关于喷砂对镀层结合力的影响探讨

关于喷砂对镀层结合力的影响探讨

众所周知,欲获得结合力良好的镀层通常必须满足下列三个条件:

(1)基体表面应无油污和氧化皮;

(2)镀层不应有弱的表面层;

(3)基体材料不应有弱的表面层。

喷砂是清除氧化皮的有效手段,它利于获得结合力良好的镀层。不锈钢另件及铝件的镀前处理就常常采用喷砂去除表面的自然氧化膜。

有很多4Cr１４Ni１４W２M０不锈钢件氮化防护镀镍前就采用喷砂清理氧化皮,后经1: 1盐酸酸洗再镀镍(硫酸盐型),所得镍层在490℃温度下经数小时仍无鼓泡、起皮现象。若不喷砂,即使用浓盐酸酸洗数分钟再镀镍,所获得的镍层在80~90℃的热水中除蜡时镍层就完全起皮,严重的在出镀槽时就可发现镍层鼓泡、起皮。

这说明喷砂确实改善了镀层结合力。但是,喷砂并非对任何材料的零件镀前处理都适用,例如液压机上的侧板镀铜,其中有一批侧板因钢板薄,氧化皮未完全去尽,曾采用喷砂清除氧化皮,然后按常规工艺进行,所得的焦磷盐酸镀铜层铺上铜粉在高温下烧结两次,并经辗压均未发现铜层卷边,起层。但将侧板(占=6~8ｍｍ)置于压床上弯折至95~100度时,粉末冶金层连同镀层完全从基体上剥离开,基体上未留下肉眼可见的铜。而未经喷砂的侧板即使压至基体断裂,铜层也未离开基体。我们在轴瓦衬套浇铸铜时也发现过类似的问题,因钢制衬套上浇铸的铜层不合格用喷砂清除铜层后再浇,所得铜层与基体结合力极差。

上述问题的产生是钢件在喷砂过程中形成弱表面层所致。基体表面的组织结构在喷砂时发生了畸变,使基体表面形成了弱表面层,也正是这弱表面层影响了镀层与基体的结合。而且这种弱表面层用低温回火难以去除,只有高温回火才可能使表面层组织恢复。一般640度高温即可。鉴于烧结对基体表面光洁度要求不高,有黑色氧化皮的板可用640度高温回火,这时黑色氧化皮可剥落或者氧化皮中的Fe3O4。和FeO氧化成Fe2O3,后者易酸洗清除。

基体的弱表面层对于结合力的影响通常不受大家注意。那为什么不锈钢、铝件喷砂后电镀却获得结合力良好的镀层了?对于不锈钢来说,其表面的致密氧化膜是影响结合力的主要因素,喷砂相比较酸洗除去这层氧化膜更为有效,同时喷砂时基体表面组织的改变对结合力的不良影响远不及自然氧化膜。

综上所述,我们认为喷砂是不锈钢件、铝件前处理的可行手段。