鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍層起泡成因與消除對策

相比於銅、鋁（lǚ）等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經（jīng）濟效益高等（děng）優勢，在汽車工業、家用電器、日用五金（jīn）等行業得到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為（wéi）兩類，一類是結構功（gōng）能性壓鑄（zhù）件，另一類（lèi）是無特殊要（yào）求的零部件。由於鋅（xīn）合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用（yòng）。鋅合金表麵電鍍時容易（yì）形成（chéng）置換反應層（céng），引起鍍層界麵結合力不良（liáng），工件也會因其表麵致密性不好（hǎo）而含電鍍液。這些潛（qián）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（tí），明確鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後（hòu）起泡原因並製定消除對策十分重要。

本文從生產原料（liào）及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分（fèn）析了導（dǎo）致（zhì）鋅合金壓鑄件電鍍後起泡的原因，並提出（chū）了對（duì）策。

1鋅合（hé）金壓鑄件生產

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

在（zài）生產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金和回收料比例不合理以（yǐ）及精煉效果差，壓鑄模具設計及壓鑄工（gōng）藝參數不合理，鍍前（qián）處理質量差及（jí）後（hòu）續各（gè）電鍍（dù）工藝不（bú）合理都可能導致起泡。因此，起泡問題的排查需要在生（shēng）產流程上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄（zhù）件鍍前表麵狀態的檢測，同（tóng）時也要對初始鍍層與基體（tǐ）的（de）結合力以及鍍層（céng）的覆（fù）蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原（yuán）料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁量為（wéi）3%-4%的鋅（xīn）鋁合金（jīn），按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學（xué）成分包括（kuò）鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量（liàng）對鋅合金壓鑄件質量的影響最（zuì）為顯著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分析表（biǎo）明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘（gé）含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡（pào）問題較少（shǎo），較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品（pǐn）出現的起泡問題（tí）顯著增加。其（qí）主要原因是鋅合金壓鑄（zhù）件中的鉛、鎘、錫等（děng）雜質會在晶界（jiè）處聚集而導（dǎo）致晶間（jiān）腐蝕，晶（jīng）間腐蝕處（chù）會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金壓鑄過程中會不斷產生壓鑄澆道凝料以及其他廢料（liào），用來壓鑄的鋅合金液都是（shì）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（liàn）對壓鑄鋅合金狀態的影響。在鋅合金的熔（róng）煉過程中，回收料的摻入會顯著地（dì）影響鋅合金的組織性能，。

精煉前（qián）後組織對比說明（míng）：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基本（běn）可以消（xiāo）除鋅合金中的雜質；當全部是回收料時，精（jīng）煉雖然可以（yǐ）明顯地改（gǎi）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）金中雜質含量（liàng）高對鋅合金液的（de）壓鑄（zhù）成型能力（lì）及鋅合（hé）金（jīn）的力學性能都不利，引起電（diàn）鍍後起泡的概（gài）率也會大大增加。

鋅合金原料中的雜質含量、熔煉回（huí）收料的摻入比（bǐ）率及精煉對壓（yā）鑄產品質量都有較大影響，這（zhè）種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後（hòu）的質量。因此，鋅合金壓鑄生（shēng）產不僅要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金（jīn）液進行質量監測。

2.2壓鑄模具（jù）的影響

壓鑄是鋅合金（jīn）件（jiàn）製作（zuò）的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都（dōu）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，型腔則是成型壓鑄件的（de）腔體和壓鑄件直（zhí）接接觸（chù），澆（jiāo）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（lǐ）的模（mó）具設計既要保證完（wán）整充型（xíng），也要保（bǎo）證充型過（guò）程中盡量少出（chū）現卷氣等現象。梯形澆（jiāo）道所產生的氣孔（kǒng）量要多於橢（tuǒ）圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上（shàng）優要於梯形澆道。壓鑄（zhù）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、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（qì）孔、冷隔等壓鑄缺陷方（fāng）麵。針對模具溫度（dù）的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組（zǔ）織有明顯的孔洞，而模溫為165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅合金壓鑄過程中產生的氣泡（pào）、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續（xù）的清理和（hé）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。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢測，不能達標則果斷報廢，否則將給後續加工（gōng）帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影響（xiǎng）

鋅合（hé）金壓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、酸蝕活化等。

鋅合（hé）金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞（dòng）、積液等問題。另外（wài），拋光膏塗（tú）抹不均勻所引起的拋光過（guò）程（chéng）中局部過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油（yóu）需要將表麵的（de）蠟（là）及油（yóu）脂清除幹淨，這樣才能保證電鍍時基體有清潔活化的表（biǎo）麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕（shí），不宜時間過長，侵蝕（shí）後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄件為了（le）獲得良好的裝飾性和耐腐（fǔ）蝕性，在壓鑄完成後要進行相應的電鍍處（chù）理，一般包括鍍銅層、鍍鎳（niè）層和鍍鉻層。

鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明（míng）：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位較正，表麵很快形成暗紅色置換銅而對鍍層（céng）結合力不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未見有置換銅（tóng）生成。然而（ér）高的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。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中（zhōng），一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要求（qiú）。研究表明鋅合金壓鑄件中性電（diàn）鍍鎳技術，其鍍液（yè）近中性，對工件的（de）腐蝕（shí）少，鍍液中（zhōng）的檸檬酸鈉會掩（yǎn）蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓（yā）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上出現疏（shū）鬆、燒焦。

鋅合（hé）金壓鑄件電（diàn）鍍後起泡現象如圖8所（suǒ）示，一般鍍件表（biǎo）麵沒（méi）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（dǎ）底鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡的影響至關重要，同時電鍍過（guò）程中的過（guò）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（kǒng）缺陷（xiàn）；

(2)鋅基體和（hé）鍍銅（tóng）層無缺陷，但鍍鎳層（céng）存在孔缺陷；

(3)鋅（xīn）基體和鍍（dù）鎳層無缺陷，但鍍銅層（céng）存（cún）在孔缺陷（xiàn）；

(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（dàn）鍍（dù）銅（tóng）層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍（dù）鎳層存在孔缺陷，但鍍銅（tóng）層無（wú）缺陷；

(7)鋅基體和鍍（dù）銅層存在（zài）孔缺陷，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，底層或基體有（yǒu）孔（kǒng）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（zhōng）這樣的密封（fēng）腔體會（huì）儲存一定的電鍍液，經過一（yī）係列的反應就會影響到界麵的結合力，同（tóng）時腔體內產生一（yī）定的壓力，經過一段時間就會導致起泡問題。而（ér）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表麵通道，通道中（zhōng）會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生（shēng）時，由於鋅合金基體與各（gè）鍍層間的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同時（shí）腐蝕產物也可（kě）能會順著（zhe）孔道擴（kuò）散到表麵，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鑄件電（diàn）鍍質量的影響最為關鍵，需要（yào）特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難（nán）以用肉眼直接（jiē）觀察，可以利用滲透染色（sè）的方法先用滲透劑（jì）在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露出（chū）來，從而達到檢測的效果。

3結論及建議

基於以上的綜述和（hé）分析，總結引起鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘（gé）等)；(2)鋅合金壓鑄模具及（jí）工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡（pào）、冷隔（gé）等)；(3)打磨時（shí）破壞了壓鑄件表麵致密層或拋光過熱（rè）而出現表麵惰性區（qū）域（yù）；(4)除（chú）蠟、除油等清理不徹底或過酸（suān）蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍（dù）及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍起泡問題的防治最為重要的是對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前（qián）、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（jìn）行滲透顯色（sè）檢測，以保（bǎo）證鍍前基體表麵的質量。