​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡（pào）成因（yīn）與消除對策

相比於銅、鋁等合金，鋅（xīn）合金擁（yōng）有熔點較低、鑄造性能（néng）好、經濟效（xiào）益高等優勢，在（zài）汽車工業、家用電器、日用五金等行業得到廣泛的（de）應用。鋅合（hé）金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功能性壓（yā）鑄件，另一類是無（wú）特（tè）殊（shū）要求的零部件。由於鋅合金活（huó）潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅合金表麵（miàn）電鍍時容易形成置換（huàn）反應層，引起鍍層界麵（miàn）結合力不良（liáng），工件也會因其表麵致密性不好而含電鍍液。這些潛在的（de）問（wèn）題一段時（shí）間後會以鍍層起泡的形式表現出來，引起嚴（yán）重的質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並（bìng）製定消（xiāo）除對策十分重要。

本文從生產原料及其（qí）精煉、壓（yā）鑄工藝，鍍前處理和電（diàn）鍍過程等角度，分（fèn）析了導（dǎo）致鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍（dù）後（hòu）起泡的原因，並提出（chū）了對策。

1鋅合金壓鑄件生產

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

在生產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金和（hé）回收（shōu）料比例不合理以及精煉（liàn）效果差，壓鑄模具設計及壓（yā）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（de）排查需（xū）要在生產流程上（shàng）多點進行監測，特別是鋅合（hé）金壓鑄件鍍前表麵（miàn）狀態的檢測，同時也要對初始鍍層與基體（tǐ）的結合力以及（jí）鍍層的覆蓋（gài）率、致密度進行全麵（miàn）的監測。

2導致起泡缺陷（xiàn）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（àn）照壓鑄鋅（xīn）合金標準，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁（lǚ）、鎂、銅、鉛（qiān）、鐵、鎘、錫（xī）等8項。其（qí）中鉛、鎘雜質的含量對（duì）鋅合金壓鑄件質量的影響最為顯著。在對鋅合金壓鑄件（jiàn）出現起泡（pào）問題的研究分析表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量（liàng）較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起（qǐ）泡問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題（tí）顯著增加。其主要（yào）原因是鋅合金壓鑄件中的鉛（qiān）、鎘、錫等（děng）雜（zá）質會在晶界處聚集而導致晶間（jiān）腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而（ér）頂起鍍層，引起起泡問（wèn）題。

在鋅合金壓鑄過程中會（huì）不斷產（chǎn）生壓鑄澆道凝料以及其他廢料，用（yòng）來壓鑄的（de）鋅合金液都是由新（xīn）料與回收料混合熔煉而成。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。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入會（huì）顯著地影響鋅合金的組織性能，。

精煉前後組織對比說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基本可以消除鋅合金中的雜（zá）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（dàn）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（de）壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也（yě）會大大增加。

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（dōu）有較大影響，這種影響會依次傳遞（dì），最終影響到鋅合金件（jiàn）電鍍後的質量。因此（cǐ），鋅合金壓鑄（zhù）生產（chǎn）不僅要嚴把原料（liào）質（zhì）量關，而且要（yào）對壓鑄前鋅合金液進行質（zhì）量監測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是（shì）鋅（xīn）合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和（hé）壓鑄（zhù）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液引向型腔的（de）過道（dào），型腔則是成型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（yǐ）至關重要。合理的模具設計既要保證完整充（chōng）型，也要保（bǎo）證充型過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣孔量（liàng）要多於橢圓形（xíng）澆口，設計橢圓形（xíng）澆道在壓（yā）鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織（zhī）對其機械性能和電鍍質量（liàng）都十分不利。

在壓鑄過（guò）程（chéng）中（zhōng），壓鑄的壓力、溫度以及模具的（de）溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影響（xiǎng）主要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針（zhēn）對模具溫度的（de）研究表明，當模溫（wēn）在（zài）160°C時，壓鑄後的組織有明顯（xiǎn）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材料。要對壓鑄件進行嚴（yán）格的質量檢測，不能達標則果斷報（bào）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（jiàn）在電鍍前還要（yào）進行多道前處理工序，主要包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金（jīn）壓鑄件表麵隻有（yǒu）0.05-0.10mm的（de）表麵致密層。致密層（céng）下組織疏鬆多（duō）孔，如果打（dǎ）磨露出疏鬆多孔（kǒng）組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏（gāo）塗抹（mò）不均勻所引起的拋光過程中局部過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理幹淨（jìng），也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清除（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，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間（jiān）過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程（chéng）的影響

鋅合金壓鑄件為了獲得良好的（de）裝飾（shì）性和耐腐（fǔ）蝕性，在（zài）壓鑄完成後（hòu）要進行相應的電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要（yào）氰化物預鍍銅，抑製預（yù）鍍銅中置換（huàn）鍍（dù）銅的（de）出（chū）現至關重（chóng）要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含（hán）量低（dī）時，試樣的電位較正，表麵很快形成暗紅色置換銅而對鍍層結合力不利（lì）；氰化鈉含量（liàng）較（jiào）高時（shí）電位較（jiào）負，試樣表麵未見有置換銅生成。然而高的（de）氰化鈉濃度會抑製鍍層（céng）的沉積，因（yīn）此氰化鈉（nà）的濃度要控製適度。鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍鎳的過程中，一般（bān）由於鎳（niè）孔隙率較高，需要較（jiào）厚（hòu）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技術，其鍍液（yè）近中性，對工件的腐（fǔ）蝕少，鍍液中（zhōng）的檸檬酸（suān）鈉（nà）會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高，否則會使電流密度大的部位（wèi）上出現（xiàn）疏鬆、燒焦。

鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後起泡現象如圖（tú）8所示，一般鍍件（jiàn）表麵沒有明顯（xiǎn）破壞，而是整個鍍層呈現隆起。這說明（míng）起泡（pào）問題是由底層或內層電鍍引起的，特別（bié）是（shì）打底鍍層的（de）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、覆蓋（gài）率和致密（mì）程度對（duì）鍍（dù）後起泡的影響至關重要，同時電鍍過程中的過度析氫也會對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體（tǐ）、鍍銅層、鍍鎳層均（jun1）無孔（kǒng）缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷（xiàn），但鍍鎳層存（cún）在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層（céng）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；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷（xiàn），但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均（jun1）存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四（sì）種情形中，底層或（huò）基體（tǐ）有（yǒu）孔洞等缺（quē）陷，而（ér）孔洞缺陷的外部存在致（zhì）密的（de）密封層，在電鍍過程中（zhōng）這（zhè）樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一（yī）係（xì）列的反應就會影響到界麵的結合力，同時腔體內產（chǎn）生一定的壓（yā）力，經過（guò）一段時（shí）間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種（zhǒng）情況下，鍍層內部或基體存（cún）在通向鍍層的最外表麵通道（dào），通道中會儲存電鍍液等雜質，當（dāng）腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍層間的腐（fǔ）蝕電位不同，會形成腐蝕原（yuán）電池，同時腐蝕產（chǎn）物也可能會順著孔道擴散到（dào）表麵，形（xíng）成腐蝕黴斑。

打底鍍層（céng）出現置換鍍與否以及（jí）鍍層的致密覆蓋程度對鋅合（hé）金壓鑄（zhù）件電鍍質量的影響最為關（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，可以利用（yòng）滲（shèn）透（tòu）染色的方法先用（yòng）滲透劑（jì）在表麵滲透，然後用顯（xiǎn）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（zōng）述和分析，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在（zài）有害雜質(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（dǎ）磨時破壞了壓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)打底電鍍層出現置（zhì）換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前（qián）表麵質量（liàng）、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍起泡（pào）問題的防治最為重要的是對初始鍍層質（zhì）量的（de）控製，而且（qiě）對鍍前、鍍後質量都要嚴格（gé）把關。可在電鍍前對鋅合金（jīn）壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。