​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消（xiāo）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、經濟效益高等優勢，在汽車工業、家（jiā）用電器、日用五金等行業得（dé）到廣泛的應用。鋅（xīn）合金壓鑄件按使用要求分（fèn）為兩類，一類是結構（gòu）功能性壓鑄件，另一（yī）類是無特（tè）殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之（zhī）後才能應用。鋅合金表麵電鍍時容易（yì）形成置換反應層，引起鍍層界麵結合力（lì）不良（liáng），工件也會因其表麵致密性（xìng）不好而含電（diàn）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（biǎo）現（xiàn）出來，引（yǐn）起嚴重的質（zhì）量問（wèn）題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對（duì）策十分重（chóng）要。

本（běn）文從生（shēng）產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分析了導致（zhì）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，其電鍍加工是一個環（huán）環（huán）相扣的過程，每一道工（gōng）序得到的表麵（miàn）狀態都具有傳遞性。

在生產（chǎn）中（zhōng）壓鑄鋅合金原料（liào）成分、鋅合（hé）金和回收料比（bǐ）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（yì）不（bú）合理都可能導致起泡。因此，起泡問題的排查需要（yào）在生產流程上（shàng）多點進行監測，特（tè）別是鋅合金壓鑄件鍍（dù）前表（biǎo）麵狀態的檢測（cè），同時也要對初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（yīn）

2.1原料及精煉（liàn）的影響

鋅合金壓鑄件一般使（shǐ）用含鋁量為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓（yā）鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜（zá）質的含量對鋅合金壓鑄件質（zhì）量的影響最為顯著（zhe）。在對鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件（jiàn）出現起泡問題的研究分析（xī）表明：壓鑄鋅合（hé）金的鉛、鎘（gé）含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時（shí）產品出現的起（qǐ）泡問題顯著增加。其主要原因（yīn）是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜（zá）質會在晶界處（chù）聚集而導（dǎo）致晶間腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂（dǐng）起鍍層，引起起泡（pào）問題。

在鋅（xīn）合金壓鑄過程中會不斷產生壓鑄澆（jiāo）道凝料以及其他（tā）廢料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新料與回收料混合熔煉而成。文獻中研究（jiū）了回收料摻入比率及精煉對（duì）壓鑄鋅合金狀態的影響（xiǎng）。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入（rù）會顯著地影響鋅合（hé）金（jīn）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質；當（dāng）全部是回收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依然還（hái）存在40%雜質。壓鑄鋅合（hé）金中（zhōng）雜質含量高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學性（xìng）能都不利，引起電鍍後（hòu）起泡的概率也會大大增加。

鋅合金原（yuán）料中的雜質含量、熔（róng）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，最終影（yǐng）響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不（bú）僅要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進行質量（liàng）監測。

2.2壓鑄模（mó）具的影響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄（zhù）模具的設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都（dōu）有明（míng）顯的影響。其中澆口和澆道（dào）是將鋅（xīn）合金（jīn）液引（yǐn）向型腔的過道，型腔則是成（chéng）型壓鑄件（jiàn）的（de）腔（qiāng）體和壓鑄件直接接觸（chù），澆口和澆道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的（de）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盡（jìn）量少出現卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣孔（kǒng）量（liàng）要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上優要於梯形（xíng）澆道。壓鑄鋅合金件的（de）多孔組織對其機械性能和（hé）電鍍質量都十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度（dù）以及模具的溫度等對鋅合金壓鑄（zhù）件質量的影響主要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫（wēn）度的研究表（biǎo）明，當模（mó）溫在160°C時，壓鑄（zhù）後的組織有明顯的孔洞，而（ér）模溫為165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅合金壓鑄過（guò）程中產生（shēng）的氣泡、冷隔（gé）和裂紋等（děng）缺陷都會給（gěi）後續的清（qīng）理和電鍍帶來困難，保證壓鑄件質量（liàng）才能（néng）為電鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢測，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（qián）處理的影響（xiǎng）

鋅合金壓（yā）鑄件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（chú）油、酸蝕（shí）活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層（céng）。致（zhì）密層下組織疏鬆多孔（kǒng），如果打磨露出疏鬆多孔（kǒng）組織，後續電鍍將出現漏鍍（dù）、孔洞、積（jī）液等（děng）問題。另外，拋（pāo）光膏塗抹不均（jun1）勻所引起的拋光過程中局部過（guò）熱而產生的麻（má）點，以及拋光膏未清理幹淨，也都會導致電鍍（dù）後起泡。除（chú）蠟、除油需要將表麵的（de）蠟及油脂清除幹淨，這（zhè）樣才能保證電鍍（dù）時基體有清潔活（huó）化的表麵（miàn）。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜（yí）時間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更（gèng）利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄件為了獲得良好的裝飾（shì）性和耐腐蝕（shí）性，在壓鑄完成後要進行相應（yīng）的電鍍處理，一般（bān）包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄（zhù）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，表麵很快形成（chéng）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負，試樣表麵未見有置換銅生成。然而高（gāo）的氰化鈉濃度會抑製鍍層（céng）的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳（niè）的過程（chéng）中，一般由於鎳（niè）孔隙率較高，需要較（jiào）厚的鍍層才能達到密封（fēng）的要求（qiú）。研究（jiū）表明鋅合（hé）金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬（méng）酸鈉會掩蔽基體溶出的（de）Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液（yè）中Zn2+的濃度不（bú）能過高，否則會使電流密度大的部位（wèi）上出現疏鬆、燒焦（jiāo）。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵（miàn）沒有明顯破壞，而是整個鍍層呈現（xiàn）隆起。這（zhè）說明起泡問題（tí）是由底層或內（nèi）層（céng）電鍍引起（qǐ）的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率（lǜ）。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍（dù）後起泡的影響至（zhì）關重（chóng）要，同（tóng）時電鍍（dù）過程中（zhōng）的過度析氫也會對起（qǐ）泡問題（tí）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（dù）鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍（dù）鎳層無缺陷，但鍍銅層存（cún）在孔缺（quē）陷；

(4)鋅（xīn）基體無缺陷，但鍍銅（tóng）層和鍍鎳層存在孔缺（quē）陷；

(5)鋅（xīn）基（jī）體存（cún）在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體（tǐ）和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍（dù）銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔（kǒng）缺陷，但（dàn）鍍鎳（niè）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（jīn）壓鑄件多層電鍍中，上述（shù）(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（zài）電鍍（dù）過程中（zhōng）這樣的密封腔體會儲存（cún）一定的電鍍液，經過一係列的反應就會影（yǐng）響（xiǎng）到（dào）界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段時（shí）間就會導（dǎo）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（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，由於鋅合金基體與各鍍層間的腐蝕電位（wèi）不同，會形（xíng）成腐（fǔ）蝕原電池，同時腐蝕產物也可能會順（shùn）著孔道（dào）擴散到表麵，形成腐（fǔ）蝕黴斑（bān）。

打底鍍層出現置（zhì）換鍍與否以及鍍層的致密（mì）覆（fù）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（dù）前鋅合金壓（yā）鑄件的缺陷難以用肉眼直（zhí）接觀察，可以利用滲透染色的方法先用滲透劑（jì）在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯（xiǎn）露出（chū）來，從而達到檢測的效果。

3結（jié）論及建議

基於以上的（de）綜述和分析，總（zǒng）結引起鋅合金壓鑄件電鍍後（hòu）起泡問題的（de）原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質（zhì）(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵（miàn）缺（quē）陷(主（zhǔ）要包括氣泡（pào）、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵致密層或拋光過熱而出現（xiàn）表麵惰性區域；(4)除蠟、除油（yóu）等清理不徹底或過酸（suān）蝕；(5)打底電鍍層出現置（zhì）換；(6)多層（céng）電鍍孔隙（xì）中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層（céng）置換（huàn）鍍（dù）及（jí）覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍起泡問題的防（fáng）治最為重要的是對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都要嚴格把關。可在電鍍（dù）前對鋅合金壓鑄（zhù）件進行滲透（tòu）顯色檢測（cè），以保證鍍前基體表（biǎo）麵的質量。