​鋅合金壓鑄件電鍍（dù）層起泡成因與消除對（duì）策

相比於銅、鋁等（děng）合金，鋅合金擁有熔點較（jiào）低、鑄造性能好、經濟效（xiào）益高（gāo）等優勢，在汽車工業（yè）、家用電（diàn）器、日用五金等行業得到廣泛的應用。鋅合（hé）金壓鑄件按使用要求（qiú）分（fèn）為兩類，一類是結構功能性壓鑄件，另一類是無特殊要求（qiú）的零部件。由於鋅合金（jīn）活潑、易腐蝕，一般（bān）覆（fù）蓋保護性鍍層（céng）之後才（cái）能應用。鋅合金表（biǎo）麵電鍍時容易形成（chéng）置換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因（yīn）其表麵致密性不好而含電鍍液。這些（xiē）潛在的問題（tí）一段時間後會以鍍層起泡（pào）的形式表（biǎo）現出來，引（yǐn）起嚴重的質量問題（tí），明確鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍後起泡原因並（bìng）製定消除對策十（shí）分（fèn）重要。

本文從生（shēng）產原（yuán）料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分析（xī）了導致鋅合金壓鑄件電鍍後起泡的原因，並提出了（le）對策（cè）。

1鋅合（hé）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的過程，每（měi）一道工序（xù）得到的表麵狀態都具有傳遞性。

在（zài）生產（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工藝不合理都可能導致起泡。因此，起泡問題的排查需要在生產流程上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄（zhù）件鍍前表麵狀態的檢（jiǎn）測，同時也要對初（chū）始鍍層與基體的結合力以及鍍層的覆蓋（gài）率、致密度進行全麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓（yā）鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅（xīn）鋁合金，按照（zhào）壓鑄鋅合金標準，需要檢測（cè）的化學成分（fèn）包括鋅（xīn）、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛（qiān）、鎘雜（zá）質的含量對鋅合金壓鑄件質（zhì）量的影（yǐng）響最為顯著。在對鋅合金壓鑄件（jiàn）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（pào）問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其主要原因是鋅合（hé）金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜（zá）質會在晶（jīng）界處聚集而導致（zhì）晶間腐蝕，晶（jīng）間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

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

精煉前後組織對比（bǐ）說明：當摻（chān）入50%回收料時，氯化氨精煉後基（jī）本可以消除鋅合金中的雜質；當（dāng）全部是（shì）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對鋅合金液的壓鑄（zhù）成（chéng）型能力及鋅合金的力學性能都不利，引起電鍍（dù）後起泡的（de）概率也會大大增加。

鋅（xīn）合金原料中的雜質含（hán）量、熔煉回收料的摻入比率（lǜ）及精煉對壓鑄（zhù）產品質量都有較大影響，這種影響會依次傳遞（dì），最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，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監測。

2.2壓鑄模（mó）具（jù）的影響

壓（yā）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（shì）將（jiāng）鋅合金液引向型腔的過道，型（xíng）腔則是成型（xíng）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（zhōng）盡量（liàng）少出現卷氣等現（xiàn）象。梯（tī）形澆道所產生的氣（qì）孔量要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄（zhù）質量（liàng）上優要於梯形澆道。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不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以及模具（jù）的溫度等對鋅合金壓（yā）鑄件（jiàn）質量的影響主要表（biǎo）現在氣（qì）孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研（yán）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（wéi）165°C和170°C時的（de）組織更為致密。

鋅合（hé）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（tǐ）材料（liào）。要對壓鑄件（jiàn）進行嚴格的（de）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電鍍前處理的影響

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

鋅合金壓鑄件表麵隻（zhī）有0.05-0.10mm的表麵致（zhì）密層。致（zhì）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（jiāng）出現漏鍍（dù）、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏塗抹不均勻所引起（qǐ）的拋光過程中局部（bù）過熱而（ér）產生的麻點，以及拋（pāo）光膏未清理幹淨，也都會導致電（diàn）鍍後起（qǐ）泡（pào）。除蠟、除油需要將表麵（miàn）的蠟及油脂清除幹淨，這（zhè）樣才（cái）能保證電鍍時基體有清潔（jié）活化的表麵。酸蝕活化（huà），一般（bān）用弱（ruò）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電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄件為了獲得良好的裝（zhuāng）飾（shì）性和耐腐（fǔ）蝕性，在壓鑄完（wán）成後（hòu）要進行相應的電鍍處理，一般包括鍍銅層、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（huàn）鍍銅的出現至關重（chóng）要（yào）。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰（qíng）化鈉含（hán）量低時，試樣的電位較正，表麵（miàn）很快形成暗紅色置換銅而對鍍層結合力不（bú）利；氰化鈉含量較高時電位較（jiào）負，試樣表麵未見有置換銅生成。然而（ér）高的氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉（chén）積，因此氰化鈉的濃度要控製適（shì）度。鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍鎳的過（guò）程中，一般由於鎳（niè）孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要求。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳（niè）技術，其鍍液近中性，對工件（jiàn）的腐蝕少，鍍液中的檸檬（méng）酸鈉會掩蔽基體溶（róng）出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不（bú）能過高，否（fǒu）則會使電流密度（dù）大（dà）的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓（yā）鑄（zhù）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。這說明起泡問題是由底層或內（nèi）層（céng）電鍍引起的，特別是打底鍍（dù）層的結合（hé）力和（hé）覆（fù）蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結（jié）合力、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡的影響至關（guān）重要（yào），同時電鍍過程中的過度析氫（qīng）也會對起泡問（wèn）題（tí）有一定貢（gòng）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（cún）在孔缺陷；

(3)鋅基體和（hé）鍍（dù）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（quē）陷；

(5)鋅基體存在孔（kǒng）缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷（xiàn）；

(7)鋅基體和（hé）鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存（cún）在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形（xíng）中，底層（céng）或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部存在致密的密封層，在電（diàn）鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一係列的（de）反應就會影響到界麵的結合力，同（tóng）時腔（qiāng）體內產生（shēng）一定的壓力，經（jīng）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（nèi）部或基體存在通向鍍層的最外表麵通道，通道中會（huì）儲存電鍍液（yè）等雜質，當腐蝕發生時，由於（yú）鋅合金基體與各（gè）鍍（dù）層間的腐蝕電位（wèi）不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產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鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍質量的影響最為關鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可以利用滲（shèn）透染色的方法（fǎ）先用滲（shèn）透劑在表麵滲透，然後用顯色（sè）劑使缺陷顯露出來（lái），從而達到檢測的效果。

3結論及建議

基（jī）於以上的（de）綜述和分析，總結引起鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡問題的原因有：(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（jù）及（jí）工藝引起（qǐ）了表麵缺（quē）陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵致密層或拋光過熱（rè）而（ér）出現（xiàn）表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現（xiàn）置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍（dù）液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問（wèn）題（tí）的最大隱患。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍起泡問題的防治最為重要的是對初始鍍層質量（liàng）的控（kòng）製，而且對鍍前、鍍後質量（liàng）都要嚴格把關（guān）。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行（háng）滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的（de）質量。