​鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍層起泡成因與消（xiāo）除對策

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔（róng）點較低、鑄造性（xìng）能好（hǎo）、經濟效益高等優勢，在汽車工業、家（jiā）用電器、日用五金（jīn）等行業得到廣泛（fàn）的應用。鋅合金壓鑄件按使用要（yào）求分為兩類，一（yī）類是結構功能性（xìng）壓鑄件，另（lìng）一類是無特殊要求的零部件。由（yóu）於鋅合金（jīn）活潑（pō）、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能（néng）應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵（miàn）結合力不良，工件也會因其表（biǎo）麵致（zhì）密（mì）性不好而含（hán）電鍍液（yè）。這些潛在的（de）問題一段時間後會以鍍層起泡的形式表（biǎo）現出來（lái），引起嚴重的質量問題，明確鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對策十分重要。

本文從生產原（yuán）料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分析了導致鋅合金壓鑄件電鍍後起泡的（de）原因，並提出了對策。

1鋅合（hé）金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的狀態，其電鍍加工是一個環環相扣的過程，每一道工序得到的表麵狀態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合金（jīn）原料（liào）成（chéng）分、鋅合金和回收料（liào）比例不合理以及精（jīng）煉效果差，壓鑄模具設計（jì）及壓鑄工藝參數不合理，鍍前處理質量（liàng）差及（jí）後續各（gè）電鍍工藝不合理都可能導致起泡。因此，起泡問題的排查需要在生產流程上多點進行監（jiān）測，特別是鋅合（hé）金壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍層與基體的結合力以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致起泡缺陷（xiàn）的原因（yīn）

2.1原料及精煉（liàn）的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的（de）鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準，需（xū）要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含（hán）量對鋅合（hé）金壓鑄件質量的影響最（zuì）為顯（xiǎn）著（zhe）。在對鋅合金壓鑄件出現起（qǐ）泡問題的（de）研究分析表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量較低（dī）(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫（xī）等雜質（zhì）會在晶界（jiè）處聚集（jí）而導致晶間（jiān）腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金壓鑄過程（chéng）中會不斷產生壓鑄（zhù）澆道凝料以及其他廢料，用（yòng）來壓鑄的鋅合金液都是由新料與回收料混合熔煉而成。文獻中（zhōng）研究了回收料摻入比率及精（jīng）煉對壓鑄鋅合（hé）金狀態的影（yǐng）響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入（rù）會顯著地影響鋅合金的組織性能，。

精煉前後組織對比說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基（jī）本（běn）可以消除鋅合金中的雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合金的組織，但精煉（liàn）後（hòu）依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量高對鋅合金液的壓鑄成型能力及（jí）鋅合金的力學（xué）性（xìng）能都（dōu）不利，引起電鍍後起泡的概（gài）率也會大（dà）大（dà）增加。

鋅合金原料中的雜質含量、熔煉回收料（liào）的摻入比率及精煉對壓鑄產品質量都有（yǒu）較大影響，這（zhè）種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的（de）質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴把原料質量關（guān），而且要對壓（yā）鑄前鋅（xīn）合金液（yè）進行質量監測。

2.2壓（yā）鑄（zhù）模具的影響

壓鑄是鋅合（hé）金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的（de）設計和壓鑄參數（shù）的設置（zhì）對壓鑄件質量都有明顯的（de）影響。其中澆（jiāo）口和澆道是將鋅合金液引向型腔（qiāng）的過道，型腔則是成型壓（yā）鑄件的腔體和壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關重要。合理的（de）模具設計（jì）既要（yào）保證完整充型，也要保證（zhèng）充型過程中盡量少出現卷氣等現（xiàn）象。梯形澆道所產生的氣孔量要（yào）多於橢圓（yuán）形澆口，設計橢圓形澆道（dào）在壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對其（qí）機械性能和（hé）電鍍質量都（dōu）十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄（zhù）的壓力、溫度以及模具的溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影響主要（yào）表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷（xiàn）方（fāng）麵。針（zhēn）對模具溫度的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的孔（kǒng）洞，而模溫為165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅合金壓鑄過程（chéng）中產生的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都（dōu）會給後續的清理和電鍍帶來困難，保證壓鑄件質量才（cái）能為電鍍提供優質的基（jī）體材料。要對壓鑄件（jiàn）進行嚴格的質量檢測，不能達標則（zé）果斷（duàn）報廢，否則將給後（hòu）續加工（gōng）帶來更（gèng）大的（de）損（sǔn）失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合（hé）金（jīn）壓鑄（zhù）件在電鍍前還要進行多道（dào）前處理（lǐ）工序，主要包括打磨、拋光、除蠟（là）、除油、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄（zhù）件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出（chū）疏鬆多孔組織，後續電鍍將（jiāng）出（chū）現漏（lòu）鍍、孔洞、積液等問題。另外（wài），拋光膏塗抹不均勻所引起的拋光過程中局部過熱（rè）而產生的麻點，以（yǐ）及拋光膏（gāo）未清理幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油（yóu）需要將表麵的蠟及油脂清除幹淨（jìng），這樣（yàng）才能保證電鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一（yī）般用弱酸短時間（jiān）侵蝕，不（bú）宜時間過長，侵蝕後的鋅合金表（biǎo）麵更利於電鍍（dù）。

2.4電鍍過程的影響

鋅（xīn）合金壓鑄件為了獲（huò）得良好的裝飾性和耐腐（fǔ）蝕性（xìng），在（zài）壓鑄完成（chéng）後（hòu）要進（jìn）行相應（yīng）的電鍍處理，一般包括鍍銅層（céng）、鍍鎳層和（hé）鍍（dù）鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置（zhì）換鍍銅的（de）出現至關重要。研究表明（míng）：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位較（jiào）正，表麵很快形成暗紅色置換銅而對（duì）鍍層（céng）結合力不利；氰（qíng）化鈉含量較高時電位較負，試樣（yàng）表麵未見有置換銅生成（chéng）。然（rán）而高的氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因（yīn）此氰化鈉（nà）的濃度要控製（zhì）適度。鋅合（hé）金壓鑄件電（diàn）鍍鎳的（de）過程中，一般由（yóu）於鎳孔隙率（lǜ）較高，需要較（jiào）厚的鍍層才能達到密（mì）封的要求。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍（dù）鎳技術，其鍍液近中性（xìng），對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍鉻液中Zn2+的（de）濃度不能過高，否則會使電流密度（dù）大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後（hòu）起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整個（gè）鍍層呈現隆起。這說（shuō）明（míng）起泡問題是由底層或內層電鍍引起的，特別是打底鍍層（céng）的結（jié）合力和（hé）覆蓋率。

在鋅（xīn）合金（jīn）壓（yā）鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡的影響至關重（chóng）要，同時電鍍過（guò）程（chéng）中的過度析氫也會（huì）對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體（tǐ）、鍍銅層（céng）、鍍鎳層均無孔缺（quē）陷；

(2)鋅基（jī）體和鍍銅層無（wú）缺陷，但鍍（dù）鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺（quē）陷；

(5)鋅基（jī）體（tǐ）存在孔缺陷，但鍍銅層和（hé）鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷，但（dàn）鍍鎳層無（wú）缺陷；

(8)鋅基（jī）體、鍍銅層和（hé）鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金（jīn）壓鑄件多層電鍍中（zhōng），上（shàng）述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或（huò）基體有孔洞等缺陷（xiàn），而孔洞缺陷的外（wài）部（bù）存在致密的密封層，在電（diàn）鍍（dù）過程中（zhōng）這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一係列（liè）的反應就會影響到界麵的結合力（lì），同時腔體內產生一定（dìng）的壓力，經過一（yī）段時間就（jiù）會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情（qíng）況下，鍍層內部或基體（tǐ）存在通（tōng）向鍍層的最外表麵通道，通（tōng）道中（zhōng）會（huì）儲存電（diàn）鍍液等雜質，當腐蝕發（fā）生時，由於鋅合金基體與各鍍層間的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產物（wù）也可（kě）能會順著（zhe）孔道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置換鍍與否（fǒu）以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件電鍍質量的影響最為關鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺（quē）陷難以用肉眼（yǎn）直接觀察，可以利用滲透染色的方法（fǎ）先用滲透劑在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露出來，從而達到檢測的效果。

3結論及建議

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件電鍍後起泡問題（tí）的原因有：(1)壓鑄鋅（xīn）合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具（jù）及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等（děng）)；(3)打磨時破壞了（le）壓鑄件表麵致密層或拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過（guò）酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表（biǎo）麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋（gài）率是起泡（pào）問題的最大隱（yǐn）患。鋅合（hé）金壓（yā）鑄件（jiàn）電鍍起泡問題的防（fáng）治最為重要的是（shì）對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都要嚴（yán）格把（bǎ）關（guān）。可在（zài）電鍍前對鋅（xīn）合金壓鑄件進行滲（shèn）透顯色檢測，以保證鍍前基（jī）體表麵的質量。