您当前的位置： &
& 导致压铸件表面变黑的原因分析及避免碰伤
导致压铸件表面变黑的原因分析及避免碰伤
导致压铸件表面变黑的原因分析及避免碰伤
1.工艺设计不合理。铝合金压铸件在清洗或压检后处理不当，为铝合金发霉变黑创造了条件，加速了霉变的生成。
2.仓储管理不到位。将铝合金压铸件存放在仓库不同的高度，其发霉的状况也不同。
3.铝合金的内部因素。很多铝合金压铸件厂家在压铸、机加工工序之后，不做任何清洁处理，或者简单的用水冲冲，无法做到彻底清洗干净，压铸铝表面残留有脱模剂、切削液、皂化液等腐蚀性物质以及其他污渍，这些污渍加快了铝合金压铸件长霉点变黑的速度。
4.铝合金外部环境因素。铝是活泼金属，在一定的温度和湿度条件下极易氧化变黑或发霉，这是铝本身的特性决定的。
5.选用清洗剂不得当。选用的清洗剂具有强腐蚀性，造成压铸铝腐蚀氧化。
碰伤产生原因分析:
1、开模取件或冲边后取件碰到模具、设备或工作台的边、角等造成；
2、各个操作工序锌合金压铸件堆放不当；
3、各操作工序操作者操作不当，如扔件等；
4、工序间转运，如未隔开保护、坍塌等；
5、各操作工序操作工具的磕碰，如压铸取件勾、取件钳等，清理工序的锉刀、冲子等。
碰伤对应措施：
1、取件时注意，不允许磕碰；
2、按操作指导要求，不允许堆放，必须逐件整齐摆放到工位器具内
3、不允许扔件，轻拿轻放，如压铸工序铸件必须缓慢由工作台滑下，不允许互相磕碰；
4、工位器具内锌合金压铸件必须保护隔开，转运时要缓慢，防止坍塌或掉落铸件；
5、正确使用操作工具，防止磕碰。压铸取件不允许勾取或挟取铸件本体。清理锉刀和冲子必须准确操作在需清理的部位。铸铁件电泳质量改善
核心提示：汽车、轿车（以下统称汽车）产品上铸铁件零件，部件很多。这些零部件分布在汽车不同功能的部位上，如发动机缸套、车架上的各种支汽车、轿车（以下统称汽车）产品上铸铁件零件，部件很多。这些零部件分布在汽车不同功能的部位上，如发动机缸套、车架上的各种支架、车桥上的桥壳等。发动机、车架、车轿由于不同的使用环境，它们的涂装要求有所不同，也制定了相应的涂装标准。但是这些标准忽视了这些零部件上不同材质的零件：如车架总成，其上的纵梁、横梁是钢件、支架是铸铁件，涂装标准是按钢铁件制定的，实践结果告诉我们：钢铁件和铸铁件同样的涂装过程中，其涂层的质量相差却很大，铸铁件涂层质量会比钢铁件涂层质量差8-10倍。所以对铸铁件的涂装与涂层质量应该引起我们的重视。
改革开放，国外利用我国资源，廉价劳动力，大量从中国进口铸件产品，铸件涂装质量上不去，对其贸易也是很有影响的。
铸铁件电泳涂层质量应该怎样制定，能不能和钢铁件涂层一视同仁，要不要对铸铁件单独制定质量标准；标准要不要降低；怎样实施铸铁件的涂装很值得我们去研究、探讨。
国内有人对汽车铸铁件涂装、涂层做过研究，取得了初步的进展，但我们仍然感到还有不少相关课题未充分讨论，如阴极电泳漆在铸铁件上未通过250h的检验（在钢板上一般可通过800-1000h检验），涂装成本问题、工艺问题、涂料质量提高的问题。
本文试图从铸铁件化学成份、金相组织、铸铁件加工成型与其涂装，涂层之间的关系做一理论分析，在理论指导下，实施铸铁件新的涂装工艺，严格铸铁件表面清理，强化磷化处理，应用新的涂料助剂&&涂料缓蚀剂改善涂料内在耐腐蚀质量，以求突破铸铁件涂装质量不高的&禁区&。
一&&铸铁件涂装的现状
1&&标准的欠缺
国内所有的铸铁件没有自己的涂装标准，均在套用钢铁件涂装标准，即使标准很低也很难达到。改革开放，看到国外涂装标准，铸铁件有单项涂装标准，这对我们是很好的借鉴。
国外铸铁件涂装标准，对涂层质量要求很高，说明要求是合理的，也是可以做到的。如美国康明斯发动机涂层耐中性盐雾试验达到200小时，涂层不起泡不脱落，沿叉腐蚀宽度不大于1.6[4]中国武汉神龙公司对金属零件上油漆涂层规定：铸件耐中性盐雾试验应达到250小时，涂层不起泡、不脱落，沿叉腐蚀宽度小于3mm。[5]
2&认识上的误区
铸铁件一般都以大、厚、重的形态出现。很多人认为涂层早期受到损坏不值得吃惊，因为产生锈蚀，每年腐蚀速度不过零点几毫米，不影响铸铁件机械性能。对铸铁件涂装的改进，质量上的进取就无从谈起了。
改革开放以来，人们的观念发生根本性变化，上面的论据不再是掩盖涂层质量低劣的辩词，而是几年内，汽车零部件涂层不能受破坏，不能流&黄水&。
3&目前一般铸铁件涂层质量现状
有报告称：&铁红环氧酯在铸铁件上涂膜耐中性盐雾试验，仅6小时，沿叉腐蚀宽度达2.5mm；笔者在车架小滑板（铸件）上涂铁红醇酸底漆（C06-1），耐中性盐雾试验24小时，沿叉扩蚀宽度竟达10mm，令人吃惊！笔者了解到，有人为轿车铸件选定涂料及研制涂装工艺，想达到耐中性盐雾试验250小时的水平，选定了国内三种阴极电泳漆，聚酯粉末涂料、氯化橡胶漆、氯磺化聚乙烯（化工防腐漆）底盘漆、聚氨酯水性浸漆，经磷化再涂漆，厚度在20~190mm范围之内，效果均不理想，不得不寻找复合涂层之路，这种涂装工艺成本高，耗能耗时，质量仍有问题。
铸铁件电泳涂装耐蚀性差原因分析
1&&铸铁件的化学成份
表1列出灰铁铸件、球墨铸铁件、优质碳素结构钢的化学成份。
表1、&铸铁、结构钢化学成份
优质碳素结构钢20#
0.17～0.24
0.17～0.37
0.35～0.65
EQY-112-90
球墨铸铁曲
0.04～0.055
0.02～0.04
从表1明显地看出，铸铁和钢在化学成份上差别是碳含量高出约20倍，硅含量高出10~15倍，磷含量高出约1倍，硫含量约低1倍。
铸铁件含碳、硅、磷、偏高，尤其是碳和硅，它们的存在对涂装工艺中磷化处理有很大影响：磷化膜覆盖率低（＜50%）、膜结晶粗大。众所周知磷化膜属于阴极保护膜，阴极保护不及50%，阳极裹露的面积就更大，涂层下的金属腐蚀属电化学腐蚀，腐蚀是从阳极开始的，铸铁件阳极面积大于50%，腐蚀当然迅速。
铸铁件含碳，它的存在本身对铸铁件无腐蚀作用，但它的化学吸附性却不可忽视：它对空气中酸性气体有很大的吸附性，如二氧化硫（SO2）、二氧化碳（CO2），一旦吸附成功，金属表面酸性增加，腐蚀迅速。碳对水中的电解质也具吸附性，电解质的存在降低了腐蚀电流的阻抗，腐蚀也会加快。
铸铁件含多种金属成份，铸铁件自身的&原电池&效应也不容小视，在受到氧气、水的侵蚀，电化学腐蚀自然发生。
2&&铸铁的金相组织
铸铁形态有以下几种：可锻铸铁、合金铸铁、蠕墨铸铁、灰铸铁、球墨铸铁。本文对灰铸铁、球墨铸铁的金相组织做一讨论，其金相照片显示：
灰口铸铁中碳呈片状石墨均匀散状分布在表面上（照片1），石墨状的碳占其面积的10~15%左右。
球墨铸铁中碳以石墨态呈球状（照片2）均匀分布在金属表面上，石墨状的碳占其表面积20%以上。
&&&&&&&&&&&&&&
照片1：灰铸铁中条状石墨呈均匀分布&&&&&&&&&照片2：球墨铸铁中球状石墨不均匀分布
两种形态铸铁中的石墨伸入铸铁内部，有一定的深度，具有&矿脉&的性质，要想将表面上的石墨碳用物理、化学方法除去都是不可能的。
做一个假设：铸铁表面上的碳高出金属表面1&m，我们可以粗略地算出铸铁表面上的含碳量。
灰铸铁每平方米表面石墨碳的重量：
C灰=0.000001mm&1000.00m㎡/㎡&10%&2.22克/&mm3&1000mg/克=222mg/㎡。
球墨铸铁每平方米表面石墨碳的重量:
C球=0.000001mm&1000.00m㎡/㎡&20%&2.22克/&mm3&1000mg/克=444mg/㎡。
2.22克/mm3&&石墨比重。
以上计算的含碳量应该讲不是下限的标准，它还不包括铸铁件在制造过程中给其表面带来的含碳量：如铸铁在退火时碳化物（Fe3C）的分解，石墨碳又会析出；铸造砂芯中粘接树脂被高温铁水灼烧生成的碳附在金属表面上；铸件在加工过程中润滑油、防锈油分解也会给金属表面带来一定量的碳。
铸件表面上的碳，对涂层的保护性能危害是十分显著的：
&&&&（1）它使涂层在金属表面的附着力早期丧失。
（2）含碳量高，涂层中微孔增加，水和氧气就可以顺利快捷的接触到达金属表面，在电解质、酸、碱配合下，电化学腐蚀迅速扩散蔓延。
（3）美国福特（Ford）汽车公司研究人员发现[7]：随着金属材料表面上碳含量的增加，涂层耐盐雾性能越来越差，二者呈线性关系（见图1）。
铸铁件表面哪些物质影响电泳涂装效果
（1）铸件在铸造成型时，表面上生成积碳，并且用一般方法难以去除。
（2）表面上虽然喷砂、喷丸处理，残留的铸造砂芯树脂，脱模剂（MOS2）仍附在铸件表面，吸附力强，用一般涂装常温清洗剂清洗效果不佳。我们用600ml（汽油）洗了38个铸铁零件，其表面积为1.264㎡,清洗下来的汽油呈黑色（照片3），滤液过滤后，汽油由原淡黄色变成中黄透明色（照片4）说明洗涤的汽油中溶有有机污物（可溶性的铸造树脂、脱膜剂中的有机物、油脂类。）表2是对滤液的分析结果：
表2、&&滤液汽油中可溶解污物含量
烧杯重（克）
烧杯加污物重
汽油中固体重（克）
1、2ml汽油（空白样）
2、2ml滤液汽油
2ml汽油中溶解的污物重：0.1=0.017克。
600ml汽油中溶解的污物：&&&&&0.017=5.1克。
合每平方米铸铁件平面上可被汽油溶解的污物为:&5.1/1.264=4.0340克
留在滤纸中的滤饼，烘干称重，共4.935克，合每平方米3.903克，仔细观察滤饼，其中有碳粉、铸件附作物&&砂子、脱膜剂中润滑剂&&二硫化钼、闪光金属颗粒、纤维物等（照片5）。
照片5：从1.264㎡铸件表面上洗下的污物
滤纸过滤烘干后的状态
两项污物共重：5.1+3.903&9.003克/平方米
由此不难推断：铸铁件在成型过程中，表面上的碳含量是远远超出7毫克/平方米这个极限的。
（3）铸件表面状态不佳：表面平整度差，表面凸凹程度相差40~50&m，40&m以下涂层对凸起部位，涂层流平时，易造成尖角、边角、涂层厚薄不均，同时由于涂料中颜料的沉积作用，使尖角、边角的涂层耐蚀性有所降低，腐蚀就从这里开始。
（4）铸铁件表面疏松，存有微孔，易蓄积水份、灰尘，有利于腐蚀发生。
解决铸铁件电泳涂装防锈涂装质量的方法
1&&优化铸铁件表面处理工艺
（1）强化喷丸（砂）处理，去除砂颗粒及固体附着物。
（2）溶剂处理，去除积碳和可溶的铸造砂芯树脂，脱模剂中的成膜物和二硫化钼。
（3）酸洗，去除表面的锈迹。
（4）磷化前进行表调，增加磷化层细密度、覆盖率。
（5）磷化采用中温进行，对增加磷化膜厚度，提高耐蚀性有好处[8]。
（6）强力钝化，腐蚀既然是从阳极开始的，对阳极的钝化保护应进行强化。
2&&选择耐蚀性涂料
（1）选择涂料用成膜树脂，笔者认为涂层成膜树脂应该是交联的体型分子（玻璃化温度高）。这种成膜物对腐蚀的首要因素成份水、氧气有较强的阻隔作用，它优于交联网状分子，更优于溶剂型线性分子。
（2）交联体型分子如果侧链上带有极性基团那效果更佳，极性基团也可由交联剂引入，如环氧树脂采用聚酰胺固化就是一例。
（3）颜料的选择：选择重金属碱性氧化物，如Fe2O3、TiO2、ZnO、Pb3O4等，它们在涂层遭腐蚀时，首先使腐蚀环境呈碱性，有利于减缓腐蚀；它们和树脂一起组成对氧气、水渗透的屏障。选择颜料要使其中可溶性盐含量降到最低，因为在遭到腐蚀攻击时，可溶性盐就是电解质，就是腐蚀的促进剂，当然颜料的吸水性也要小。
颜料也可采用片状颜料，它可以使腐蚀解质曲折缓慢渗入，从而提高防腐蚀作用。片状颜料厚度高在5&m以下，表面大小应小于涂层厚度。片状颜料的加入有利于漆膜内应力下降，可以防止漆膜开裂或剥离。片状颜料要进行亲和处理，否则与基料界面不亲也是个问题。
理想的颜料是：&1）在PH=4～10范围内发挥作用；
2）在金属表面上可生成难溶化合物；
3）本身溶介度小，在水中微溶；
4）在界面上可形成对涂膜无劣化的胶体膜；
5）产生电化学腐蚀时，在阴、阳极反应时均有极化作用；
6）能抑制氧（O2）和水（H2O）的还原作用。
（4）电泳漆中加适当的助剂
1）电泳涂料中加入强溶剂，少加稀释剂，有利于涂料施工时固体成份提高，以提高涂层的机械性能。
2）加入涂料缓蚀剂，这是一种新型助剂，国外文献有报导，但市场不多见。笔者经过10年理论研究、分子合成、涂料中试验，经鉴定，目前已有两个产品研制成功，这两样产品对涂料耐腐蚀性均有较大的提高和突破。
用添加涂料缓蚀剂的方法解决涂料高耐蚀性是一条捷径可行之路。
&&（5）选用耐&皂化&的树脂基料
按有机结构理论：碳&碳、碳&氢、碳&氟键不易皂化，而酯键易皂化有成为可溶性盐的倾向，故醇酸树脂不应盲目采用。
来源：网( 表面处理技术交流群：&) ，欢迎分享本文，转载请保留出处！
电泳技术交流群：群