiǎn)介】
在鋅鐵合金工藝實(shí)踐基礎(chǔ)上，進(jìn)行了鐵含量分析實(shí)驗(yàn)，對(duì)鍍層外觀進(jìn)行調(diào)整，控制鍍層耐蝕性影響因素。將鋅鐵合金理論與第一汽車(chē)集團(tuán)公司熱處理廠實(shí)際狀況相結(jié)合，為合金電鍍在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用提供了一套可操作的方法。
關(guān)鍵詞：鋅合金; 電鍍; 耐蝕性
中圖分類(lèi)號(hào)：TG115
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
當(dāng)前，汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，提高整車(chē)防護(hù)性能，加強(qiáng)鍍鋅零件耐蝕性成為刻不容緩的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外針對(duì)汽車(chē)的腐蝕問(wèn)題開(kāi)發(fā)了許多鋅系合金鍍種，鋅鐵合金是鋅系合金中效果顯著成本最低的合金鍍層之一。其鍍層不但具有優(yōu)良的抗蝕性，而且擁有良好的焊接加工性、抗蠕變性、易磷化性.還能充分利用原有的鍍鋅設(shè)備實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)化。因此鋅鐵合金成為國(guó)外應(yīng)用最為廣泛的鋅系合金之一。第一汽車(chē)集團(tuán)公司熱處理廠在原堿性鍍鋅工藝基礎(chǔ)上，采用杭州東方表面精飾公司的ZF無(wú)氰堿性鍍鋅鋅鐵合金工藝進(jìn)行了一系列工藝實(shí)踐。
1 Zn-Fe合金抗蝕原理
在腐蝕介質(zhì)中，鋅鐵合金鍍層電位比鋼鐵負(fù)，對(duì)鋼鐵基體屬陽(yáng)極性保護(hù)鍍層。合金鍍層的電位比鋅稍正，能減緩腐蝕速度。這樣既有電化學(xué)保護(hù)作用，又不能因?yàn)殡姵仉妱?dòng)勢(shì)過(guò)高而使鍍層過(guò)快腐蝕。另外鋅鐵合金鍍層的晶粒比純鋅鍍層均勻致密，能有效地抑制腐蝕反應(yīng)進(jìn)行。鍍層中微量鐵參與鈍化膜的成膜，能改變鈍化膜的構(gòu)成，從而大大提高其耐蝕性。
2 工藝條件
通過(guò)一系列試驗(yàn)，確定適合一汽熱處理廠的堿性鋅鐵合金工藝條件如下。
Zn 8-10g/L
NaO 100-160 g/L
3 影響鋅鐵合金鍍層耐蝕性的主要因素
3.1 鍍層鐵含量對(duì)耐蝕性的影響
鋅鐵合金鍍層比電鍍鋅層耐蝕性強(qiáng)，二者主要區(qū)別是前者含少量鐵，因此鍍層鐵含量是影響零件耐蝕性的直接因素。其它工藝條件都是通過(guò)影響鍍層鐵含量而最終改變零件耐蝕性，為間接因素。調(diào)整添加劑C(含鐵離子)含量，使鍍層鐵含量逐漸提高。分別取相同零件1O件做鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1
上述鹽霧實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示鍍層鐵含量在O-3%～O.7%之間時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)良的耐蝕性，低于或超出此范圍，耐蝕性明顯降低。
3.2 鍍液鐵含量對(duì)鍍層鐵含量的影響
實(shí)驗(yàn)中通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)鍍液鐵含量起伏較大時(shí)相應(yīng)地零件耐蝕性波動(dòng)較大。鍍液鐵含量直接影響合金鍍層中鐵含量。因此確定鍍液鐵含量的工藝規(guī)范至關(guān)重要。如圖1所示，鍍液中含F(xiàn)e 離子濃度越高，則鍍層中含鐵量越高，要使合金鍍層具有較強(qiáng)的抗蝕性，鍍層鐵含量應(yīng)控制在O-3%～O.7%，相應(yīng)地，鍍液中的鐵離子濃度應(yīng)控制在0.04-0.15 g/L之間.
合金電鍍的關(guān)鍵就是控制鍍液、鍍層中的合金成分。因此，快速準(zhǔn)確地分析合金含量從而控制其處于最佳工藝范圍成為合金電鍍的關(guān)鍵技術(shù)。
3.3 鍍液鐵含量分析方法
a.按照鋅鐵合金工藝成分配置基礎(chǔ)鍍液，但不加入鐵離子;
b.將添加劑C配成O.O2 g/ml的標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液;Co在25 ml比色管中依次加入1 ml基礎(chǔ)鍍液、2ml標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液、2 ml濃鹽酸，震蕩。再加入5O ml過(guò)硫酸銨，反應(yīng)完全后用水稀釋至lO ml;加入l5 ml比色液，劇烈震蕩后靜止待溶液分層。用移液管取出下層透明液體， 上層紅色萃取液即為鐵離子40ml/L時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)顏色;
d.在25 ml比色管中依次加入1 ml被測(cè)鍍液、2 ml濃鹽酸，震蕩。在加入5O ml過(guò)硫酸銨，反應(yīng)完全后用水稀釋至lO ml;加入l5 ml比色液，劇烈震蕩后靜止待溶液分層。用移液管取出下層透明液體，上層紅色萃取液即為被測(cè)鍍液鐵離子的萃取顏色; 于標(biāo)準(zhǔn)顏色相比可得到被測(cè)鍍液的鐵含量范圍。誤差在20 ml/L之間。
3.4 鍍層鐵含量分析方法
a.取一銅片鍍鋅鐵合金鍍層，吹干后稱(chēng)質(zhì)量。
b.配制140 mol/L的鹽酸溶液。
c.將鍍有Zn—Fe合金的銅片浸入少量配制好的鹽酸中侵蝕至不產(chǎn)生氣泡。取出銅片吹干、稱(chēng)質(zhì)量，按照含鐵O.5%估算鐵質(zhì)量。
d.根據(jù)估算的鐵重量將溶解鍍層的鹽酸稀釋?zhuān)沟? ml或2 ml稀釋液的鐵含量為4O～60 mg/L。
e.萃取分析。具體步驟于鍍液中鐵含量分析方法相同。
根據(jù)分析結(jié)果計(jì)算鍍層鐵含量。
3.5 溫度對(duì)鍍層鐵含量的影響
溫度的影響見(jiàn)圖2，鍍液的溫度對(duì)鍍層鐵含量影響很大，隨著溫度的升高，鍍層鐵含量迅速增加，在實(shí)際操作過(guò)程中溫度不宜低于l5℃ ，也不宜超過(guò)35℃ ，最好控制在2O～3O℃。
3.6 陰極電流密度對(duì)鍍層鐵含量的影響
合金鍍層鐵含量隨陰極電流密度提高略有上升，變化幅度不大。因此在其它條件不變時(shí)，鍍層含鐵量在很寬的電流密度范圍內(nèi)基本保持不變。既使形狀復(fù)雜的零件，也能獲得含鐵量符合要求的合金鍍層。
3.7 陽(yáng)極對(duì)鍍液鐵含量的影響
取2個(gè)5o0 ml燒杯各裝3o0 ml鍍液，其中一燒杯置一鋅板，靜置3天。分析鍍液鐵含量，無(wú)鋅板鍍液鐵含量不變，有鋅板鍍液鐵含量幾乎消耗殆盡。因此鋅鐵合金陽(yáng)極最好采用不溶性陽(yáng)極。
