​鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍層起泡成因與消除對策

相（xiàng）比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性（xìng）能好、經（jīng）濟效益高等優勢，在汽車工業、家用（yòng）電器、日用五金等行業得到廣泛的應用（yòng）。鋅合金壓（yā）鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功能性壓鑄件，另一類是無特殊要求的零部（bù）件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆（fù）蓋保護性鍍層之後（hòu）才能應用。鋅合金表麵電鍍時容易形（xíng）成（chéng）置換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因其（qí）表麵致密性不好而含電鍍液。這些潛在的問題一段時間後會以鍍層起泡的形式表現出來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對策十分重要。

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

1鋅合金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的狀態（tài），其電（diàn）鍍加工是一個（gè）環環相扣的過程（chéng），每（měi）一道工序得到的表麵狀態都具有（yǒu）傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合（hé）金原料成分、鋅（xīn）合金和回收料比例不（bú）合理以及精煉效果差，壓鑄模具設計及壓鑄工藝參數不（bú）合理，鍍前處理（lǐ）質量差及後續各電鍍工藝不合理（lǐ）都可（kě）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（jiān）測，特別是鋅合金壓鑄（zhù）件鍍（dù）前表麵狀態的檢（jiǎn）測，同時也要對初始鍍層與基體的結（jié）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

鋅合金壓鑄件（jiàn）一般使用含鋁量為（wéi）3%-4%的鋅鋁合（hé）金，按（àn）照壓鑄鋅合金標準（zhǔn），需要檢測的化學成分包（bāo）括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘（gé）雜質的含量（liàng）對鋅合金壓鑄件質量的影響最為顯著。在對鋅合金壓鑄件出現（xiàn）起（qǐ）泡問題的研究分析表明（míng）：壓鑄鋅合金的鉛、鎘（gé）含量（liàng）較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時（shí）起泡問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起（qǐ）泡問題顯著（zhe）增加。其主要原因是鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）中的鉛、鎘、錫等雜質（zhì）會在晶界處聚集而導（dǎo）致晶間（jiān）腐蝕，晶間腐（fǔ）蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

在（zài）鋅合金壓鑄（zhù）過（guò）程中會不斷產生壓鑄澆（jiāo）道凝料以（yǐ）及其他廢料（liào），用來壓鑄的鋅（xīn）合金液（yè）都是由新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（hé）金狀態的影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料（liào）的摻入會顯著地影響鋅合金的組織性能，。

精煉前後組織對比說明（míng）：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質；當全部是回收料時，精煉雖然可以（yǐ）明顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依（yī）然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質（zhì）含量高對（duì）鋅合金液的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（bǐ）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，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因（yīn）此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴把原料質量關（guān），而且要對（duì）壓鑄前鋅合金液進行質量（liàng）監（jiān）測。

2.2壓鑄（zhù）模具的影響（xiǎng）

壓鑄是鋅合金件（jiàn）製作的關鍵步驟，壓鑄模具的（de）設（shè）計和壓鑄參數的設置（zhì）對壓鑄件質量都有明顯的影（yǐng）響。其中澆口和澆道是將鋅（xīn）合金液引向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄件的（de）腔體和壓（yā）鑄件直接接觸，澆（jiāo）口和（hé）澆道的設計、型腔分布等對於壓（yā）鑄件的（de）質（zhì）量而已至關重要。合理的模具設計既要保證完整充（chōng）型，也要保證充（chōng）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要多於橢圓形（xíng）澆口，設計橢圓（yuán）形澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對其（qí）機械性能和電鍍質量都十（shí）分不利。

在壓鑄過程中，壓（yā）鑄的壓力（lì）、溫（wēn）度以及模具的溫度等對鋅合金壓（yā）鑄件質量的影響主要表現在氣孔、冷隔等壓（yā）鑄缺陷方麵。針（zhēn）對模具溫度的研究表明，當模溫（wēn）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（yā）鑄（zhù）過程（chéng）中產生的氣泡、冷隔和裂紋等（děng）缺陷都（dōu）會給後（hòu）續的清理和電鍍帶（dài）來困難，保證（zhèng）壓鑄件（jiàn）質量才能（néng）為電鍍提供優（yōu）質的（de）基體材料。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢測，不能達（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（diàn）鍍前（qián）處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進行多道前處理工序（xù），主（zhǔ）要包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等（děng）。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致（zhì）密層。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔（kǒng）組織，後續電鍍（dù）將出現漏（lòu）鍍、孔洞、積（jī）液等問題。另外，拋光（guāng）膏塗抹不均勻所引起的拋光過程（chéng）中局部過熱而產生（shēng）的麻點，以及拋（pāo）光膏未清理幹淨（jìng），也都會導致電鍍後起泡（pào）。除蠟、除油需要（yào）將表麵的蠟及油脂清除幹淨，這樣才（cái）能保（bǎo）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（jiān）侵蝕，不宜（yí）時（shí）間過長，侵（qīn）蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影（yǐng）響

鋅合金壓鑄件為了獲得良好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完成後要進行（háng）相（xiàng）應的（de）電鍍處（chù）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，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至（zhì）關重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位較正，表麵很（hěn）快形成暗紅色置換銅而對鍍層結合（hé）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（shēng）成。然而高的（de）氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍鎳的過程中（zhōng），一般由於鎳孔隙率（lǜ）較高，需（xū）要較厚的鍍層才能達到（dào）密封的要求。研究表明鋅合金（jīn）壓鑄件中性電鍍鎳技術，其（qí）鍍液（yè）近中性，對工件的腐蝕（shí）少，鍍液中的檸檬酸鈉會（huì）掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合（hé）金壓鑄件電鍍鉻（gè）液中（zhōng）Zn2+的濃度不能過高，否則會使電流密（mì）度（dù）大的部位上出現疏鬆（sōng）、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，而是整個鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層或內層電鍍（dù）引起的，特（tè）別是打底鍍層（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、覆蓋（gài）率和致（zhì）密（mì）程（chéng）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也會對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅（tóng）層無缺陷，但鍍鎳層存（cún）在孔（kǒng）缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無（wú）缺陷，但（dàn）鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和（hé）鍍鎳層存在孔缺（quē）陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷（xiàn），但鍍銅層和鍍（dù）鎳層無缺陷；

(6)鋅基（jī）體和鍍（dù）鎳層存在（zài）孔缺陷（xiàn），但鍍銅層無缺（quē）陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳層（céng）無缺陷；

(8)鋅（xīn）基體、鍍銅層和鍍鎳（niè）層均存在孔缺（quē）陷。

鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件多（duō）層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四（sì）種情形中，底層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（xiǎng）到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一（yī）段時（shí）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（wài）表麵通道，通道中會儲存（cún）電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各（gè）鍍層間（jiān）的腐蝕電位（wèi）不同，會形成腐蝕原（yuán）電池，同時腐（fǔ）蝕產物也可能會順（shùn）著孔道擴散到表麵（miàn），形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓（yā）鑄件電鍍質量的影響最為（wéi）關鍵，需要（yào）特別關注。鍍前鋅合（hé）金壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察（chá），可以利用滲透染（rǎn）色的方法（fǎ）先用滲透劑（jì）在表麵滲透，然後用顯色劑使缺（quē）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（yǐn）起（qǐ）鋅合金壓鑄件電鍍後起泡（pào）問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓（yā）鑄模具及工藝引起（qǐ）了表麵缺陷(主要包（bāo）括氣泡、冷隔等（děng）)；(3)打（dǎ）磨時（shí）破壞了壓鑄件表麵致密層或拋光過熱而（ér）出（chū）現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等（děng）清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現（xiàn）置換；(6)多（duō）層電鍍孔隙中含有（yǒu）鍍液。其中，鍍前表麵質量（liàng）、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱（yǐn）患。鋅合金壓（yā）鑄件（jiàn）電鍍起泡問題的防治最為重（chóng）要（yào）的是對初始鍍（dù）層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量（liàng）都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓（yā）鑄件（jiàn）進行滲透顯色（sè）檢測，以保證鍍前（qián）基體表麵的質（zhì）量。