鋅合金壓（yā）鑄件電鍍層起（qǐ）泡（pào）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（dī）、鑄造性能好（hǎo）、經濟（jì）效益高等優勢，在汽車工業、家用電器、日用五金等（děng）行業得到廣泛的應（yīng）用。鋅（xīn）合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類（lèi）是結構功能性壓鑄件（jiàn），另（lìng）一類是（shì）無特殊要求的零部件。由於鋅合金活（huó）潑（pō）、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用（yòng）。鋅（xīn）合金表（biǎo）麵（miàn）電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因其表麵致密性不好而（ér）含電鍍液。這些潛在的問題一段時（shí）間（jiān）後會以鍍層起泡的形式表現出來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件電鍍後（hòu）起泡原因（yīn）並製定消除對策十分重（chóng）要。

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

1鋅合金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的狀態，其電（diàn）鍍加工是一個環環相（xiàng）扣的過（guò）程，每一道工序得到的表麵（miàn）狀態都具有傳遞性（xìng）。

在生（shēng）產中壓鑄鋅合金原料（liào）成（chéng）分（fèn）、鋅合金和回收料比（bǐ）例不合理以及（jí）精煉效果（guǒ）差，壓鑄模具（jù）設計及（jí）壓鑄工藝參數不合理，鍍（dù）前處理質量差及後續各電鍍工藝不合理都可能導致起泡。因此，起泡問題（tí）的排查需要在生產流（liú）程上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍（dù）前表麵狀態的檢測，同時也要（yào）對（duì）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（jiān）測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合（hé）金標準，需（xū）要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅（tóng）、鉛、鐵、鎘、錫（xī）等8項（xiàng）。其（qí）中鉛、鎘雜質的含量對鋅合（hé）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（jiū）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（tí）較少，較（jiào）高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其主（zhǔ）要原因是鋅合金壓（yā）鑄件（jiàn）中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而導致晶（jīng）間腐蝕（shí），晶間腐蝕（shí）處會膨脹而頂（dǐng）起（qǐ）鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金壓鑄過程中會不斷（duàn）產（chǎn）生壓鑄澆（jiāo）道凝料（liào）以及其他廢料，用來壓鑄的鋅合（hé）金液都是由新料與回收料混合熔煉而成。文獻中（zhōng）研究了（le）回收料摻入比率及（jí）精煉對壓鑄鋅合金狀態的影響。在鋅（xīn）合金的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著地影響鋅合金的（de）組織（zhī）性能，。

精煉前後組織對比說明：當摻入50%回收料時（shí），氯化（huà）氨精煉後基本可以消除（chú）鋅合金（jīn）中（zhōng）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，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量高（gāo）對鋅合金液的壓鑄成型能（néng）力及鋅合（hé）金的力學性（xìng）能都不（bú）利，引起電鍍（dù）後起（qǐ）泡的概（gài）率也會（huì）大大增加。

鋅合金原料中的雜質含量、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（yǐng）響會依次傳（chuán）遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓（yā）鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模具的影（yǐng）響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵（jiàn）步驟，壓鑄模具的（de）設計和壓鑄（zhù）參數的設置對（duì）壓鑄件質量都有明顯的影響。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壓鑄件直接接觸（chù），澆口和澆道的設計、型腔分布等對於（yú）壓鑄件的質量而已至關重（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少（shǎo）出（chū）現卷氣等（děng）現象。梯形澆道所產生的氣孔量要多於（yú）橢（tuǒ）圓形澆（jiāo）口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上優（yōu）要於梯形澆（jiāo）道。壓鑄（zhù）鋅合金件的多孔組織（zhī）對其機械性（xìng）能和電（diàn）鍍質量都十分不利。

在（zài）壓鑄過程中，壓鑄的（de）壓力、溫度以及（jí）模具的溫（wēn）度等對鋅合金壓鑄件質量的（de）影響主要（yào）表（biǎo）現在氣孔、冷隔等（děng）壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的（de）研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄（zhù）後的（de）組（zǔ）織有明顯（xiǎn）的孔洞，而（ér）模溫為（wéi）165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅合金壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和（hé）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（jī）體材料。要對壓鑄件進（jìn）行嚴格（gé）的質（zhì）量檢測，不能（néng）達標則果斷報廢，否則將給（gěi）後續加工帶來更（gèng）大的損失。

2.3電鍍前處理的影響（xiǎng）

鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）在電鍍前還要進行多道（dào）前處理工序（xù），主要包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等。

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（zhī）疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將（jiāng）出現漏鍍、孔（kǒng）洞、積液等問題。另外，拋（pāo）光膏塗抹不均勻所引起的拋光過程中局部過熱而產生（shēng）的麻（má）點，以及拋光膏未（wèi）清理幹（gàn）淨，也（yě）都會導致電鍍後起泡。除蠟、除（chú）油需要將表麵的蠟及油脂清除幹淨，這（zhè）樣才能保（bǎo）證電鍍時基體有清潔活化的表麵。酸（suān）蝕活化，一般用弱（ruò）酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合金表（biǎo）麵更利於（yú）電鍍。

2.4電（diàn）鍍過程（chéng）的影響（xiǎng）

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（de）電（diàn）鍍處理，一般包（bāo）括鍍（dù）銅層、鍍鎳層（céng）和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明：在氰化鍍（dù）銅中，當氰化鈉含量（liàng）低時，試樣的電位較（jiào）正，表麵很（hěn）快形成暗紅色置換（huàn）銅而對鍍層結合（hé）力不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試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的沉積，因此氰化鈉（nà）的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件（jiàn）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（fēng）的要求。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工件的腐蝕少，鍍液（yè）中的檸檬酸（suān）鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高，否則會使電流密度（dù）大的部位上出現疏鬆、燒（shāo）焦。

鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍後起（qǐ）泡現象如圖8所示，一般鍍件（jiàn）表麵沒有明顯破壞，而是（shì）整個鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層（céng）或內層電鍍引起的，特別是打底（dǐ）鍍層的結合力和覆蓋（gài）率。

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

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無（wú）孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但（dàn）鍍鎳層存（cún）在孔（kǒng）缺陷；

(3)鋅基體（tǐ）和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基（jī）體無缺陷（xiàn），但鍍銅層和（hé）鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺（quē）陷（xiàn），但鍍（dù）銅層和鍍鎳層無缺陷；

(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，但鍍（dù）鎳層無（wú）缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中（zhōng），上述(3)、(5)、(6)、(7)四（sì）種情形中，底層或基體有孔洞等（děng）缺陷，而孔洞缺陷（xiàn）的外部存在致密的密（mì）封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電（diàn）鍍液，經過一係列的反應就會影響到界麵（miàn）的結合力，同時腔體內（nèi）產生一定的壓力，經過一段時間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情（qíng）況下，鍍（dù）層（céng）內部或基體存在通向鍍層的最（zuì）外表麵通道，通道（dào）中會儲存電鍍液等雜質，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（chǎn）物也可能會順著孔道擴散（sàn）到表麵，形（xíng）成腐蝕黴斑。

打底鍍層出（chū）現（xiàn）置換鍍（dù）與（yǔ）否（fǒu）以及鍍層的（de）致密覆蓋程度對鋅合金壓（yā）鑄件電鍍質量（liàng）的影響最（zuì）為關鍵，需要（yào）特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用肉（ròu）眼直接觀察，可以（yǐ）利用（yòng）滲透染色的方法先用滲透劑在表麵滲透，然（rán）後用顯色劑使缺陷顯（xiǎn）露出來，從而達到檢測的效果。

3結論及建議

基於以（yǐ）上的綜述和分析，總（zǒng）結引起鋅合金壓鑄件電鍍後（hòu）起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合（hé）金（jīn）液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金（jīn）壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡（pào）、冷隔等)；(3)打磨時破壞了（le）壓鑄件表麵致密層或拋光過熱而出現（xiàn）表（biǎo）麵惰性區（qū）域；(4)除蠟、除油等（děng）清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍（dù）層出現置換（huàn）；(6)多層電鍍孔隙中（zhōng）含有鍍液。其中，鍍前（qián）表麵質量、打底（dǐ）鍍層置換鍍（dù）及覆蓋率是起（qǐ）泡問題的最大（dà）隱患。鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍起泡（pào）問（wèn）題的防治最為重要的是對（duì）初（chū）始鍍層質量的控製，而且對鍍（dù）前、鍍後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合（hé）金壓（yā）鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。