鋁件鍍銀出現(xiàn)“黑斑”的原因及其消除

裴城關

（中國空空導彈研究院十五分廠，河南 洛陽 471003）

鋁件鍍銀出現(xiàn)“黑斑”的原因及其消除

裴城關

（中國空空導彈研究院十五分廠，河南 洛陽 471003）

某批次鋁零件在鍍銀后噴漆加工過程中出現(xiàn)了黑斑。從原材料、電鍍和噴漆加工工藝等方面對黑斑產生的原因進行了討論，通過表面和截面形貌觀察、電鏡分析、能譜分析等方法對黑斑與正常鍍銀層進行了對比，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

某型號導彈有多種鍍銀后噴漆的鋁合金零件，上蓋是其中之一。在加工過程中，零件噴漆后容易出現(xiàn)“黑斑”，嚴重影響到零件的外觀質量。由于此型導彈為國防急需產品，而鍍銀后噴漆工藝在重點型號導彈上應用廣泛。因此，“黑斑”成為亟需解決的工藝瓶頸。

2 服役環(huán)境

上蓋通常應用于導彈的電子艙段，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──電性能打上了問號。只有找出問題產生的原因，才能就“黑斑”對零件的質量影響作出合理評估，并避免此類問題的再次發(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。此型號導彈上有多種同材料、類似形狀、同工藝的零件，比如蓋子4、下蓋等，而同時期加工的類似形狀的零件并未出現(xiàn)此類故障。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，并非原材料缺陷導致故障。

3. 2. 1 電鍍工藝

上蓋鍍銀的大致工藝路線為：機加來件─前處理─浸鋅─電鍍鋅─電鍍銅─電鍍銀─噴漆─浸涂 823─入庫。

檢測分析發(fā)現(xiàn)，應用兩種不同稻殼所產原酒的乙酸乙酯、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%，見圖3。

3. 2 加工工藝

高職項目式教學要打破傳統(tǒng)的專業(yè)(學科)教學模式，按照高等職業(yè)教育的本質要求，從職業(yè)崗位的實際出發(fā)，依據(jù)工作的典型任務，選擇和安排學習項目，使得課程的學習內容與工作任務一致、學習過程與工作過程一致[6]。

在理化手段的協(xié)助下，對“黑斑”取樣，進行了金相分析。黑斑處和正常處截面照片如圖 2所示。可以看出，上蓋鍍銀面“黑斑”處與正常處沒有區(qū)別，所以黑斑只是影響了鍍銀層的表面，而對鍍銀層內部并無影響。

上蓋的噴漆加工，出現(xiàn)過整批返修的紀錄。原因為缺口未堵上，使漆霧進入，并附著在鍍銀層表面而無法清除。為防止此類故障的發(fā)生，加工過程中，常用3M膠帶將缺口封死，以杜絕漆霧進入。

(1)診斷中包含幽門螺旋桿菌感染。(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)合格處方標準：經典三聯(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)以往的生產經驗，導致鍍銀件變色最常見的原因為硫元素對鍍銀層的影響。之前，曾經發(fā)生過鍍銀后的零件未及時包裝并密封保存，久置在電鍍廠房中而導致鍍銀層變黃。但是該故障零件鍍銀后，均及時包裝并置于干燥器皿中保存，可見并非受到廠房空氣氣氛的影響。

黑斑的出現(xiàn)，可能是因為缺口密封不嚴，使漆霧等有機氣氛進入。有機氣氛從鍍層空隙進入，從而腐蝕鍍鋅層。鍍鋅層腐蝕產物從鍍層空隙中泛出，表現(xiàn)為黑斑。為此，做了以下實驗來驗證：在 200倍放大鏡下對“黑斑”進行拍照，并檢查是否出現(xiàn)堆積或者腐蝕坑。其照片如圖 1所示。經測量，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生產環(huán)節(jié)發(fā)生了改變，從而導致故障的產生。經查，生產條件并未發(fā)生任何改變，且同時期加工的類似零件并未出現(xiàn)此類故障。因此，排除了電鍍生產條件發(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)展奠定了堅實基礎。

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，其能譜分析結果見表1。通過電鏡分析，發(fā)現(xiàn)頂蓋鍍銀面發(fā)黑斑點處與正常處的形貌沒有區(qū)別，但能譜分析表明，發(fā)黑斑點處有S元素存在，而正常處沒有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

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

3. 2. 2 噴漆工藝

從庫房找出前一批(無故障)加工用牛皮紙和新進牛皮紙做對比實驗：用 2種牛皮紙噴同一批次的實驗件各兩件，放入干燥間干燥24 h，結果發(fā)現(xiàn)，只有位于新進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源于新進的牛皮紙。

4 故障排除

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

治療前，兩組患者LVEF、LVESD、LEVDD等心功能指標情況進行比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；治療后，觀察組患者 LEVDD、LVEF、LVESD等心功能指標情況均優(yōu)于對照組患者，且經過兩獨立樣本t檢驗，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表 1。

可以用銅絲刷除去黑斑，但會留下刷痕，而且鍍銀層會遭到輕微破壞。生產發(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保護劑即可。

解析：要從合金中測定鎂的質量分數(shù),三個實驗設計中:(1)設計1利用合金總質量與兩者產生氫氣的總體積聯(lián)立方程。(2)設計2只有鋁與NaOH溶液反應,可由氫氣體積求得鋁的質量。(3)設計3由于NaOH溶液過量,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量。本題答案應為A。

5 結語

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

在導彈鍍銀零件生產線上，應引入材、輔料檢驗設備，加強對所用包裝紙等材、輔料的控制，避免引入硫元素而對產品電性能產生影響，以保障整個導彈的戰(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（1983–），男，河南洛陽人，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 ]