​鋅合金壓鑄件電鍍層起（qǐ）泡成（chéng）因與消除對策

相比於銅、鋁等合金（jīn），鋅合金擁有熔點較低、鑄造性（xìng）能好、經濟（jì）效益高等優勢，在汽車工業（yè）、家用電器、日用五金等行業得到廣（guǎng）泛的應用。鋅合金壓（yā）鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功能性（xìng）壓鑄件，另一類是無特殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保（bǎo）護性鍍層之後才能應用。鋅合金（jīn）表麵電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件（jiàn）也會（huì）因其表（biǎo）麵致密性不好而含電鍍液。這些（xiē）潛在的問題一段時間後會以鍍層（céng）起泡的形式表現出來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對策十分重要。

本文從生產原料及其精（jīng）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（dù）後起泡的原因，並提出了對策。

1鋅合金壓鑄件生產

多層鍍（dù）層包裹的（de）狀態，其電鍍加（jiā）工是一個環環相扣的過程，每一道工序得到的表麵（miàn）狀態都具有傳遞性。

在生（shēng）產（chǎn）中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金和回收料比例不合理以及精煉效果差，壓鑄模具設計及壓鑄工藝參數不合理，鍍前處理質量差及後續各電鍍（dù）工藝不合理都可能（néng）導（dǎo）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測，特別是鋅合金（jīn）壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測（cè），同時也要對初（chū）始鍍層與基體的結合力以及鍍（dù）層的覆蓋率、致密度進行全麵（miàn）的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響（xiǎng）

鋅合金壓鑄（zhù）件（jiàn）一般使用含鋁量為3%-4%的（de）鋅鋁合金（jīn），按照壓鑄鋅合金標準，需要檢（jiǎn）測的化學成（chéng）分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質（zhì）的含量對鋅合金壓鑄件質量的影響最為顯著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分析表明：壓鑄（zhù）鋅合金的鉛、鎘含量較低(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（chū）現的起泡問題顯著增加。其主要原因是鋅（xīn）合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹（zhàng）而頂（dǐng）起鍍層，引起（qǐ）起泡問題。

在鋅合金壓鑄過程中會不斷產生壓鑄澆道凝料以及其他廢（fèi）料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新（xīn）料（liào）與回收料混合熔煉（liàn）而成。文獻中研究了回收料摻入比率及精煉對壓鑄（zhù）鋅合金狀態的影響。在鋅合金的（de）熔煉過程中，回收料的（de）摻入會顯著地影（yǐng）響鋅合金的組織性能，。

精煉前後組織對比說明：當摻入50%回（huí）收料時，氯化氨精煉後基本可（kě）以消除鋅合金中的雜質；當全部是回收（shōu）料時，精（jīng）煉雖然可以明（míng）顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中（zhōng）雜質含量高（gāo）對鋅合（hé）金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能（néng）都不利，引起電鍍（dù）後起泡的概率也會大大增加（jiā）。

鋅合金原料中的雜（zá）質含量、熔煉回收料的摻入比率及精煉對壓鑄產品質量都有較大影響，這種影響（xiǎng）會依次傳遞，最終影響到（dào）鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合（hé）金壓（yā）鑄（zhù）生產不僅要嚴（yán）把原料質量關，而且要（yào）對壓鑄前鋅合金液進行質量（liàng）監測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件（jiàn）製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都有明顯的影（yǐng）響。其中澆口（kǒu）和澆道是將鋅合金液（yè）引向型腔的過道，型腔則是成（chéng）型（xíng）壓鑄件的腔體和壓鑄（zhù）件直接接觸，澆口和澆道（dào）的（de）設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關重要。合理的模具設計既要保證（zhèng）完（wán）整充型，也（yě）要保證充型過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形（xíng）澆道（dào）所產生的氣孔量要（yào）多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄（zhù）鋅合金件的多孔組織對其機械性能和電鍍質量（liàng）都十分不利。

在壓（yā）鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影響主要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針（zhēn）對模具溫度的研究表（biǎo）明，當（dāng）模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的孔洞，而模溫為（wéi）165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅合金壓（yā）鑄過程中產生的氣泡（pào）、冷隔和裂紋等缺（quē）陷都會（huì）給（gěi）後續的清理和電鍍帶來困難，保證壓鑄件質量才能為電鍍提供優質的基體材料。要（yào）對（duì）壓鑄件進（jìn）行嚴格的質量檢測，不能達標則果斷報廢，否則將給（gěi）後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍（dù）前處理的影響

鋅合金壓鑄（zhù）件在電鍍前還要進行多（duō）道前處理工序，主要包括打磨、拋光、除蠟（là）、除油、酸蝕（shí）活（huó）化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下組織疏鬆多（duō）孔，如果打磨露出（chū）疏鬆多孔組織，後續電鍍（dù）將出現漏鍍、孔（kǒng）洞、積液等問題。另外，拋光膏塗抹不均（jun1）勻所引起的拋光（guāng）過程中局部過（guò）熱而產（chǎn）生的麻點，以及拋光膏未清理幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟（là）、除油需要將表麵的蠟及油脂清除幹淨，這樣才能保證電鍍時基（jī）體有清潔活化的表麵。酸蝕活化（huà），一般用弱酸短時（shí）間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合金（jīn）表麵（miàn）更利於（yú）電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄件為了獲得良好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完成後要進行相應的電（diàn）鍍處理，一般包括鍍銅（tóng）層、鍍鎳層和鍍（dù）鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中（zhōng）一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位較正，表（biǎo）麵很快形成（chéng）暗紅色（sè）置換銅而對鍍層結合力不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未（wèi）見有置換銅生成。然而高的氰化鈉濃度會抑製鍍層（céng）的沉積，因此氰化鈉的（de）濃度要（yào）控製適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要求。研究表明（míng）鋅合（hé）金壓（yā）鑄件中（zhōng）性電鍍鎳技術，其鍍液近（jìn）中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶（róng）出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液（yè）中Zn2+的濃度不能過高，否則會使電流（liú）密度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（xiǎn）破壞，而是（shì）整個鍍層呈現隆起。這說明起泡（pào）問題是（shì）由底層或內層（céng）電鍍引起的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄（zhù）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（qǐ）泡的影響至關重要，同時電鍍過程中的過度析氫也會對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層（céng）均（jun1）無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(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（dù）銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅（xīn）基體存在孔缺陷，但鍍銅層（céng）和鍍鎳層無缺（quē）陷；

(6)鋅（xīn）基體和鍍鎳層存在孔缺（quē）陷，但鍍銅層（céng）無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在（zài）孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金（jīn）壓鑄件多層電鍍中，上述（shù）(3)、(5)、(6)、(7)四種情形（xíng）中，底層或基體（tǐ）有孔洞等缺（quē）陷（xiàn），而孔洞缺陷的外部存在致密的密（mì）封層，在（zài）電鍍過程（chéng）中這樣（yàng）的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一係列的反（fǎn）應就會（huì）影響到界麵的結合力（lì），同時腔體內產生一定的壓力，經過（guò）一段時間就會（huì）導致起泡（pào）問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部或基體（tǐ）存在通向鍍（dù）層的（de）最外表麵通道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐（fǔ）蝕發生時，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（shí）腐蝕產物也（yě）可能會順著孔道擴（kuò）散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置（zhì）換鍍與否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（yā）鑄件的缺陷難（nán）以用肉眼直接觀察，可以利用滲透染色（sè）的方法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（xī），總結（jié）引起鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）件電鍍後起（qǐ）泡問題（tí）的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主（zhǔ）要是鉛（qiān）、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模（mó）具及（jí）工藝引起了表麵缺陷(主（zhǔ）要包（bāo）括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了（le）壓鑄（zhù）件表麵致密層或拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除（chú）蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵（miàn）質量、打底（dǐ）鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問（wèn）題的防治（zhì）最為重要的是對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都（dōu）要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件（jiàn）進行滲透（tòu）顯（xiǎn）色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。