​鋅合金壓鑄件電鍍層起（qǐ）泡成因與消除對策

相比於銅、鋁等合金，鋅（xīn）合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟（jì）效益高等優勢，在（zài）汽車工業（yè）、家用電器（qì）、日用五（wǔ）金等行業得到廣泛的應用。鋅合金（jīn）壓鑄件按使用要求分為兩類，一類（lèi）是結構（gòu）功能性壓鑄件，另一類是無特殊要求的零部件。由於鋅（xīn）合（hé）金活潑、易腐蝕（shí），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（chéng）置換反應層，引起鍍（dù）層界麵結合力不良，工件也（yě）會因其表麵致密（mì）性不好而含電鍍液。這些潛在的問（wèn）題一段時間後會以鍍（dù）層起泡的形式表現（xiàn）出（chū）來，引（yǐn）起嚴重的質量問題，明確鋅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（cóng）生產原料及（jí）其精（jīng）煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角（jiǎo）度，分析（xī）了導（dǎo）致鋅合金壓鑄件電鍍（dù）後起泡的原（yuán）因，並提出了對策。

1鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件生產

多層鍍（dù）層包裹（guǒ）的狀態，其電鍍加工是一個環環相扣的過程，每一道工序得到的表麵狀態都具有傳（chuán）遞性。

在生產中壓鑄（zhù）鋅合金原料成分（fèn）、鋅合金和回收料比例不合理以及精煉（liàn）效果（guǒ）差（chà），壓鑄模具設計及（jí）壓鑄工藝參數（shù）不合（hé）理，鍍前處理質（zhì）量差及後續各電鍍工（gōng）藝不合理都可能導致（zhì）起泡。因此，起泡問題的排查需要在生（shēng）產流程上多點進行監測，特別（bié）是鋅合金壓（yā）鑄件鍍前表麵狀態的（de）檢測，同時也要對初始鍍層與基體的結合力（lì）以及鍍層的覆蓋率、致密（mì）度進行全（quán）麵的監測。

2導致起泡缺陷的（de）原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金（jīn）壓（yā）鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準（zhǔn），需要（yào）檢測的化（huà）學成分包括（kuò）鋅、鋁、鎂（měi）、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛（qiān）、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質量的影（yǐng）響最為顯（xiǎn）著。在對鋅合金壓鑄（zhù）件出現（xiàn）起泡問題的研究分析表（biǎo）明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘（gé）含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較少，較高（gāo）(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現（xiàn）的起泡問題顯（xiǎn）著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄件中（zhōng）的（de）鉛、鎘、錫等雜質（zhì）會在晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而（ér）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）鑄澆道凝料以（yǐ）及其他廢（fèi）料，用來壓鑄的鋅合金液都是由（yóu）新料（liào）與回收料混（hún）合熔煉而成（chéng）。文獻（xiàn）中研究了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金（jīn）狀（zhuàng）態的（de）影響。在（zài）鋅合金的熔煉過（guò）程中，回收料的摻（chān）入會顯（xiǎn）著地（dì）影響鋅合金的組（zǔ）織性能，。

精煉前後組織（zhī）對比說明（míng）：當摻入50%回收料（liào）時，氯化氨精煉後基本可以消除鋅合金中的（de）雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可以（yǐ）明顯地改善鋅合（hé）金的組織，但精煉後依然（rán）還（hái）存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜（zá）質含（hán）量高對鋅合金液的壓（yā）鑄成（chéng）型（xíng）能（néng）力及鋅合金（jīn）的力（lì）學性能都不利，引起（qǐ）電鍍後（hòu）起泡的概率也會大（dà）大增加。

鋅合（hé）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，這種影響會依次傳（chuán）遞，最（zuì）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（liào）質量關，而且要對（duì）壓鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件製作（zuò）的關鍵步驟，壓（yā）鑄模具的設計和（hé）壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都有（yǒu）明顯的影響。其（qí）中澆口和澆道是將鋅合金（jīn）液引向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄件（jiàn）的腔體和壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔（qiāng）分布等對於壓鑄件的質量而已至（zhì）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（guò）程中盡量少出現卷氣等現（xiàn）象。梯（tī）形澆（jiāo）道所產生的氣孔量要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓（yā）鑄質量（liàng）上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合（hé）金件的多孔組織對其機械（xiè）性能和電鍍質（zhì）量都十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以及（jí）模具的溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影響主要表現（xiàn）在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度（dù）的研究表明，當模溫（wēn）在160°C時，壓（yā）鑄後的組織有明（míng）顯的孔洞，而模溫為165°C和170°C時（shí）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清理和（hé）電鍍帶來困難，保證壓鑄件質量才能為電鍍提供（gòng）優質的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢測，不（bú）能達（dá）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（lǐ）的影響

鋅合金（jīn）壓鑄件在電鍍前（qián）還要進行多道前處理工序，主要包括打磨、拋光、除蠟、除（chú）油、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄（zhù）件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致（zhì）密層。致密層下組織疏（shū）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、積液等問題。另外，拋光膏塗抹不（bú）均勻所（suǒ）引起的拋光過程中局部過（guò）熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理幹（gàn）淨，也（yě）都會導致電鍍（dù）後起泡（pào）。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（jié）活化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸（suān）短時間侵蝕，不（bú）宜時間過（guò）長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於（yú）電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄件為（wéi）了獲得良好的裝飾性和（hé）耐腐蝕性，在壓鑄完成後要進行相應的電鍍處（chù）理，一般包括（kuò）鍍銅層、鍍（dù）鎳層和鍍鉻層。

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（guān）重要。研究表（biǎo）明：在氰化鍍（dù）銅中，當氰化鈉含量（liàng）低時，試樣的電位較正（zhèng），表麵很快形成暗紅（hóng）色置換銅而對鍍層結合力不利；氰化鈉含量較高時電位較（jiào）負，試樣表麵未見有（yǒu）置換銅生（shēng）成。然而高的氰化鈉濃度（dù）會抑製鍍（dù）層的（de）沉積，因此氰化鈉的（de）濃度要控製（zhì）適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過（guò）程中，一般由於鎳（niè）孔（kǒng）隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密（mì）封的要求（qiú）。研究表（biǎo）明鋅合金壓（yā）鑄件中性電鍍（dù）鎳技術，其（qí）鍍液近中性，對工（gōng）件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液（yè）中Zn2+的濃度不能過高，否則會使電流密度大的部（bù）位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金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，而是整個鍍層（céng）呈現隆起。這說明起泡問題是由（yóu）底層或內層電鍍引起（qǐ）的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓（yā）鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結合（hé）力、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡的影響至關重要，同（tóng）時電鍍過（guò）程中的過度析氫也（yě）會對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅（tóng）層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅（xīn）基體和（hé）鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體（tǐ）和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存（cún）在孔缺（quē）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，但鍍銅層和鍍鎳層無（wú）缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無（wú）缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺（quē）陷，但鍍鎳層（céng）無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍（dù）鎳層均存在孔（kǒng）缺陷。

鋅合金（jīn）壓鑄件多層電（diàn）鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有孔（kǒng）洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部存在（zài）致（zhì）密的密封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會（huì）儲存一（yī）定的電鍍液，經過一係列的反應就會影響（xiǎng）到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓（yā）力，經過一段時間就會導致起泡問題。而在（zài）(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部或基體存在通向鍍層（céng）的最外表麵通道，通道（dào）中會儲（chǔ）存電鍍（dù）液等雜質，當腐（fǔ）蝕發生時，由於鋅合（hé）金基體與各（gè）鍍層間的（de）腐蝕電位不同，會形成腐蝕（shí）原電池，同時腐蝕產物也可能會順著孔（kǒng）道擴散（sàn）到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置（zhì）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（zhì）量的影響最為關（guān）鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可以利（lì）用滲透染色的（de）方法先用滲透劑在表麵滲（shèn）透，然後用（yòng）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電鍍後起泡問題的原因（yīn）有：(1)壓鑄鋅合金液中（zhōng）存（cún）在有害雜質（zhì）(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵缺（quē）陷(主要包（bāo）括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵致密層或（huò）拋光過熱而（ér）出現表麵（miàn）惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底（dǐ）或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換（huàn）；(6)多（duō）層電鍍孔隙中含有鍍（dù）液。其中，鍍前表麵質量、打底（dǐ）鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅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）的控製，而且對鍍前、鍍（dù）後質（zhì）量（liàng）都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色（sè）檢測（cè），以保證鍍前基體表麵的質量。