​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，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等優（yōu）勢，在汽車工業、家用電器、日用五金（jīn）等行業得到廣（guǎng）泛的應用。鋅合金壓鑄件按（àn）使（shǐ）用（yòng）要（yào）求分（fèn）為兩類，一類是結構功能性壓鑄件，另一類是無特殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易（yì）腐蝕，一（yī）般覆蓋（gài）保護性鍍（dù）層之後才能應用。鋅合金（jīn）表麵電鍍時容易形成置換反應（yīng）層，引起（qǐ）鍍層界麵結合力不良，工件也會因其表（biǎo）麵致密性不好而含電鍍液。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，引起嚴重的質量（liàng）問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對策十分重要。

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

1鋅合金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的（de）狀態，其電鍍加工是一個環環相扣的（de）過程，每一道（dào）工序得到的（de）表麵狀態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅（xīn）合金原料成分、鋅合金和回收料（liào）比例（lì）不合理以及精煉效（xiào）果差（chà），壓鑄（zhù）模具設計及壓鑄工（gōng）藝參數不合理（lǐ），鍍（dù）前處理質量差（chà）及後續各電鍍工藝（yì）不合理都可能導致起泡。因此（cǐ），起泡問題的排查需要在生產流程上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍（dù）層與基體的結合（hé）力以及（jí）鍍層的覆蓋率、致（zhì）密度進行全麵的監測。

2導致起泡缺（quē）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（wéi）3%-4%的鋅（xīn）鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的（de）化（huà）學（xué）成分包括鋅、鋁、鎂（měi）、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金（jīn）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（qiān）、鎘含量較低（dī）(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較少，較（jiào）高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現（xiàn）的起泡問題（tí）顯著增加。其主要原因是（shì）鋅合金壓鑄件（jiàn）中的鉛（qiān）、鎘、錫（xī）等雜質會在晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶間（jiān）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（duàn）產生壓鑄澆道凝料以及其他廢料，用來壓鑄的（de）鋅合金液都是由新料與回收料混合熔煉而成。文獻中（zhōng）研究了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金（jīn）狀（zhuàng）態的影響。在鋅合金的（de）熔煉過程（chéng）中，回收料的摻入會顯著地影響鋅（xīn）合金的組（zǔ）織性能，。

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

鋅（xīn）合金原料中的雜質含量（liàng）、熔煉回收料的摻入比率及精煉對壓鑄產品質量（liàng）都有較大影響，這種影響會依次傳遞（dì），最終影響到鋅合（hé）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（xiǎng）

壓鑄是鋅合金件（jiàn）製作的（de）關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄參數的設置對壓（yā）鑄（zhù）件質量都有明（míng）顯的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金液（yè）引向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄（zhù）件（jiàn）的腔體和壓鑄件直接接觸，澆口和（hé）澆（jiāo）道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關重要（yào）。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（shǎo）出現卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣孔量要（yào）多於橢圓形澆口，設計橢（tuǒ）圓形澆道在壓鑄質量（liàng）上優要於梯形澆（jiāo）道。壓（yā）鑄鋅（xīn）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（yā）力、溫度以及模具（jù）的溫度等對（duì）鋅合（hé）金壓鑄件質量的影（yǐng）響（xiǎng）主（zhǔ）要表現在（zài）氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研（yán）究表明，當（dāng）模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的孔洞，而模（mó）溫為165°C和170°C時的組織更為致密（mì）。

鋅合金壓鑄過程中產生（shēng）的氣（qì）泡、冷隔和裂（liè）紋等缺陷（xiàn）都會給（gěi）後續的清理和電鍍（dù）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（zhù）件進（jìn）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（gōng）帶來更大的損（sǔn）失。

2.3電鍍前處理的影（yǐng）響

鋅（xīn）合金壓鑄件在電鍍前（qián）還要進行（háng）多道前處理工序，主要包括（kuò）打（dǎ）磨（mó）、拋光、除蠟、除油（yóu）、酸（suān）蝕活化等。

鋅（xīn）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（sōng）多孔，如果打磨露出疏鬆多（duō）孔組織（zhī），後續電鍍將出現漏鍍（dù）、孔洞、積（jī）液等問題。另外，拋光膏塗（tú）抹不均勻（yún）所引起的拋光過（guò）程中（zhōng）局部過熱（rè）而產生的麻（má）點，以及拋光膏未清理幹淨，也都會（huì）導（dǎo）致電鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的（de）蠟及油脂清除（chú）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（ruò）酸短（duǎn）時間侵蝕，不宜時（shí）間過長，侵蝕後的鋅（xīn）合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄件為（wéi）了（le）獲得良好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄（zhù）完成後要進（jìn）行相應的電（diàn）鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層和（hé）鍍鉻（gè）層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預（yù）鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅（tóng）的出現至關重要。研究表明：在（zài）氰化鍍銅中（zhōng），當氰化鈉含量低（dī）時，試（shì）樣的電位較（jiào）正，表麵很快形成暗紅（hóng）色置換銅而對鍍層結合力（lì）不利；氰化鈉含量（liàng）較高時電位較負，試樣表麵未見有置換銅（tóng）生（shēng）成。然而高的氰化鈉濃度（dù）會抑製鍍層的沉積，因（yīn）此氰化（huà）鈉的濃度要控製適度。鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍鎳的過程中，一（yī）般由（yóu）於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要求。研究表明鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄件中性（xìng）電鍍鎳技術（shù），其鍍（dù）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+。鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍鉻液中（zhōng）Zn2+的濃度不能過高（gāo），否則會使電流密度大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡（pào）現象如圖（tú）8所示，一般鍍件表麵（miàn）沒有明顯破壞（huài），而是整個鍍層呈（chéng）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。

在鋅合金壓鑄件多層電（diàn）鍍過程中，鍍（dù）層（céng）的結合（hé）力、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡的影響至關重要（yào），同時電鍍過程中的過度析氫也會對（duì）起泡（pào）問題有一定（dìng）貢獻。

(1)鋅（xīn）基體、鍍銅（tóng）層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但（dàn）鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基（jī）體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅（tóng）層存在孔缺陷；

(4)鋅基體（tǐ）無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在（zài）孔（kǒng）缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層（céng）無缺（quē）陷；

(6)鋅（xīn）基體和鍍鎳層存在孔缺（quē）陷，但鍍銅層無（wú）缺陷；

(7)鋅（xīn）基體和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅（xīn）基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多（duō）層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有孔洞（dòng）等缺陷，而（ér）孔（kǒng）洞缺（quē）陷的外部存（cún）在致（zhì）密的密封（fēng）層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一係列的反應就會影響到（dào）界（jiè）麵的結（jié）合力，同時腔體內產生一定的（de）壓力，經過一段時間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四（sì）種情況（kuàng）下，鍍層內部或基體存在通向鍍層的（de）最外表麵通道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由於鋅（xīn）合（hé）金基（jī）體與（yǔ）各鍍層（céng）間的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池（chí），同時腐蝕產（chǎn）物也可能會順著孔道擴散（sàn）到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置換（huàn）鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍質量的（de）影響最為關（guān）鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用肉眼（yǎn）直接觀察，可（kě）以利用滲透染色的方法（fǎ）先用滲（shèn）透劑在表麵滲透，然（rán）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，總結引起鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅（xīn）合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起（qǐ）了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破（pò）壞了壓（yā）鑄件表麵致密層或拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底（dǐ）電鍍層出（chū）現置換；(6)多層電鍍（dù）孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍（dù）層置換鍍及（jí）覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起（qǐ）泡問（wèn）題的（de）防治（zhì）最為重要的是對初始（shǐ）鍍層質量的控製，而（ér）且對鍍前、鍍後質量都（dōu）要嚴格把關。可在電鍍前對（duì）鋅合金壓（yā）鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。