鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍層起泡成因與消除對策（cè）

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（děng）優勢，在汽車工業（yè）、家用電器、日用五金（jīn）等行業得到廣（guǎng）泛的應用。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（líng）部（bù）件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一（yī）般覆蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅合金表（biǎo）麵電鍍時（shí）容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結（jié）合（hé）力不良，工件也會因其表麵致（zhì）密性不好而含電鍍液。這（zhè）些潛在的問題（tí）一段時間後會以鍍層起（qǐ）泡的形式表現出來（lái），引起嚴重的（de）質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡（pào）原因並製定消（xiāo）除對策十分重要。

本文（wén）從（cóng）生產原料及其精（jīng）煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度（dù），分析了導致鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件電鍍後起泡的原因，並（bìng）提出了對策。

1鋅合（hé）金壓鑄件生產

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

在生產中（zhōng）壓鑄鋅合金（jīn）原料成（chéng）分、鋅合金和回收料比例不合（hé）理（lǐ）以及精煉效果差，壓鑄模具設（shè）計及壓鑄工（gōng）藝參數不合理，鍍前處理質量差及後（hòu）續各電鍍工藝不合理都可能導致起泡。因此，起泡問題（tí）的排查需要在生產流程上多點進行監測，特別是鋅合金壓（yā）鑄件鍍前表麵狀態的檢測（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（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3%-4%的鋅鋁合金，按照（zhào）壓鑄鋅合（hé）金標準，需（xū）要檢測的化（huà）學成分包（bāo）括鋅、鋁、鎂（měi）、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的（de）含量對鋅合金壓（yā）鑄件質（zhì）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（yā）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（shǎo），較高（gāo）(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其（qí）主（zhǔ）要原因是鋅（xīn）合金壓鑄件中（zhōng）的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶（jīng）間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡（pào）問題。

在鋅合金壓鑄（zhù）過程（chéng）中會不斷產生（shēng）壓鑄澆（jiāo）道凝料以及其他廢料，用（yòng）來壓（yā）鑄的鋅合金液都是由（yóu）新料與回收料混（hún）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（zhuàng）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（liàn）前後組織對比說明：當摻入50%回收（shōu）料時，氯化氨精煉（liàn）後基（jī）本可以消除鋅合金中（zhōng）的雜質；當全部是回收（shōu）料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合金的組織，但精（jīng）煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質（zhì）含量高（gāo）對鋅合金液的壓鑄成型能（néng）力及（jí）鋅（xīn）合金的力學性（xìng）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率及精煉對壓鑄產品（pǐn）質量都有較大影響，這種影響會依次傳遞，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（xīn）合金件製作（zuò）的（de）關（guān）鍵步驟，壓鑄模具的設計（jì）和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都（dōu）有（yǒu）明顯的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金液引（yǐn）向型腔的過道，型腔則是（shì）成型壓鑄件的腔體和壓鑄件直（zhí）接接觸，澆口和澆（jiāo）道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關重要。合理的（de）模具設（shè）計既要保證完整充型，也要保證（zhèng）充型過程中盡（jìn）量少出現卷氣（qì）等現象。梯形澆道所產生（shēng）的氣孔（kǒng）量要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上優（yōu）要（yào）於梯形（xíng）澆道。壓鑄鋅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，壓鑄的壓力（lì）、溫度以及模具的溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影（yǐng）響主要表現在氣孔（kǒng）、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的孔洞，而模（mó）溫為165°C和（hé）170°C時的組織更為（wéi）致密（mì）。

鋅合金（jīn）壓鑄過程（chéng）中（zhōng）產生的氣泡、冷（lěng）隔和裂紋等缺陷都（dōu）會（huì）給後續的（de）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（de）基體材料。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢測（cè），不（bú）能達標則果斷（duàn）報廢，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

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進行多道前處（chù）理工序（xù），主要包括打磨、拋光、除（chú）蠟、除油、酸蝕（shí）活化等。

鋅合金（jīn）壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下組織（zhī）疏鬆多孔，如果打磨露出（chū）疏鬆多孔組織，後續電（diàn）鍍將出現漏鍍、孔洞（dòng）、積液等問（wèn）題。另外，拋光膏塗抹不均勻所引起的拋光過（guò）程中局（jú）部過熱（rè）而（ér）產生的麻點（diǎn），以及拋光膏未清理（lǐ）幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除（chú）蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清除幹（gàn）淨，這樣才能保證電鍍時基體有（yǒu）清潔活化的表麵。酸蝕（shí）活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合（hé）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）了獲得良好的裝（zhuāng）飾性和耐腐（fǔ）蝕性，在壓鑄完成後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（xīn）合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化（huà）物（wù）預鍍銅，抑製預鍍銅（tóng）中置（zhì）換鍍銅的出現（xiàn）至關重要。研究表明（míng）：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時（shí），試樣的電位較正，表麵很快（kuài）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成。然而高的氰化（huà）鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度（dù）要控製適度。鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件電（diàn）鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到（dào）密封的要求。研究表明鋅合金壓鑄件中（zhōng）性電鍍鎳技術，其（qí）鍍液近中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的（de）Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高，否（fǒu）則會使電流密度大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓（yā）鑄（zhù）件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍（dù）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引起的，特別是打底鍍層的結合（hé）力和覆蓋率。

在鋅合金（jīn）壓（yā）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後起（qǐ）泡的影響至關重要，同時電鍍（dù）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（jun1）無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍（dù）鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷（xiàn）；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅（tóng）層和鍍（dù）鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和（hé）鍍鎳層存在孔缺（quē）陷（xiàn），但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存（cún）在（zài）孔缺陷（xiàn），但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體（tǐ）、鍍銅層和鍍鎳層（céng）均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電（diàn）鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或（huò）基體有孔洞（dòng）等缺陷，而孔（kǒng）洞缺陷的外部存在致密的（de）密封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存（cún）一定的電鍍液，經過（guò）一係列的反應就會影響到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段（duàn）時間就會導致（zhì）起泡問（wèn）題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層（céng）內部或基體存在（zài）通向鍍層的最外表麵通道，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鍍層間的腐蝕（shí）電位不同，會形成腐蝕原電（diàn）池，同時腐蝕產物也可能會順著孔道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層（céng）出現置換鍍與（yǔ）否以及鍍層（céng）的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件電鍍質量的影響最為關鍵（jiàn），需要特別關注。鍍（dù）前鋅合金（jīn）壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可以利用滲透染色的方法先用滲透劑在表麵滲透，然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（yì）

基於以上（shàng）的綜述和分（fèn）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（xīn）合金液中存（cún）在有害雜質(主（zhǔ）要是鉛、鎘（gé）等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工（gōng）藝引起（qǐ）了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時（shí）破（pò）壞了壓鑄件表麵致密層或（huò）拋光過熱（rè）而出現表麵惰性（xìng）區域；(4)除蠟、除（chú）油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層（céng）出現置（zhì）換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其（qí）中，鍍前（qián）表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合（hé）金壓鑄件電鍍起泡問題的防治最為重要的是對初始鍍層（céng）質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都（dōu）要嚴格把關（guān）。可在電鍍（dù）前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測（cè），以保證鍍前基體表麵的質量。