鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍層起泡成因與（yǔ）消除對策

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較（jiào）低、鑄造性能好、經濟效益高等優勢，在汽車工業、家用電器（qì）、日用五金等行業得到廣泛的應用。鋅合金壓（yā）鑄件按使用要（yào）求分（fèn）為兩類，一類是結（jié）構功能性壓鑄（zhù）件（jiàn），另一（yī）類是無特殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕（shí），一般覆蓋保護性鍍層之（zhī）後才能應用。鋅合金表麵（miàn）電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件（jiàn）也會因其表麵致密性不好而含電鍍（dù）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（liàng）問題，明（míng）確鋅合金（jīn）壓鑄件電（diàn）鍍後起泡原因並製定消除對策十分（fèn）重要。

本文（wén）從生產（chǎn）原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分析了導致鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件電鍍（dù）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（de）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（jù）有傳遞性。

在生產中壓（yā）鑄鋅合金原料成分、鋅合金和回收料比例不合（hé）理以及精煉效果（guǒ）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不合理都可能導致起泡。因此，起泡問題的排查需要在生產流程（chéng）上多點進行監測，特別是鋅（xīn）合金壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測（cè），同時（shí）也要對初始鍍層（céng）與基體的結合力以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵（miàn）的（de）監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一（yī）般使用含鋁量（liàng）為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅（tóng）、鉛、鐵、鎘、錫等8項（xiàng）。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質量的影響最為顯著。在對鋅合（hé）金壓鑄件出現起泡（pào）問題的研究（jiū）分析表明：壓鑄鋅（xīn）合金的鉛、鎘含（hán）量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較（jiào）少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡（pào）問題（tí）顯著增加。其（qí）主要原因是鋅合金壓鑄件中的（de）鉛、鎘、錫等雜質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（duàn）產生壓鑄澆道凝料以及其他（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（yán）究（jiū）了回收（shōu）料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態的影（yǐng）響。在（zài）鋅（xīn）合金（jīn）的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著地影響（xiǎng）鋅合金的組織性能，。

精煉（liàn）前後組織對比說明：當摻（chān）入50%回收（shōu）料時，氯化氨精煉後（hòu）基本可以消除鋅合（hé）金中的雜質；當全（quán）部是回收料時，精煉（liàn）雖然可以（yǐ）明顯地（dì）改善鋅合金的組織，但（dàn）精（jīng）煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量高對（duì）鋅合金液（yè）的壓（yā）鑄成型能（néng）力及鋅合金的力學性能（néng）都不利（lì），引起電鍍後起泡的概率也（yě）會大大（dà）增加。

鋅合金原料中的（de）雜質含量、熔煉回收料的摻（chān）入比率（lǜ）及精煉對壓鑄（zhù）產品質量都有較大影響（xiǎng），這種影（yǐng）響（xiǎng）會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後（hòu）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（zhù）前鋅合金液（yè）進行質（zhì）量監測。

2.2壓鑄模具的（de）影響

壓鑄是鋅（xīn）合金件製作的關（guān）鍵步驟，壓鑄模具的（de）設計和壓鑄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過（guò）道，型（xíng）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（xíng）腔分布等對於（yú）壓鑄件的質量而已至（zhì）關重要。合理的模具設計既（jì）要保證完整充（chōng）型，也要保證充型過程中盡量（liàng）少出（chū）現卷氣等現象。梯形澆道（dào）所產生的氣孔量（liàng）要多於橢圓形澆口，設計（jì）橢圓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（kǒng）組織對其機械性能和（hé）電（diàn）鍍質量都十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影響主要表現在氣孔（kǒng）、冷（lěng）隔等壓鑄缺陷方（fāng）麵。針（zhēn）對模具溫度的研究表明，當模溫在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時的組織更為致密。

鋅合金（jīn）壓鑄過（guò）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（jiàn）質量才能為電鍍提供優質的基體材料（liào）。要對壓鑄（zhù）件進行嚴格的（de）質量（liàng）檢測，不（bú）能達標（biāo）則果斷報廢（fèi），否則將給後（hòu）續（xù）加工（gōng）帶（dài）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（yào）進（jìn）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。

鋅合金壓鑄（zhù）件表麵隻有0.05-0.10mm的表（biǎo）麵致密（mì）層。致密（mì）層下組織疏鬆（sōng）多孔（kǒng），如（rú）果打（dǎ）磨露出疏（shū）鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏塗抹不均（jun1）勻所引（yǐn）起的拋（pāo）光過程（chéng）中局（jú）部過熱而產生的麻點，以及拋（pāo）光膏未清理幹淨，也都會導致（zhì）電鍍後起（qǐ）泡。除蠟、除油需（xū）要將表麵的蠟及油（yóu）脂清除幹淨，這樣才能保證電鍍時基體有（yǒu）清潔（jié）活化的表麵。酸蝕（shí）活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不（bú）宜時間過長，侵蝕後（hòu）的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄（zhù）件為了獲得良（liáng）好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完成後要進行相應的電（diàn）鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄（zhù）件電鍍（dù）過程中一般要氰化物預鍍銅（tóng），抑製預（yù）鍍銅中置換鍍銅的出現至（zhì）關（guān）重（chóng）要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉（nà）含量低時，試樣的電位較正，表（biǎo）麵很快形成暗紅色置換（huàn）銅而對鍍（dù）層結（jié）合力（lì）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（ér）高的氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因此（cǐ）氰化鈉的濃度要控（kòng）製適度（dù）。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率（lǜ）較高，需要較厚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（duì）工件的腐（fǔ）蝕少，鍍（dù）液中的（de）檸檬酸鈉會掩（yǎn）蔽基體溶出的Zn2+。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍鉻液（yè）中Zn2+的濃（nóng）度不能過高，否則會使電流密度大的部位（wèi）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，而是整個鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是由（yóu）底層或內層電鍍引起的，特別是（shì）打底鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層（céng）電鍍過程中，鍍層的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡的影（yǐng）響至關（guān）重要，同時（shí）電鍍過（guò）程中的過度析（xī）氫也會對起泡問題（tí）有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均（jun1）無孔缺陷；

(2)鋅基（jī）體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺（quē）陷；

(3)鋅基體和（hé）鍍（dù）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；

(5)鋅基（jī）體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳（niè）層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存（cún）在孔缺陷，但（dàn）鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體（tǐ）和鍍銅（tóng）層（céng）存在孔缺陷，但（dàn）鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基（jī）體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔（kǒng）缺（quē）陷（xiàn）。

鋅合（hé）金壓（yā）鑄件（jiàn）多層電鍍中（zhōng），上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層（céng）或基體有孔洞等缺陷，而孔（kǒng）洞缺陷的外部存在致密的密封（fēng）層，在電鍍過（guò）程中這樣的密封腔體會儲存一定的電（diàn）鍍液，經過一係列的反應就會影響到界麵的結合力，同時腔體（tǐ）內產生一定的壓力，經過一段時（shí）間就會導致起泡問題。而在（zài）(2)、(4)、(6)、(8)四種（zhǒng）情況下，鍍層內（nèi）部或基體（tǐ）存在通向鍍層的最外表麵通道，通（tōng）道中會儲（chǔ）存電（diàn）鍍液等（děng）雜質，當腐（fǔ）蝕發生時，由於（yú）鋅合金基（jī）體與各鍍層間的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產（chǎn）物也（yě）可能會順著孔道擴（kuò）散到表（biǎo）麵，形成腐（fǔ）蝕黴斑。

打底鍍層（céng）出現置換鍍與否以及（jí）鍍層的致密覆（fù）蓋程度對鋅合金壓鑄（zhù）件電（diàn）鍍質量（liàng）的影響最為關（guān）鍵，需（xū）要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件（jiàn）的缺陷難（nán）以用肉眼直接觀察，可以利用滲（shèn）透染色的方法先用滲透劑在表麵滲（shèn）透，然後用顯色（sè）劑使缺陷顯露出來，從而達到檢測的效果。

3結論（lùn）及建議

基於以上的（de）綜述和分析，總結引起鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡問題（tí）的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主（zhǔ）要是鉛、鎘等)；(2)鋅合（hé）金壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣（qì）泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵致密層或拋（pāo）光過（guò）熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟（là）、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍（dù）層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍（dù）前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍（dù）起泡（pào）問題的防（fáng）治（zhì）最為重要的是對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質（zhì）量都（dōu）要嚴（yán）格把關。可在電（diàn）鍍前（qián）對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以（yǐ）保證鍍前基（jī）體表（biǎo）麵的質量。