​鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消除對策

相比於銅、鋁等合金（jīn），鋅合（hé）金（jīn）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（yòng）電器（qì）、日用五金等行業得到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功能性壓鑄件，另一（yī）類（lèi）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（miàn）結合力不良，工件也會因其表麵致密性（xìng）不好而含電鍍液。這些潛在的（de）問題一段時間後會以鍍層起泡的形式表現出來，引起（qǐ）嚴重的質量問題，明確鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍後起泡（pào）原因並製定消除對策十分重要。

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

1鋅合金壓鑄件生產

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

在生產中壓鑄鋅合金（jīn）原料成分（fèn）、鋅合金和回收料比例不合理以及精煉效果差，壓鑄模具設（shè）計及壓鑄工藝參數不（bú）合理（lǐ），鍍前處理質量（liàng）差及後續各電鍍工藝不合理都可能導致起泡。因此，起（qǐ）泡問題的排查需要在生產流程（chéng）上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前表麵（miàn）狀態的檢測，同時也要對初（chū）始鍍層與基體的結合力以及（jí）鍍層（céng）的覆蓋率、致密度進行（háng）全麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料（liào）及精煉的影響（xiǎng）

鋅合金壓鑄件（jiàn）一般使用含鋁（lǚ）量為3%-4%的鋅鋁合金（jīn），按照壓鑄（zhù）鋅合金標準，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘（gé）、錫等8項。其（qí）中（zhōng）鉛、鎘雜質的含量對鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件質量的（de）影響最為顯著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的（de）研（yán）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（tí）較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起（qǐ）泡問（wèn）題顯著增加。其主要（yào）原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處（chù）聚集而導致（zhì）晶間腐（fǔ）蝕，晶間腐蝕處會膨脹（zhàng）而頂起鍍層，引起起泡問題（tí）。

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料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新料與回收（shōu）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狀態的影響。在鋅合金的熔（róng）煉（liàn）過程中，回收料的（de）摻入會顯著地影響鋅（xīn）合金的組織性能，。

精煉前後組（zǔ）織對（duì）比說明（míng）：當摻入50%回收（shōu）料時，氯化氨（ān）精煉後基本可以消除鋅合金中的雜質；當全部是回收料（liào）時，精（jīng）煉雖然可以明顯地（dì）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對鋅合金液的壓鑄成（chéng）型能力及鋅合金的力學性能都不利，引起（qǐ）電鍍後起泡的概率也會大大增加。

鋅（xīn）合（hé）金原料中（zhōng）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（yǒu）較大影響，這（zhè）種影響會依次傳遞，最（zuì）終影（yǐng）響到鋅合金件電鍍後的質量。因此（cǐ），鋅合金壓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（liàng）監測。

2.2壓鑄（zhù）模具的影響

壓鑄是鋅（xīn）合金件製作的關鍵步驟，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響。其中澆口和澆道是將鋅合金（jīn）液（yè）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（jiē）接觸，澆口和澆道的設（shè）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完整充型，也要保證（zhèng）充型過程中盡量少出現卷氣等（děng）現象。梯形澆道所產生的氣孔（kǒng）量要多於橢圓形（xíng）澆口，設計橢圓形澆道在壓（yā）鑄質量（liàng）上（shàng）優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對（duì）其機（jī）械性能和電鍍質量都十分不利。

在（zài）壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度（dù）等對鋅（xīn）合金壓鑄件質量的影響主要表現在氣孔（kǒng）、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針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，而模溫為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、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續的（de）清理（lǐ）和電鍍帶（dài）來困（kùn）難，保證（zhèng）壓鑄件質量（liàng）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（cè），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電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前（qián）還要進（jìn）行多道前處理工序，主要包（bāo）括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻（zhī）有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下組織疏鬆（sōng）多孔，如果打磨露出（chū）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，拋光膏塗抹不均（jun1）勻所引起的拋光過程中局部過熱而產生（shēng）的麻點，以及拋（pāo）光膏未（wèi）清理幹淨，也都（dōu）會（huì）導致電鍍後起（qǐ）泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂（zhī）清（qīng）除幹淨，這樣才能保證電鍍時基體有（yǒu）清潔活化的表（biǎo）麵。酸蝕（shí）活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍（dù）。

2.4電鍍過程（chéng）的影響（xiǎng）

鋅合金壓鑄件為了獲得良好的裝飾性和耐腐（fǔ）蝕性，在壓鑄完成後（hòu）要進（jìn）行相應的電（diàn）鍍（dù）處理，一般包括鍍銅層（céng）、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓（yā）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（yào）。研究表明：在氰化鍍（dù）銅中，當（dāng）氰化鈉含量低時，試樣的電位較正，表麵很快形（xíng）成暗紅色置換銅（tóng）而對鍍層結合力不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未見有置換銅生成。然而高的（de）氰化鈉（nà）濃度會抑製鍍層的沉積（jī），因此氰化鈉的濃度要控製適度。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（cái）能達到密封的要求。研究表明鋅合（hé）金壓鑄件中性（xìng）電鍍（dù）鎳技術，其鍍液近中性，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（xīn）合金（jīn）壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過（guò）高，否則會使電流密度大的部（bù）位上出現（xiàn）疏鬆、燒焦。

鋅合金壓（yā）鑄（zhù）件電（diàn）鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞（huài），而是整個鍍層（céng）呈現隆起（qǐ）。這說明起泡問題是由底層或內層電鍍引起的，特別是（shì）打底鍍層（céng）的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結合力、覆（fù）蓋率和致密程度對鍍後起泡的影響至關重要，同時（shí）電（diàn）鍍過程（chéng）中的過度析（xī）氫也會對（duì）起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅（xīn）基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(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（dù）鎳層（céng）無（wú）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陷；

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

(6)鋅基體和鍍（dù）鎳層存（cún）在（zài）孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅（xīn）基體和鍍銅層存在（zài）孔缺陷，但鍍鎳層（céng）無缺陷；

(8)鋅基體、鍍（dù）銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄（zhù）件多層電鍍中，上（shàng）述(3)、(5)、(6)、(7)四種情（qíng）形中，底層或基體（tǐ）有孔洞等缺（quē）陷，而孔洞缺陷的外部存在（zài）致密的密封層，在電鍍過（guò）程（chéng）中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經（jīng）過一係列的反應就會影響（xiǎng）到界麵的結（jié）合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段時間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部或基體存在通向鍍層的最外表麵通（tōng）道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍層間的腐（fǔ）蝕電位（wèi）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到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底（dǐ）鍍層出現置換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度對（duì）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）鑄件的缺陷難以用肉（ròu）眼直接觀察，可以利用滲透染色的方法先用滲透劑在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯（xiǎn）露出來，從而達到檢測的（de）效果。

3結論（lùn）及（jí）建（jiàn）議

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡（pào）問題的原（yuán）因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害（hài）雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨（mó）時破壞了壓鑄件表麵致密層（céng）或拋光過熱而出現表麵惰性區（qū）域；(4)除蠟、除油（yóu）等清理不徹底或（huò）過酸蝕；(5)打底（dǐ）電鍍層出現置（zhì）換；(6)多層電鍍孔（kǒng）隙（xì）中含有鍍液。其（qí）中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍（dù）及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍（dù）起泡問題的防治最為重要的是對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍（dù）前基體表麵的質量。