裴城關(guān)

（中國(guó)空空導(dǎo)彈研究院十五分廠(chǎng)，河南 洛陽(yáng) 471003）

鋁件鍍銀出現(xiàn)“黑斑”的原因及其消除

裴城關(guān)

（中國(guó)空空導(dǎo)彈研究院十五分廠(chǎng)，河南 洛陽(yáng) 471003）

某批次鋁零件在鍍銀后噴漆加工過(guò)程中出現(xiàn)了黑斑。從原材料、電鍍和噴漆加工工藝等方面對(duì)黑斑產(chǎn)生的原因進(jìn)行了討論，通過(guò)表面和截面形貌觀(guān)察、電鏡分析、能譜分析等方法對(duì)黑斑與正常鍍銀層進(jìn)行了對(duì)比，確定了黑斑為鍍銀層被硫元素污染所致，并找出了鍍銀層變色的原因，排除了故障。

鋁合金；銀鍍層；黑斑；變色；硫；污染

Author’s address:China Airborne Missile Academy, Luoyang 471003, China

1 前言

某型號(hào)導(dǎo)彈有多種鍍銀后噴漆的鋁合金零件，上蓋是其中之一。在加工過(guò)程中，零件噴漆后容易出現(xiàn)“黑斑”，嚴(yán)重影響到零件的外觀(guān)質(zhì)量。由于此型導(dǎo)彈為國(guó)防急需產(chǎn)品，而鍍銀后噴漆工藝在重點(diǎn)型號(hào)導(dǎo)彈上應(yīng)用廣泛。因此，“黑斑”成為亟需解決的工藝瓶頸。

2 服役環(huán)境

上蓋通常應(yīng)用于導(dǎo)彈的電子艙段，有較高的電性能要求。零件采用防銹鋁加工，工作環(huán)境密閉，裝配后不存在二次生銹的可能性。“黑斑”成分的不確定，給零件的重要性能──電性能打上了問(wèn)號(hào)。只有找出問(wèn)題產(chǎn)生的原因，才能就“黑斑”對(duì)零件的質(zhì)量影響作出合理評(píng)估，并避免此類(lèi)問(wèn)題的再次發(fā)生。

3 原因分析

3. 1 材料

上蓋由0.5 mm厚的LF21鋁板材加工而成。此型號(hào)導(dǎo)彈上有多種同材料、類(lèi)似形狀、同工藝的零件，比如蓋子4、下蓋等，而同時(shí)期加工的類(lèi)似形狀的零件并未出現(xiàn)此類(lèi)故障。比如，出現(xiàn)故障的上蓋和未出現(xiàn)故障的蓋子 4等均由同批次板材加工而成。因此，可以斷定，并非原材料缺陷導(dǎo)致故障。

3. 2. 1 電鍍工藝

上蓋鍍銀的大致工藝路線(xiàn)為：機(jī)加來(lái)件─前處理─浸鋅─電鍍鋅─電鍍銅─電鍍銀─噴漆─浸涂 823─入庫(kù)。

檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用兩種不同稻殼所產(chǎn)原酒的乙酸乙酯、乳酸乙酯、總酸、總酯含量均有所差異，使用清潔稻殼，原酒中微量成分含量均有所提高，其中乙酸乙酯提高8.53%，乳酸乙酯提高7.29%，總酸提高6.76%，總酯提高8.96%，見(jiàn)圖3。

3. 2 加工工藝

高職項(xiàng)目式教學(xué)要打破傳統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)(學(xué)科)教學(xué)模式，按照高等職業(yè)教育的本質(zhì)要求，從職業(yè)崗位的實(shí)際出發(fā)，依據(jù)工作的典型任務(wù)，選擇和安排學(xué)習(xí)項(xiàng)目，使得課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容與工作任務(wù)一致、學(xué)習(xí)過(guò)程與工作過(guò)程一致[6]。

在理化手段的協(xié)助下，對(duì)“黑斑”取樣，進(jìn)行了金相分析。黑斑處和正常處截面照片如圖 2所示?？梢钥闯觯仙w鍍銀面“黑斑”處與正常處沒(méi)有區(qū)別，所以黑斑只是影響了鍍銀層的表面，而對(duì)鍍銀層內(nèi)部并無(wú)影響。

上蓋的噴漆加工，出現(xiàn)過(guò)整批返修的紀(jì)錄。原因?yàn)槿笨谖炊律?，使漆霧進(jìn)入，并附著在鍍銀層表面而無(wú)法清除。為防止此類(lèi)故障的發(fā)生，加工過(guò)程中，常用3M膠帶將缺口封死，以杜絕漆霧進(jìn)入。

(1)診斷中包含幽門(mén)螺旋桿菌感染。(2)處方藥物為指定藥物。PPI包括：奧美拉唑、泮托拉唑、雷貝拉唑、蘭索拉唑、埃索美拉唑；鉍劑包括：膠體果膠鉍、枸櫞酸鉍鉀；指定抗生素包括：阿莫西林、克拉霉素、甲硝唑(奧硝唑)、左氧氟沙星(莫西沙星)、呋喃唑酮、四環(huán)素；以上藥物均為口服制劑。(3)合格處方標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)典三聯(lián)處方(1種PPI藥物+兩種根除抗生素)，含鉍劑四聯(lián)療處方(鉍劑+1種PPI藥物+兩種抗生素)，療程為7～14d。

根據(jù)以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致鍍銀件變色最常見(jiàn)的原因?yàn)榱蛟貙?duì)鍍銀層的影響。之前，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)鍍銀后的零件未及時(shí)包裝并密封保存，久置在電鍍廠(chǎng)房中而導(dǎo)致鍍銀層變黃。但是該故障零件鍍銀后，均及時(shí)包裝并置于干燥器皿中保存，可見(jiàn)并非受到廠(chǎng)房空氣氣氛的影響。

黑斑的出現(xiàn)，可能是因?yàn)槿笨诿芊獠粐?yán)，使漆霧等有機(jī)氣氛進(jìn)入。有機(jī)氣氛從鍍層空隙進(jìn)入，從而腐蝕鍍鋅層。鍍鋅層腐蝕產(chǎn)物從鍍層空隙中泛出，表現(xiàn)為黑斑。為此，做了以下實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證：在 200倍放大鏡下對(duì)“黑斑”進(jìn)行拍照，并檢查是否出現(xiàn)堆積或者腐蝕坑。其照片如圖 1所示。經(jīng)測(cè)量，未出現(xiàn)堆積或腐蝕坑。因此，排除了是漆霧腐蝕鍍鋅層或鍍鋅層腐蝕物從銀層下泛出而導(dǎo)致“黑斑”的可能性。

圖1 銀鍍層黑斑處照片F(xiàn)igure 1 Photo of black spot on silver deposit

3. 3 “黑斑”成分分析

首先，考慮到有可能是電鍍的某個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)生了改變，從而導(dǎo)致故障的產(chǎn)生。經(jīng)查，生產(chǎn)條件并未發(fā)生任何改變，且同時(shí)期加工的類(lèi)似零件并未出現(xiàn)此類(lèi)故障。因此，排除了電鍍生產(chǎn)條件發(fā)生改變的因素。

柳州地處于廣西北部，因西江第二大支流—柳江的流經(jīng)與哺育而得名。江河的貫穿，地形的平坦，都為柳州的文明演化和城市發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖2 銀鍍層黑斑處與正常銀鍍層截面形貌照片F(xiàn)igure 2 Section morphologies of black spot and normal silver deposit

上蓋鍍銀面“黑斑”處與正常處電鏡照片及能譜圖分別如圖3和圖4所示，其能譜分析結(jié)果見(jiàn)表1。通過(guò)電鏡分析，發(fā)現(xiàn)頂蓋鍍銀面發(fā)黑斑點(diǎn)處與正常處的形貌沒(méi)有區(qū)別，但能譜分析表明，發(fā)黑斑點(diǎn)處有S元素存在，而正常處沒(méi)有S元素。因此，可斷定黑斑為鍍銀層被硫元素污染所致。

3. 4 硫元素來(lái)源分析

圖3 黑斑處與正常鍍銀層電鏡照片F(xiàn)igure 3 Electron microscopy photos of black spot and normal silver deposit

表1 黑斑處與正常鍍銀層能譜分析結(jié)果Table 1 Energy-dispersive spectra analysis results of blackspot and normal silver deposit

圖4 黑斑處與正常鍍銀層能譜圖Figure 4 Energy-dispersive spectra of black spot and normal silver deposit

此零件經(jīng)過(guò)多次加工，工藝及材、輔料等都已經(jīng)定型。因此，可以排除環(huán)境及設(shè)備因素。經(jīng)查實(shí)，在噴漆處，所用材、輔料發(fā)生改變的是噴漆時(shí)鋪在零件下的牛皮紙，該批牛皮紙于去年底進(jìn)。由于上蓋側(cè)面有缺口，噴漆時(shí)需要用膠帶將缺口完全封死。噴漆后，由于漆層粘連，蓋子內(nèi)形成了一個(gè)密閉環(huán)境。如果牛皮紙含硫量過(guò)高，那么在一個(gè)密閉環(huán)境中，很容易引起銀層污染。

3. 2. 2 噴漆工藝

從庫(kù)房找出前一批(無(wú)故障)加工用牛皮紙和新進(jìn)牛皮紙做對(duì)比實(shí)驗(yàn)：用 2種牛皮紙噴同一批次的實(shí)驗(yàn)件各兩件，放入干燥間干燥24 h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只有位于新進(jìn)牛皮紙上的零件鍍銀面出現(xiàn)了“黑斑”。由此可以斷定，造成鍍銀面污染的硫元素來(lái)源于新進(jìn)的牛皮紙。

4 故障排除

從鍍層截面照片和電鏡分析可知，硫元素只對(duì)鍍銀層表面產(chǎn)生影響，而橫截面沒(méi)有遭到破壞。故對(duì)黑斑進(jìn)行清理并采取一定的防護(hù)措施，就可以避免“黑斑”的再次產(chǎn)生。由于零件主要應(yīng)用于導(dǎo)彈的電子艙段，工作環(huán)境密閉，環(huán)境氣氛簡(jiǎn)單，不存在裝配后二次污染的可能性。

治療前，兩組患者LVEF、LVESD、LEVDD等心功能指標(biāo)情況進(jìn)行比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；治療后，觀(guān)察組患者 LEVDD、LVEF、LVESD等心功能指標(biāo)情況均優(yōu)于對(duì)照組患者，且經(jīng)過(guò)兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表 1。

可以用銅絲刷除去黑斑，但會(huì)留下刷痕，而且鍍銀層會(huì)遭到輕微破壞。生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，用繪圖橡皮可以完全清除掉“黑斑”，而且清除后放置72 h，也不會(huì)再次出現(xiàn)“黑斑”。因此，先用橡皮擦凈“黑斑”，以去離子水清洗干凈后再浸涂823保護(hù)劑即可。

解析：要從合金中測(cè)定鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù),三個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中:(1)設(shè)計(jì)1利用合金總質(zhì)量與兩者產(chǎn)生氫氣的總體積聯(lián)立方程。(2)設(shè)計(jì)2只有鋁與NaOH溶液反應(yīng),可由氫氣體積求得鋁的質(zhì)量。(3)設(shè)計(jì)3由于NaOH溶液過(guò)量,所得沉淀只能是Mg(OH)2,利用此沉淀鎂元素守恒可直接求得鎂的質(zhì)量。本題答案應(yīng)為A。

5 結(jié)語(yǔ)

鋁合金板材零件鍍銀可以大大提高導(dǎo)電性能，但銀鍍層在有硫元素存在的氣氛中極易被污染。因此，在加工過(guò)程中，要對(duì)硫元素進(jìn)行嚴(yán)格控制。

在導(dǎo)彈鍍銀零件生產(chǎn)線(xiàn)上，應(yīng)引入材、輔料檢驗(yàn)設(shè)備，加強(qiáng)對(duì)所用包裝紙等材、輔料的控制，避免引入硫元素而對(duì)產(chǎn)品電性能產(chǎn)生影響，以保障整個(gè)導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗力。

Cause of black spots appeared on surface of silver-plated aluminum parts and its elimination /

PEI Cheng-guan

Black spots appeared on the surface of a batch of aluminum parts during paint spraying after silver plating. The cause producing such black spots was discussed from the aspects of raw materials as well as processes of electroplating and spraying. A comparison between black spot and normal silver deposit was made by surface and section morphologies observation, scanning electron microscopy and energy-dispersive spectroscopy. It is ascertained that sulfur contamination of silver deposit results in the formation of black spots. The cause leading to silver deposits tarnishing is found out and the trouble is eliminated.

aluminum alloy; silver deposit; black spot; tarnish; sulfur; contamination

TQ153.16

A

1004 – 227X (2011) 10 – 0017 – 03

2011–03–13

2011–05–01

裴城關(guān)（1983–），男，河南洛陽(yáng)人，本科，助理工程師，主要從事表面處理工藝研究。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) peak014@163.com。

[ 編輯：韋鳳仙 ]