​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消除（chú）對策

相比於銅、鋁（lǚ）等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性（xìng）能好、經濟效益高等優勢，在汽車工（gōng）業、家用電器（qì）、日用五金等行業得到廣泛的應（yīng）用。鋅合金壓鑄（zhù）件（jiàn）按使用要求分為兩類，一類是（shì）結構（gòu）功能性壓鑄件，另一類是（shì）無特（tè）殊要求的（de）零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工（gōng）件也會因其（qí）表麵致密性不好而含電鍍液。這些潛在的問題一段時間後會以鍍層起泡的形式表現（xiàn）出來，引起嚴重的（de）質量問題，明（míng）確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對策十分重（chóng）要。

本文從生產原料及（jí）其精煉、壓（yā）鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度（dù），分析了導致鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）件（jiàn）電鍍後起泡的原因，並提（tí）出了對策。

1鋅合金（jīn）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（kòu）的過程，每（měi）一道工序得到的（de）表麵狀態都具有（yǒu）傳遞性。

在（zài）生產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅（xīn）合金和回收（shōu）料比例不合（hé）理以及精煉效（xiào）果差，壓鑄模具設計及壓鑄工藝（yì）參數不合理，鍍前處理質量差及後續各電鍍工藝不合理都可能導（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（hé）金壓鑄件鍍前表麵（miàn）狀態的檢測，同時也要對初（chū）始鍍層與（yǔ）基體的（de）結合力（lì）以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的（de）監測。

2導致起（qǐ）泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合（hé）金壓鑄件一般使（shǐ）用含鋁（lǚ）量為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓（yā）鑄鋅合金標準，需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）量對鋅合金壓鑄件（jiàn）質量的影（yǐng）響最為顯著。在對鋅合金壓鑄件出現起（qǐ）泡問題（tí）的（de）研究分析（xī）表明（míng）：壓鑄鋅合金的鉛、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%)時產品出現（xiàn）的起泡問題顯著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄（zhù）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（chù）會膨脹而頂起鍍層，引起起（qǐ）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（qí）他廢料，用來壓鑄（zhù）的鋅合金液都是由新料與回收料混合熔煉而成。文獻中研究了（le）回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態的影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收（shōu）料的摻入會顯著地影響鋅合金的組織性能，。

精煉前後組織對比（bǐ）說明（míng）：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基（jī）本可（kě）以（yǐ）消除鋅合金中的雜質；當全部是回收料時（shí），精煉雖然可以明顯（xiǎn）地改善鋅（xīn）合金（jīn）的組（zǔ）織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅（xīn）合金中雜質（zhì）含量高（gāo）對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能（néng）都（dōu）不（bú）利，引起電鍍後起泡的概率也（yě）會大大增加。

鋅（xīn）合金原料中的雜質含量、熔（róng）煉回收料（liào）的摻入比率及精煉對壓鑄產品質量都有較（jiào）大影響，這種影響會（huì）依次傳遞（dì），最終影響到鋅合金件電（diàn）鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄（zhù）生產不僅要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄（zhù）前鋅合金液進行質量監（jiān）測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件製作（zuò）的關鍵步驟，壓鑄模（mó）具的設計（jì）和壓鑄參數（shù）的設置對壓鑄件（jiàn）質量（liàng）都（dōu）有明顯的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄件的腔體和（hé）壓（yā）鑄件直接接觸，澆口和澆道的設（shè）計、型腔分布（bù）等對於壓鑄件的質量而（ér）已至關重要。合理的模具設計既要保證完整充型，也要保證充型過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣孔量要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上優要於（yú）梯形澆（jiāo）道（dào）。壓鑄（zhù）鋅合金件的多孔組織對其機械性能和電鍍質量都十分不利。

在（zài）壓鑄過程中，壓（yā）鑄的壓力、溫度以及（jí）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明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的孔洞，而（ér）模溫為165°C和170°C時的（de）組（zǔ）織更為致密。

鋅合金壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都會給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。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢測，不能達標則果斷報廢，否則將給後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前（qián）處理的影響

鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）在電鍍前還要進行多道前處（chù）理工序，主要包括打磨、拋（pāo）光、除蠟、除（chú）油、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表（biǎo）麵（miàn）致密層。致密層下組織疏鬆多孔，如果打（dǎ）磨露出疏（shū）鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏（lòu）鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏塗抹不均勻所（suǒ）引起的拋光過程中局部（bù）過熱而產生的麻點，以及拋光（guāng）膏（gāo）未（wèi）清理幹淨，也都會導致電（diàn）鍍（dù）後起泡。除蠟、除油需要將表麵的（de）蠟（là）及油脂清除幹淨，這樣才能保證（zhèng）電鍍時基體有清潔活化的表（biǎo）麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵（qīn）蝕後的鋅（xīn）合金表麵更利於電（diàn）鍍。

2.4電鍍過（guò）程的影響

鋅合金（jīn）壓（yā）鑄件為（wéi）了獲得良（liáng）好的裝飾性和耐腐蝕性，在（zài）壓鑄完成後要進行相（xiàng）應的電鍍處理，一般包（bāo）括鍍銅層、鍍鎳層和（hé）鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍過程（chéng）中一（yī）般要氰化物（wù）預鍍銅，抑製預（yù）鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明：在氰化鍍銅中（zhōng），當氰化鈉含（hán）量低時，試樣的電位較正，表麵很（hěn）快形成暗紅色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（shì）樣表麵未見有置換銅生成。然而高（gāo）的氰化鈉濃度會抑製鍍層（céng）的沉積，因此氰化鈉的濃（nóng）度要控製（zhì）適（shì）度。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍鎳（niè）的過程中，一般由於（yú）鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到（dào）密封的要求。研究（jiū）表明鋅合金壓鑄（zhù）件中性電鍍鎳技術，其（qí）鍍（dù）液（yè）近（jìn）中性，對工件的腐蝕少，鍍液（yè）中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能（néng）過高，否則會使電（diàn）流密度大的部位上出現疏鬆、燒（shāo）焦。

鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明（míng）顯破壞，而是整個（gè）鍍（dù）層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層或內層電鍍引起的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金（jīn）壓鑄件多層電鍍（dù）過程中，鍍（dù）層的結合力、覆蓋率和（hé）致密程度對鍍後起泡的影響（xiǎng）至關重要，同時電鍍過程中的過度析氫也會對起泡（pào）問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層（céng）、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅（xīn）基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺（quē）陷；

(3)鋅（xīn）基體和鍍鎳層無（wú）缺陷（xiàn），但鍍銅層存在（zài）孔缺陷；

(4)鋅基（jī）體無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基（jī）體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔（kǒng）缺陷（xiàn），但鍍銅層無（wú）缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍（dù）鎳層無缺（quē）陷；

(8)鋅（xīn）基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅（xīn）合金壓鑄件多層電鍍中，上（shàng）述(3)、(5)、(6)、(7)四（sì）種情形中，底層或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部存在致密的密封（fēng）層，在電鍍過程（chéng）中這樣的密封腔體會儲存一定的（de）電鍍液，經過一係列的反應就會影響（xiǎng）到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段時間（jiān）就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部或基體存在通向鍍層的最外表麵通道，通道中會儲存電鍍液（yè）等雜質，當腐蝕發生時，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（chí），同時腐蝕產物也可（kě）能（néng）會順著孔（kǒng）道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置換鍍與（yǔ）否以及鍍層的致密覆（fù）蓋程度對鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍質量的影響最為關鍵（jiàn），需要特（tè）別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可以利用滲透染（rǎn）色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，總結引起鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄（zhù）模具及工藝引起了表（biǎo）麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄（zhù）件表麵致密層或拋光過熱而（ér）出現表麵惰性區（qū）域；(4)除蠟、除油等清理不徹底（dǐ）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（qí）中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率（lǜ）是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問題的防治最為重要的是對（duì）初始鍍層質（zhì）量的控製，而且（qiě）對鍍前、鍍後質量（liàng）都要（yào）嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金（jīn）壓（yā）鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍（dù）前基體表麵的質量（liàng）。