一种新型遮蔽蜡在电镀中的应用

2015-12-05石金生

电镀与精饰 2015年10期

方蕾，吴畏，石金生

(1.广州飞机维修工程有限公司，广东广州 510470;2.山东建筑大学材料科学与工程学院，山东济南 250000)

引言

在飞机起落架翻修中，通过氨基磺酸盐镀镍、镀硬铬等电镀可以对零部件进行尺寸修复，提高耐蚀性、耐磨性。而在电镀前处理过程中，对非电镀部位进行遮蔽处理是非常重要的工序，遮蔽优劣会直接影响镀层质量，电镀槽液的使用寿命甚至起落架零部件安全性。起落架电镀规范参考的遮蔽材料主要有胶带类、橡皮塞或可剥漆等，对遮蔽材料只是概述为选用合适的遮蔽材料。对于一些尺寸大、形状复杂而不易进行遮蔽的起落架零件，需要选择合适的遮蔽方法和材料。本文介绍了一种新型遮蔽蜡的应用，结合实际案例并对比常用遮蔽材料就对其选择的原因进行了讨论。

1 常用遮蔽方法和材料

在采用电镀的方法对零件进行修复时，对不需修复的部位进行遮蔽，常用的方法有包扎法和浸渍法。

1.1 包扎法

这种方法一般所用的是塑料条带、胶带、管、薄膜或橡皮塞等绝缘材料，对非电镀部位进行包扎、封堵。如内孔不镀的零件，可用稍大于内孔径的塑料管穿入或用橡胶塞、垫塞紧孔径两头;外围不镀的零件，可用稍小于外径的塑料管烫热后套上，也可用胶带包扎。

1.2 浸渍法

1)可剥漆。可剥漆所用的材料有乙烯类涂料，耐酸、碱清漆，聚氯乙烯漆等。例如，氯丁橡胶可剥漆，通过浸渍、干燥即可。

2)涂蜡制剂。涂蜡所用材料主要成分是由石蜡、松香和地蜡、蜂蜡或硬脂酸混合而成，将蜡加热到200 ～220℃，需要通过多次浸渍、干燥。［1-2］

2 新型遮蔽蜡的选用

2.1 遮蔽蜡性能介绍

Aerowax MT是市售的一种中温熔点蜡，主要成分是地蜡，又称微晶形蜡。室温下呈固态，颜色为深红色，结构紧密，坚而滑润，硬度小，受力后变形不易碎裂，防湿、密封、粘附性和电绝缘性好;通过职业安全和卫生条例，为非危险物品，对皮肤、眼睛无明显刺激性;同时通过ASTM F-945热腐蚀测试。其理化性能见表1。

表1 Aerowax MT理化性能参数表

2.2 蜡封工艺流程

蜡封，是将工件浸渍在熔融的蜡液中，经过干燥后工件表面获得一定厚度的蜡层以达到对工件进行密封保护的方法。工艺流程如下:

除油→打底蜡→涂蜡→电镀→脱蜡回收→清洗。

2.2.1 除油

用碱性脱脂剂Oakite对零件除油，水洗后能保持至少30s水膜连续不破裂。除油溶液的组成及操作条件:38～89g/L Oakite脱脂剂，θ为72～87℃。

2.2.2 打底蜡

将零件浸渍在Aerowax MT蜡液中预热一定时间(具体时间视零件尺寸大小)至蜡液温度。取出零件干燥，零件表面获得一层薄的打底蜡。操作条件:θ为88～98℃，t为10～60s。

2.2.3 涂蜡

将零件浸渍在Aerowax MT蜡液后快速取出并干燥，零件表面形成一层新的蜡层。θ为88～98℃，t为1～10s。根据后续电镀所需，重复3～5次控制蜡层厚度。1次打底蜡，5次涂蜡，浸蜡次数与单面蜡层厚度关系见表2。

表2 浸蜡次数与单面蜡层厚度的关系

由表2可知，第1次浸蜡后得到约为0.25mm打底蜡，蜡层厚度非常薄，颜色几乎为透明，易看见基体。第2次浸蜡后得到约为0.41mm蜡层，相比第1次浸蜡，厚度增加，颜色为淡红色，仍可看见基体。第3次浸蜡后蜡层厚度进一步增加，颜色已变为深红色，不易看见基体。经过第4～6次浸蜡后，最后得到约为1.50mm的深红色蜡层，不能看见基体。

2.2.4 脱蜡回收

电镀完成后，用清水洗净蜡层表面残留的槽液，用压缩空气将零件吹干后浸渍在Aerowax MT蜡槽中，回收遮蔽蜡。操作条件:θ为88～98℃，退至可看见零件基体为止。

2.2.5 清洗

使用水性清洗剂BIOATC 280洗净零件表面残留的蜡，然后碱洗、水清洗。工艺参数:θ为88～96℃，t为5～30min。

3 分析与讨论

3.1 案例分析

某维修公司在对空客飞机主起落架上节流管密封槽(如图1所示)进行镀镍修复尺寸后，发现该零件下端耳孔内及孔周边区域出现腐蚀现象(如图2所示)。

图1 上节流管

图2 耳孔周边腐蚀区域图

经分析，电镀时，零件采用纸胶带对耳孔进行封孔，然后浸胶保护非电镀区域，在受到外力时纸胶带和保护胶膜损坏，电镀镍前误操作不需要的酸活化工序，从而酸性活化液进入孔内，导致基体腐蚀。因此，在电镀前处理选择遮蔽材料时，需要充分考虑不同因素的影响。

3.2 零件尺寸和形状对遮蔽物的选择

飞机起落架中的减震支柱内筒、外筒及转弯环等一些零件，尺寸大、形状复杂。如波音757主起落架内筒，见图3。浸入槽液的非电镀区域需要进行遮蔽保护。使用包扎法对零件进行包扎，耗用大量材料和人工，效率低，包扎效果不好。而使用浸渍法相对方便简单，能够克服零件尺寸和和形状复杂的困难，有效保护非电镀部位。

图3 起落架内筒蜡封电镀后效果图

3.3 镀层过渡区对遮蔽物的选择

过渡区是从镀层边缘到基体由镀层厚度逐渐减小到零的一段区域，如图4所示。遮蔽物要求易被修饰，使镀层和基体有准确整齐的分界，同时满足维修手册对过渡区尺寸的要求。例如在波音镀硬铬工艺规范 BAC5709中，过渡区严格控制在0.127 ～2.032mm［3］。相对包扎法的遮蔽层，采用浸渍法的遮蔽层与零件基体的粘结性更好，遮蔽后方便修饰，端边在使用过程中不会翘起，适用于遮蔽端边尺寸公差要求高的零件。

图4 过渡区示意图

3.4 电镀工艺对遮蔽物的选择

在电镀过程中零件会接触到强碱、强氧化性酸和腐蚀性酸溶液，槽液θ一般在50～60℃，电镀时间长达十几个小时，所选择的遮蔽物必须克服苛刻的槽液环境，有效保护零件防止损伤。

包扎法的遮蔽物在使用过程中常因温度变化而使零件的包扎部位松弛，夹缝易残留除油液、活化液，导致清洗困难，腐蚀零件，也会造成槽液互相污染。而新型遮蔽蜡粘结性好、致密度高，熔点高于槽液温度，能有效防护工件的非电镀部位，不会造成槽液互相污染，也不污染槽液。

3.5 遮蔽物理化性能比较

包扎法使用的遮蔽材料性能稳定，无挥发性气体，安全可靠，材料易得，但重复利用率低。可剥漆需要通过有机溶剂(甲苯、二甲苯等)来稀释，再通过很长时间挥发溶剂来达到保护性能，有机溶剂影响人体健康和环境安全。常规的遮蔽蜡主要成分是石蜡，脆性较大，受力后容易断裂甚至粉碎，同时需要加热到200～220℃高温，影响操作，对槽体质量、加热设备要求高。新型遮蔽蜡性能稳定，深色的外观便于识别，不使用甲苯、二甲苯等有机溶剂，使用过程几乎没有挥发性气体，可回收利用。