汽车卡钳电镀酸锌泛点问题浅析

    汽车卡钳作为汽车制动系统中的关键零部件,在使用过程中工作环境非常恶劣,刹车时温度高达200,且有泥石冲击,对防腐要求极高。但制动卡钳的材质多由高碳材质的压铸铁构成,表面粗糙、多气孔、砂眼等铸造缺陷,防腐难度大。

根据主机厂对产品寿命、品质等的不同要求,目前较常见的卡钳表面处理工艺有电镀锌(酸锌、碱锌),电镀锌镍和油漆涂敷,其中使用最多的还属酸性镀锌。由于卡钳基材本身的特点,每当梅雨季节来临,从事卡钳电镀的表面处理工作者都不同程度的需要面对卡钳电镀后的泛点问题。其中,尤以南方沿海城市更胜。

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下文对造成卡钳泛点的原因进行分析,并浅析在电镀生产过程中如何有效避免泛点问题发生。

1. 泛点的原因

造成泛点问题的主要原因是由于电镀时,电镀溶液通过基体表面的气孔、砂眼等缺陷进入基体金属的空腔中,当产品烘干后,空隙内被烘干的溶质吸收空气中的水分而变成腐蚀介质,形成小的腐蚀点,即通常所说的泛点。

通过分析泛点的形成过程不难发现,其根源是在基体表面的气孔、砂眼等缺陷。这类缺陷越多,则泛点问题发生的机率越大。但彻底杜绝基体上的此类缺陷又不太现实,因此就需要我们在电镀过程中对各个环节严格控制。

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2. 酸锌电镀过程中的控制

2.1 前处理的控制

为了获得优质镀层,制动卡钳在电镀之前必须经过化学除油、超声波除油、酸洗、电解除油、超声波除灰、活化等等前处理过程。使表面达到相对平滑、光亮和洁净的状态。

其中尤以酸洗参数对泛点问题影响最大。过高的盐酸温度、浓度或过长的酸洗时间会使基材原有的气孔、砂眼进一步扩大、增多,以至于夹杂的腐蚀介质更多。会大大增加泛点发生的机率。时间生产过程中建议将盐酸浓度控制在30%左右,同时配以缓蚀剂在常温下进行处理为佳。

2.2 镀槽工艺选择的影响

国内现有的酸锌电镀卡钳工艺主要有三种:氯化钾镀锌、钾氨混盐镀锌、氯化铵镀锌。其中使用最多的还是氯化钾镀锌,其主要优势是对设备腐蚀少和废水处理相对简单。与之相反,在东南亚国家氯化铵镀锌和钾氨混盐镀锌使用更多。

通过对不同电镀厂商的了解、对比,我们发现同样铸造品质的卡钳毛坯,在前处理流程相对一致的情况下,使用不同电镀工艺发生泛点问题的机率:氯化铵镀锌<钾氨混盐镀锌<氯化钾镀锌。这是因为几种不同工艺得到镀锌层结晶在微观上的区别所致,氨的含量越高,锌层结晶越细致。从而能在一定程度上弥补基材本身的缺陷。

这也就能解释在环保要求较低的东南亚国家,针对铸件人们选择结晶更细致的氯化铵镀锌以应对高温高湿的气候;而在国内对环保检查越来越严格的背景下,氯化钾镀锌占比更大的原因。

2.3 后处理工艺的影响

2.3.1 水洗的影响

   随着电镀生产线设计不断发展,越来越多的电镀厂商开始意识到在镀槽之后增加超声波水洗的重要性,这对于卡钳电镀酸锌尤为重要。为了防止泛点问题的发生,最好是在电镀完成及后续3道水洗后,用超声波清洗产品,然后再进行钝化处理。这样是为了最大限度地减少基体气孔、砂眼中在前道处理中残留的药水,从而降低泛点问题的发生机率。

2.3.2 封闭剂的选择

   目前市售的封闭剂种类有很多,纯无机封闭剂、纳米封闭剂、有机无机混合型、纯有机封闭等等。

   针对卡钳泛点的问题,我们建议使用PH相对较高的有机无机混合型封闭剂(类似于江苏秀博的 Fin 33)。此类封闭剂工作液的PH可以达到11-12,能在一定程度上与基体空腔内残留的酸性物质进行中和,降低泛点发生的机率。同时,也不会像那些PH较高的纯无机封闭剂,在工件表面形成粉状的残留物对镀层造成腐蚀。

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