摘要：某批次铝零件在镀银后喷漆加工过程中出现了黑斑。从原材料、电镀和喷漆加工工艺等方面对黑斑产生的原因进行了讨论，通过表面和截面形貌观察、电镜分析、能谱分析等方法对黑斑与正常镀银层进行了对比，确定了黑斑为镀银层被硫元素污染所致，并找出了镀银层变色的原因，排除了故障。
关键词：铝合金;银镀层;黑斑;变色;硫;污染
1·前言
某型号导弹有多种镀银后喷漆的铝合金零件，上盖是其中之一。在加工过程中，零件喷漆后容易出现“黑斑”，严重影响到零件的外观质量。由于此型导弹为国防急需产品，而镀银后喷漆工艺在重点型号导弹上应用广泛。因此，“黑斑”成为亟需解决的工艺瓶颈。
2·服役环境
上盖通常应用于导弹的电子舱段，有较高的电性能要求。零件采用防锈铝加工，工作环境密闭，装配后不存在二次生锈的可能性。“黑斑”成分的不确定，给零件的重要性能──电性能打上了问号。只有找出问题产生的原因，才能就“黑斑”对零件的质量影响作出合理评估，并避免此类问题的再次发生。
3·原因分析
3.1 材料
上盖由0.5mm厚的LF21铝板材加工而成。此型号导弹上有多种同材料、类似形状、同工艺的零件，比如盖子4、下盖等，而同时期加工的类似形状的零件并未出现此类故障。比如，出现故障的上盖和未出现故障的盖子4等均由同批次板材加工而成。因此，可以断定，并非原材料缺陷导致故障。
3.2 加工工艺
上盖镀银的大致工艺路线为：机加来件─前处理─浸锌─电镀锌─电镀铜─电镀银─喷漆─浸涂823─入库。
3.2.1 电镀工艺
首先，考虑到有可能是电镀的某个生产环节发生了改变，从而导致故障的产生。经查，生产条件并未发生任何改变，且同时期加工的类似零件并未出现此类故障。因此，排除了电镀生产条件发生改变的因素。根据以往的生产经验，导致镀银件变色最常见的原因为硫元素对镀银层的影响。之前，曾经发生过镀银后的零件未及时包装并密封保存，久置在电镀厂房中而导致镀银层变黄。但是该故障零件镀银后，均及时包装并置于干燥器皿中保存，可见并非受到厂房空气气氛的影响。
3.2.2 喷漆工艺
上盖的喷漆加工，出现过整批返修的纪录。原因为缺口未堵上，使漆雾进入，并附着在镀银层表面而无法清除。为防止此类故障的发生，加工过程中，常用3M胶带将缺口封死，以杜绝漆雾进入。
黑斑的出现，可能是因为缺口密封不严，使漆雾等有机气氛进入。有机气氛从镀层空隙进入，从而腐蚀镀锌层。镀锌层腐蚀产物从镀层空隙中泛出，表现为黑斑。为此，做了以下实验来验证：在200倍放大镜下对“黑斑”进行拍照，并检查是否出现堆积或者腐蚀坑。其照片如图1所示。经测量，未出现堆积或腐蚀坑。因此，排除了是漆雾腐蚀镀锌层或镀锌层腐蚀物从银层下泛出而导致“黑斑”的可能性。
3.3 “黑斑”成分分析
在理化手段的协助下，对“黑斑”取样，进行了金相分析。黑斑处和正常处截面照片如图2所示。可以看出，上盖镀银面“黑斑”处与正常处没有区别，所以黑斑只是影响了镀银层的表面，而对镀银层内部并无影响。
上盖镀银面“黑斑”处与正常处电镜照片及能谱图分别如图3和图4所示，其能谱分析结果见表1。通过电镜分析，发现顶盖镀银面发黑斑点处与正常处的形貌没有区别，但能谱分析表明，发黑斑点处有S元素存在，而正常处没有S元素。因此，可断定黑斑为镀银层被硫元素污染所致。
3.4 硫元素来源分析
此零件经过多次加工，工艺及材、辅料等都已经定型。因此，可以排除环境及设备因素。经查实，在喷漆处，所用材、辅料发生改变的是喷漆时铺在零件下的牛皮纸，该批牛皮纸于去年底进。由于上盖侧面有缺口，喷漆时需要用胶带将缺口完全封死。喷漆后，由于漆层粘连，盖子内形成了一个密闭环境。如果牛皮纸含硫量过高，那么在一个密闭环境中，很容易引起银层污染。
从库房找出前一批(无故障)加工用牛皮纸和新进牛皮纸做对比实验：用2种牛皮纸喷同一批次的实验件各两件，放入干燥间干燥24h，结果发现，只有位于新进牛皮纸上的零件镀银面出现了“黑斑”。由此可以断定，造成镀银面污染的硫元素来源于新进的牛皮纸。
4·故障排除
从镀层截面照片和电镜分析可知，硫元素只对镀银层表面产生影响，而横截面没有遭到破坏。故对黑斑进行清理并采取一定的防护措施，就可以避免“黑斑”的再次产生。由于零件主要应用于导弹的电子舱段，工作环境密闭，环境气氛简单，不存在装配后二次污染的可能性。
可以用铜丝刷除去黑斑，但会留下刷痕，而且镀银层会遭到轻微破坏。生产发现，用绘图橡皮可以完全清除掉“黑斑”，而且清除后放置72h，也不会再次出现“黑斑”。因此，先用橡皮擦净“黑斑”，以去离子水清洗干净后再浸涂823保护剂即可。
5·结语
铝合金板材零件镀银可以大大提高导电性能，但银镀层在有硫元素存在的气氛中极易被污染。因此，在加工过程中，要对硫元素进行严格控制。
在导弹镀银零件生产线上，应引入材、辅料检验设备，加强对所用包装纸等材、辅料的控制，避免引入硫元素而对产品电性能产生影响，以保障整个导弹的战斗力。
