劉莉 李慶春 趙冬梅

摘 要：電鍍銅層進(jìn)行除氫鈍化處理后，銅層表面呈現(xiàn)的顏色差異很大，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)上沒(méi)有詳細(xì)的規(guī)定，影響到檢驗(yàn)員對(duì)表面顏色的判定。該項(xiàng)目通過(guò)對(duì)影響銅層顏色變化的原因進(jìn)行闡述，并對(duì)影響銅層顏色差異的工藝參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，從而指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程。

關(guān)鍵詞：鍍銅；后處理；顏色差異

引言

為了提高銅層的耐蝕性，零件在鍍銅后通常進(jìn)行加熱處理和鈍化處理。在除氫和鈍化處理后，銅層表面呈現(xiàn)的顏色差異很大，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)上沒(méi)有詳細(xì)的規(guī)定，影響到檢驗(yàn)員對(duì)表面顏色的判定。該項(xiàng)目通過(guò)對(duì)影響銅層顏色變化的原因進(jìn)行闡述，并對(duì)影響銅層顏色差異的工藝參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，從而指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程。

銅層受環(huán)境的影響表面顏色會(huì)呈現(xiàn)出不同的顏色，是銅層本身固有的特點(diǎn)。

銅層在空氣中被氧化后形成氧化銅和氧化亞銅，分別呈現(xiàn)黑色和紅色。

化學(xué)反應(yīng)方程式為：2Cu+O2=2CuO 4Cu+O2=2Cu2O

銅層在潮濕的空氣中形成了堿式碳酸銅，呈現(xiàn)灰綠色。

化學(xué)反應(yīng)方程式為：2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2（OH）2

1 電鍍銅工藝流程

鍍銅工藝流程為：裝掛——電解除油——流動(dòng)熱水洗——流動(dòng)冷水洗——水膜檢查——弱腐蝕——流動(dòng)冷水洗——預(yù)鍍鎳——流動(dòng)冷水洗——鍍銅——流動(dòng)冷水洗——光澤處理——流動(dòng)冷水洗——鈍化——流動(dòng)冷水洗——吹干——拆卸

2 試驗(yàn)材料

（1） 零件材料為GH2132，銷軸，100件。

（2） 零件材料為12Cr2NiWA，齒輪，8件。

3 結(jié)果討論與分析

首先，針對(duì)電鍍銅及后處理工序的工藝參數(shù)進(jìn)行了初步驗(yàn)證試驗(yàn)，確定了影響銅層顏色變化的主要因素，分別是電流密度、鈍化時(shí)間及清洗質(zhì)量。針對(duì)電流密度、鈍化時(shí)間及清洗質(zhì)量三個(gè)主要因素開展了試驗(yàn)研究。

3.1 電流密度對(duì)顏色變化的影響

以008-1.H齒輪為例，進(jìn)行電流密度對(duì)銅層顏色變化影響的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

試驗(yàn)結(jié)果表明：鍍銅過(guò)程中電流密度的選擇對(duì)銅層除氫后表面顏色的變化有很大影響。對(duì)于該批零件電流密度采用工藝規(guī)程規(guī)定的中下限，適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)電鍍時(shí)間，除氫后的銅層表面顏色與除氫之前的顏色最接近。

銅層顏色受零件表面粗糙度、銅層質(zhì)量、存放環(huán)境等多方面因素的影響。通過(guò)2014年上半年對(duì)多個(gè)零件號(hào)，多批次零件的生產(chǎn)過(guò)程的跟蹤，除氫后銅層顏色基本上呈現(xiàn)以古銅色、淺紅色為主，略帶藍(lán)色的彩虹色，表面帶有金屬光澤。

3.2 鈍化時(shí)間對(duì)顏色變化的影響

按典型工藝規(guī)程規(guī)定鈍化時(shí)間是3S-8S，我們分別取3S、5S、8S進(jìn)行了工藝試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

試驗(yàn)結(jié)果表明：沒(méi)有加熱處理的零件顏色變化不明顯，在加熱處理后顏色變化較明顯，鈍化5S得到的鈍化膜外觀質(zhì)量最好。

3.3 清洗質(zhì)量對(duì)顏色變化的影響

在電鍍過(guò)程中需將零件放到導(dǎo)電筐內(nèi)施鍍，零件的互相疊放可能影響清洗和干燥的效果，是導(dǎo)致鍍層變色的原因之一，圍繞這兩方面我們開展了驗(yàn)證試驗(yàn)。

對(duì)清洗和干燥效果的驗(yàn)證：選擇鈍化時(shí)間為5S，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

試驗(yàn)結(jié)果表明：清洗30S、2min，并用壓縮空氣吹干得到的膜層外觀質(zhì)量較好，其中2min清洗比30S的膜層更有光澤。

4 結(jié)束語(yǔ)

鍍銅過(guò)程中電流密度的選擇對(duì)銅層除氫后表面顏色的變化有很大影響，電流密度采用工藝規(guī)程規(guī)定的中下限值，得到的銅層顏色與未除氫的顏色最接近；鈍化時(shí)間為5S時(shí)的鈍化膜的顏色、光澤上最好；清洗的質(zhì)量對(duì)銅層顏色變化起著重要作用，清洗水的壓力大，清洗時(shí)間長(zhǎng)，保證零件表面能夠徹底清洗，鍍層顏色變化是最小的。

作者簡(jiǎn)介：劉莉（1976，9-），女，遼寧北鎮(zhèn)，高工，研究方向：表面處理技術(shù)。