冶金因素对电镀质量的影响

冶金因素对电镀质量的影响,

冶金因素是造成零件表面上存在宏观或微观的物理和化学不均一现象的主要原因。由于零件表面物理和化学的不均一，导致镀覆层的质量受到明显的影响。譬如，基体材料的化学组成、热成型方法、冷塑成形方法、热处理方法和化学热处理方法等对镀覆过程特别是转化膜处理过程的影响很大。
金属材料中含有的元素种类和数量决定了材料的牌品、规格和金相组织特点。具有固溶体金相组织的金属，通常自身都有较好的耐蚀性，表面很容易被钝化或氧化，如果没有使表面很好活化的措施，就很难在这种金属表面上获得与基体结合牢固的镀覆层，也很难在其上面获得质量好的转化膜层。具有多相金相组织的金属，随所含的元素种类和含量的不同，金属表面上的化学不均一性差异很大。它不仅影响金属表面镀前活化处理的质量，还影响镀覆层的质量。譬如，合金钢中 等合金元素的含量总和超过5%，在这种钢材的表面上就很难进行磷化或碱性氧化；在变形铝合金中如果铜的含量超过5%，就很难在其表面上获得硬度比较高、膜层比较厚的硬质阳极氧化膜；对压铸锌合金来讲，如果合金中铝、铜、镁等金属的含量以及明显影响电镀质量的铅、锡、镉等杂质金属的含量超过规定的指标，就很难在其表面上获得合格的镀覆层。
铸造零件表面往往存在较多不利于获得优质镀覆层的铸造缺陷，譬如，铸造表面的粗糙度大，常存在化学成份的偏析和非金属的夹杂，组织内部气孔、疏松多，影响镀层和转化膜的质量。采用压铸方法制造铝合金和锌合金零件的毛坯，大大地减少了铸造的缺陷，降低了表面粗糙度。

用冷镦、冷挤压、冷冲压等方法制造的零件，尺寸精度、表面质量均比铸造好，但是也存在其他一些缺陷，譬如，在冷变形表面易存在拉沟、折叠、划伤、夹杂氧化物等表面缺陷。在冷变形表面出现加工硬化应变强化层，变形程度越大，加工硬化层就越深。由于加工硬化表面很难活化，因此，很难在其表面上获得与基体的结合力好的镀层，也难以在这种表面上形成良好的转化膜层。
粉末冶金也是一种少切削的零件成型方法。用这种方法制造的零件增多，像磁性材料成型零件。其基体组织是否致密、零件表面是否有裂纹、是否有可见的针孔等缺陷，影响着镀层的质量。
零件进行热处理会影响零件表面镀覆和转化膜处理的质量。零件使用传统的加热方法进行热处理后，在零件表面上形成一层氧化膜层。将这层妨碍镀覆的氧化膜除去之后，改变了零件的基体尺寸（缩小或增加了相当于氧化膜厚度的尺寸）；零件热处理后，在不再加工的表面上保留有氧化物，不仅影响镀覆的质量，反而增加了清除这部分氧化物的难度。

用高强度钢或超高强度钢制造的零件经过热处理后，如果其抗拉强度大于1800MPa在镀覆或进行转化膜处理时，极易使高强度零件产生氢脆，因此，除非有特殊的需要并已经采取了经过反复验证的有效防范措施，一般不采用表面处理过程中会伴随有氢产生的表面处理方法进行处理。
可以用热处理强化的铝合金，常通过不同的淬火和时效规范来调节其金相组织和机械性能，在这些铝合金表面上进行铝的阳极氧化和硬质阳极氧化时，膜层的厚度、致密性、硬度、耐蚀性等性能，受制于铝合金淬火和时效的规范。通常铝合金的时效温度越高，时效时间越长，就越难在其表面上获得性能优良的氧化膜。当多方面优选铝硬质阳极氧化的工艺规范和改变电源波形，如仍难以获得质量满意的氧化膜时，通常可以与工艺技术人员进行技术协商，通过适当的调节铝合金的热处理规范，改善氧化膜层的质量。
在钢铁零件表面进行局部渗碳、渗氮或氰化后，虽然能够提高局部表面的强度，但却造成了零件表面宏观的化学不均一性。当这类零件进行转化膜处理时，经过化学热处理的表面与不经过化学热处理的表面上的膜层外观、厚度、耐蚀性是不一致的。