铸铝合金零件由于具有质量轻、导电性好、铸造成型成本低，便于加工等优点，在现代工业中得到了广泛应用。在高压电器产品中，导体连接部位一般都要求镀银，用来减少接触电阻，应用较多的则是铸铝合金零件材料，但是由于铸造工艺特性决定了其材料表面结晶粗大，组织内部气孔、砂眼、疏松多孔等缺陷，造成铸铝合金零件镀银层结合力不良"，经常出现一定比例或批量镀层起泡、脱落现象，造成导体接触电阻增大，从而影响了导体的导电率。因此，研究如何减少铸铝合金零件材料缺陷，提高镀银层质量的途径，对高压电器行业有着重要的意义。对一般的铸铝合金零件，除了电镀关键工艺之外，零件的材料组织及结构状况，也是铸铝合金零件得到良好结合力镀层的关键所在。本文从微观组织和化学成分方面进行了探讨，采用不同的工艺处理方法，解决了铸铝合金零件镀银脱落的问题。 01 铸铝合金零件镀层脱落原因分析 在高压电器产品中，导体往往需要多部位镀银处理，由于铸铝合金零件自身存在的种种原因，很难保证各部位镀层全部合格，因铸铝合金零件所含元素的种类和含量不同，有多相组织，表面的化学成分不均匀及致密差异很大，特别是存在微观的铸造缩孔、砂眼、疏松等缺陷，其镀银处理过程中，微孔内异物不容易清洗干净，残留溶液再次返出，造成镀层起泡、脱落，零件返工率较高，而且由于毛孔现象，孔内部储存的气体和残留的溶液随着时间的延长，产生的膨胀力拼发会腐蚀周围的金属，渗透到表面镀层结合部位，与金属铝、锌等发生反应，产生的氢气造成镀层起皮、脱落等质量缺陷。虽然水洗可降低镀层表面残留电解液，但对于零件微观孔隙，反复水洗方法效果不太明显。 02 试验方案
试验方案二 对以上触座三个镀银面分别取样，进行化学成分和微观组织分析。1化学成分分析采用光谱仪对样件的化学成分进行检测，检测结果显示，其材质成分符合ZL101的国家标准，是合格的。2金相分析按照《JB/T7946.3铸造铝合金针孔》在放大200倍的金相显微镜下，分析A、B、C三处的针孔度。金相图片见下图所示。
03 解决方案 图3(a)、(b)、(C)是零件A、B、C三个区域的组织形貌照片，从图3(a)可看出，A处针孔直径为0.9mm，组织最为疏松，针孔较多较大，B处最大针孔直径为0.3mm，组织存在小针孔，C处最大针孔直径为0.15mm，组织较为致密。可见，零件镀银层起泡与其材质致密性有很大关系，A处本身材质较为疏松，针孔、砂眼较多，那么经过电镀处理后，进入微孔内溶液不容易清洗干净，孔内部残留溶液慢慢渗出，造成镀层起泡、脱落等质量问题。通过和铸造专业人员一起对零件起泡部位进行分析得知，A区域是零件铸造期间的浇冒口，存在较多夹渣、窝流、缩孔、化学成分偏析等不可避免的缺陷。解决方法是零件铸造期间对A区域冒口结构进行改进，如图4所示:1)减少冒口与镀银面的接触面积，将镀银面的40%与冷铁接触，余下的镀银面积与冒口接触;2)将砂芯(与冒口接触部分)用绝热填充，将金属型(与冒口接触部分)钻许多孔，孔内填充绝热材料。采取以上方法是使较大热容量聚集在浇冒口部位并均匀散热，以减少镀银面与冒口接触面积，达到镀银面快速冷却而冒口又能实现充分补缩的目的，从而降低A区域产生针孔、砂眼等不利因素。
采用以上方案后，重新铸造加工一批零件，按照镀银工艺流程进行处理，试验结果得到的镀层比较致密、光亮，没有出现起泡脱落情况。零件镀银后质量合格情况统计见表1。
从12统计结果看出，对于铸铝合金零件采用方案一与方案二二处理后，镀银层合格率有较大提高，虽然增加了零件成本，但降低了零件废品率，解决了生产难题，总的经济效益还是明显的。个别零件螺纹部位起泡，分析是防护螺堵没有拧紧，溶液清洗不干净所致。 04 结论 通过对零件材料的分析以及试验验证，得出解决铸铝合金零件镀银层质量问题的措施:1、铸铝合金零件镀银处理前增加--道加热烘烤工序，以消除零件内部异物、气流等不利因素的产生。2、铸铝合金零件浇冒口尽量不放在镀银面上，受零件结构的限制，在浇冒口不能避开镀银面的情况下，减少冒口与镀银面的接触面积，使得浇冒口具有较大热容量，降低浇冒口镀银面产生针孔、砂眼的不利因素，从而提高镀银层结合力。 |
