鋅合（hé）金壓（yā）鑄件電鍍（dù）層起泡成因與消除對策

相比於銅（tóng）、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等優勢，在汽車工業、家用電器、日用（yòng）五金等行業得到（dào）廣（guǎng）泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結（jié）構功能性壓鑄件，另一類是（shì）無特殊要求的零部件。由於鋅合金（jīn）活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍（dù）層之後才（cái）能應用。鋅合金（jīn）表麵電（diàn）鍍時容易（yì）形成置換（huàn）反應層，引起鍍（dù）層界麵結合力不良（liáng），工件也會因其表麵致密性不好（hǎo）而含電鍍液。這些潛在的問題一段時間後會以鍍層起泡的（de）形式表現出來，引起嚴重的質（zhì）量（liàng）問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍（dù）後起泡原因並（bìng）製定消除對策十分重要。

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

1鋅合金壓（yā）鑄件生產（chǎn）

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

在生（shēng）產中壓（yā）鑄（zhù）鋅合金原料成分、鋅合金和回收料比例（lì）不合理以及精煉效（xiào）果差，壓鑄模具設計及（jí）壓鑄工（gōng）藝參數不合理，鍍前處理質量差及後續各電鍍工藝不（bú）合理都可能（néng）導致起泡。因此，起泡問題的排查需（xū）要在生產流程上多點進行監測，特（tè）別是鋅合金壓鑄（zhù）件鍍前表麵狀態的（de）檢測，同時也要對初始鍍層與基體的結合力以及鍍層的（de）覆蓋率、致密度進（jìn）行全麵的（de）監測。

2導致起泡缺陷的原（yuán）因

2.1原料（liào）及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用（yòng）含鋁（lǚ）量為3%-4%的鋅鋁合金，按（àn）照壓（yā）鑄鋅合金標準（zhǔn），需要檢測的化（huà）學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質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：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較（jiào）少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起（qǐ）泡問題顯著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而導致晶間腐（fǔ）蝕，晶間腐蝕（shí）處會膨脹而頂起鍍層（céng），引起起泡問題（tí）。

在鋅合金壓鑄過程中（zhōng）會不斷產生壓鑄澆道凝（níng）料以及其他廢料，用（yòng）來壓鑄的鋅合金液都是由新料（liào）與回收料混合熔煉而成。文獻中研究了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金（jīn）狀態的影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著地影響（xiǎng）鋅合金的組織性（xìng）能，。

精煉前（qián）後組織對比說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後（hòu）基本可以消除鋅合金中的雜質；當（dāng）全部是回收（shōu）料時，精煉雖然（rán）可以明顯地改善鋅合金的組織（zhī），但（dàn）精煉後依然還存在40%雜（zá）質。壓鑄鋅合金中雜質（zhì）含量（liàng）高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也會大大增加。

鋅合金原料中的雜質含（hán）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（yǐng）響，這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍（dù）後的質量。因此，鋅（xīn）合金壓鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而且（qiě）要對壓鑄前鋅（xīn）合金液進行質量監測。

2.2壓（yā）鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和（hé）壓鑄參數的（de）設置對壓鑄件質量都有明顯的（de）影響。其中澆口（kǒu）和澆道是將鋅合金液（yè）引向型（xíng）腔的過道，型（xíng）腔則是成型壓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（zhì）關重（chóng）要。合理的模具設計既要保證完整充型，也（yě）要保證充型過程中盡量（liàng）少出現卷氣等現象。梯形澆道所（suǒ）產生的氣孔量（liàng）要多於橢圓形澆口（kǒu），設計橢（tuǒ）圓形澆道在壓鑄質量上優要於（yú）梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對其機械性能和電鍍質量都十分（fèn）不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等對鋅合金（jīn）壓（yā）鑄件質（zhì）量的影（yǐng）響主要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺（quē）陷方麵。針對模具溫度的研究（jiū）表明，當模溫（wēn）在160°C時，壓鑄後的組織有明顯（xiǎn）的孔洞（dòng），而模溫為165°C和170°C時的（de）組織更為致密。

鋅（xīn）合金壓鑄過程中產（chǎn）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（zhèng）壓（yā）鑄（zhù）件質（zhì）量才能為電鍍提供優質的基體材料。要（yào）對壓鑄件（jiàn）進行嚴格的質量檢測，不（bú）能達標（biāo）則果斷報廢，否則將給後續加工帶來更大的損（sǔn）失。

2.3電鍍前處理的影響（xiǎng）

鋅合金壓鑄件在電鍍前還（hái）要（yào）進行多道前處理工序，主要包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕（shí）活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻（zhī）有0.05-0.10mm的表麵致密（mì）層。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等（děng）問題。另外，拋（pāo）光膏塗抹不均勻所（suǒ）引起的拋光過程中局部過熱而產生的（de）麻點，以及拋光膏未清理（lǐ）幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟、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體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的（de）鋅（xīn）合金表麵更利於電鍍。

2.4電（diàn）鍍過程的影響

鋅合金（jīn）壓（yā）鑄件為了獲得良好的裝飾性（xìng）和耐腐蝕（shí）性，在壓鑄完成後要進行相應的電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預（yù）鍍銅，抑製預鍍銅（tóng）中置換鍍銅的出（chū）現（xiàn）至關重要。研究表（biǎo）明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉（nà）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鍍層結合力不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未見有（yǒu）置換銅生（shēng）成。然而高（gāo）的氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過（guò）程中，一般由於鎳孔隙率較高，需（xū）要較厚（hòu）的鍍層才能達到密封（fēng）的要求。研究表明（míng）鋅合金壓鑄件中性（xìng）電鍍鎳技（jì）術，其鍍液近中性，對工件的腐（fǔ）蝕少，鍍液中的檸檬（méng）酸鈉會掩蔽基（jī）體溶（róng）出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中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（jīn）壓鑄件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整（zhěng）個鍍層呈現隆起。這（zhè）說明起泡問題是由底層（céng）或（huò）內層電鍍（dù）引起的，特別是打底鍍層的（de）結（jié）合力（lì）和覆蓋率（lǜ）。

在鋅合金壓鑄（zhù）件多層（céng）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（yǐng）響至關重要，同時電（diàn）鍍過程中的過（guò）度析氫（qīng）也會對（duì）起泡問題（tí）有（yǒu）一定貢獻。

(1)鋅（xīn）基體、鍍銅層、鍍鎳層均（jun1）無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍（dù）鎳層（céng）存在（zài）孔缺陷；

(3)鋅基（jī）體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔（kǒng）缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和（hé）鍍鎳層存在（zài）孔缺陷；

(5)鋅基體存（cún）在孔缺陷，但鍍（dù）銅層和鍍鎳層無（wú）缺陷；

(6)鋅（xīn）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（quē）陷（xiàn），但鍍鎳（niè）層無缺（quē）陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層（céng）均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件（jiàn）多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種（zhǒng）情形（xíng）中，底層或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部（bù）存在致密（mì）的密封層，在電鍍過（guò）程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍（dù）液，經過一係列（liè）的（de）反應就會影響到界麵的結合力，同時腔體內產生一定（dìng）的（de）壓力，經過一段時間就會導致起泡問（wèn）題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍（dù）層（céng）內部或基體存在通（tōng）向鍍層的最外表麵通道，通道中會儲存電（diàn）鍍液等（děng）雜質，當腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍層間的（de）腐蝕（shí）電位不同，會形成腐蝕（shí）原電池，同時腐（fǔ）蝕（shí）產物也可能會順著孔道擴散到（dào）表麵，形成（chéng）腐（fǔ）蝕（shí）黴斑。

打底鍍層出（chū）現置換鍍與否以及鍍層的（de）致（zhì）密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍質量（liàng）的影響最為關鍵，需要特別關注（zhù）。鍍前鋅合（hé）金壓（yā）鑄件的缺陷難以用肉眼直接（jiē）觀察（chá），可（kě）以利（lì）用（yòng）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（lù）出來，從而達到（dào）檢測的效果。

3結論（lùn）及建議

基於以上的綜述和（hé）分析（xī），總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因（yīn）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（yā）鑄模具及（jí）工藝引起了表（biǎo）麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破（pò）壞了壓鑄件表麵致密層或拋光過熱（rè）而出現（xiàn）表麵惰（duò）性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出（chū）現置換；(6)多層電鍍孔隙中含（hán）有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍（dù）層置換鍍及覆蓋（gài）率是起（qǐ）泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問題的（de）防治最為重要的（de）是對初始鍍層質量的控製，而且對（duì）鍍前、鍍（dù）後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件（jiàn）進行滲透顯色檢（jiǎn）測，以保證鍍前基體表麵的質量。