​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成（chéng）因（yīn）與消除對策

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有（yǒu）熔點較低（dī）、鑄（zhù）造性能好、經濟效益高等優勢（shì），在汽車工業（yè）、家用（yòng）電器、日用五金（jīn）等行業得到廣泛的應用。鋅合（hé）金壓鑄件按（àn）使用要求分為兩類，一類是結構功能性壓鑄件，另（lìng）一類是無特殊（shū）要求（qiú）的零部（bù）件。由於鋅（xīn）合（hé）金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍（dù）層之後才（cái）能應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結（jié）合力不良，工件也會因其表麵（miàn）致密性不（bú）好而含電鍍液。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（zhì）量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製（zhì）定消除對策十分重要。

本文從（cóng）生（shēng）產原（yuán）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（zhù）件電鍍後起泡的原因，並提出了對策。

1鋅（xīn）合金壓鑄件生產

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

在生產（chǎn）中壓鑄鋅合金原料成（chéng）分、鋅合金和回收料比例不合理以及精煉（liàn）效果差，壓鑄模具設計及壓鑄工（gōng）藝參（cān）數不合理，鍍前處理質量差及後續各電鍍工（gōng）藝（yì）不合理都可能導致起泡。因（yīn）此，起泡問題的（de）排查需要在生產流程上（shàng）多點進行監測，特別是（shì）鋅合金壓鑄件（jiàn）鍍前表麵狀態的檢（jiǎn）測，同時也要對初始鍍層與基體（tǐ）的結合力以及鍍層的覆蓋率、致密度進（jìn）行全麵的監測。

2導致起泡缺陷的（de）原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件（jiàn）一（yī）般使用含鋁量為3%-4%的鋅（xīn）鋁合金，按照（zhào）壓鑄鋅合金標準，需要檢測的（de）化學成分（fèn）包括鋅、鋁（lǚ）、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質量的（de）影響最為顯著。在（zài）對鋅合金壓鑄件出現起（qǐ）泡問題的（de）研究分析表明：壓鑄鋅合金的（de）鉛（qiān）、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的（de）起泡問題顯著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄件（jiàn）中的鉛（qiān）、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頂起鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金壓鑄過程（chéng）中會不斷產生（shēng）壓鑄澆道凝（níng）料以及其他廢料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新料與回收料混合熔煉（liàn）而成。文獻中研究（jiū）了回收料摻入比率及精（jīng）煉對壓鑄鋅合金狀態的影（yǐng）響。在鋅合金的（de）熔煉過程中（zhōng），回收料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：當摻入50%回收料（liào）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（shí），精煉雖然（rán）可以（yǐ）明顯地改（gǎi）善鋅合（hé）金的（de）組織，但精煉後依然還存（cún）在40%雜質（zhì）。壓鑄鋅合金中雜質含量高對鋅合（hé）金液（yè）的壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能都不利，引起電鍍後（hòu）起泡的概（gài）率也會大大增加。

鋅合（hé）金原料中的雜質含量、熔（róng）煉回收料的摻入比率及精煉對壓（yā）鑄產品質量都有較大（dà）影響，這（zhè）種影（yǐng）響會（huì）依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合（hé）金壓鑄生產不（bú）僅要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前（qián）鋅（xīn）合金（jīn）液進行質量監測。

2.2壓鑄模具（jù）的影響

壓（yā）鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓（yā）鑄（zhù）參數的設置對壓鑄件（jiàn）質量都（dōu）有明顯的影（yǐng）響。其中澆（jiāo）口和澆道是將鋅合（hé）金液引向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄件的腔體和壓鑄件直接接觸，澆口和澆（jiāo）道（dào）的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關重要。合理的模具設計既要（yào）保證完整充型，也要保證充型過程中盡量少出現卷氣等（děng）現象。梯形澆道所產生（shēng）的氣孔量要多於橢圓形澆（jiāo）口（kǒu），設計橢圓形（xíng）澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金（jīn）件（jiàn）的多孔組織對（duì）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（děng）對鋅合金壓（yā）鑄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）度的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的（de）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（dù）帶來困難（nán），保證壓鑄件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，否則將給後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前（qián）處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進行多道（dào）前處理工序，主要包括打磨（mó）、拋光、除蠟（là）、除油、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致（zhì）密層（céng）下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電（diàn）鍍將（jiāng）出現漏鍍、孔洞、積液等（děng）問題。另外，拋光（guāng）膏塗（tú）抹不均勻所引起（qǐ）的拋光過（guò）程中局部過熱而（ér）產生的麻點，以及拋光膏未清理幹淨，也都（dōu）會導（dǎo）致電鍍（dù）後起泡。除蠟、除油需要將（jiāng）表麵的蠟及油脂清除幹淨，這樣才能保證電（diàn）鍍時（shí）基體有（yǒu）清潔活化（huà）的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長（zhǎng），侵蝕後的鋅（xīn）合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合（hé）金壓鑄件為了獲得良好的裝飾性和耐腐蝕性，在（zài）壓鑄完成後要進行（háng）相（xiàng）應（yīng）的（de）電（diàn）鍍處理，一般包括（kuò）鍍銅層、鍍鎳（niè）層和鍍鉻層。

鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）件電鍍過程中一般要（yào）氰化（huà）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：在氰化鍍銅中（zhōng），當氰化鈉含量低時，試（shì）樣的電位較正，表麵很快形（xíng）成暗紅色置換銅而對鍍層結合（hé）力不利；氰化鈉含（hán）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（nà）濃度（dù）會抑製鍍層的沉積，因（yīn）此氰化鈉的濃度（dù）要控製適度。鋅合金壓（yā）鑄件（jiàn）電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要（yào）較厚的鍍層才能達到密封的要求。研究表明鋅（xīn）合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液（yè）近（jìn）中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽（bì）基體溶出的（de）Zn2+。鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍鉻液中Zn2+的（de）濃度不能過高，否則會使電流密度大的部（bù）位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後（hòu）起（qǐ）泡現（xiàn）象（xiàng）如圖8所示，一（yī）般（bān）鍍（dù）件表麵沒有明顯破壞，而（ér）是（shì）整（zhěng）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力和覆蓋率。

在鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）多層電鍍過程中，鍍（dù）層的結合力、覆蓋率（lǜ）和致密程度對鍍後起泡的影響至關重要，同（tóng）時電鍍過程中的（de）過度析（xī）氫也（yě）會對起泡（pào）問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅（tóng）層、鍍鎳層均無（wú）孔缺陷；

(2)鋅基體和（hé）鍍銅（tóng）層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和（hé）鍍鎳層無缺陷（xiàn），但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基（jī）體無缺陷，但鍍銅（tóng）層（céng）和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅（xīn）基（jī）體存在孔缺陷，但鍍（dù）銅層（céng）和鍍鎳層（céng）無（wú）缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存（cún）在（zài）孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體（tǐ）、鍍銅層和鍍鎳（niè）層均存在孔（kǒng）缺陷。

鋅合金壓鑄件多（duō）層（céng）電鍍（dù）中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或（huò）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）電鍍過（guò）程中這樣的密（mì）封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一係列的反應就會影響到界麵（miàn）的結合力，同時腔（qiāng）體（tǐ）內（nèi）產生（shēng）一定的壓力，經過（guò）一段時間就會導致起泡問題。而在（zài）(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不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產物也可能會順著孔道擴散到表（biǎo）麵，形成腐蝕黴斑。

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

基（jī）於以上的（de）綜（zōng）述和分析，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問（wèn）題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜（zá）質(主要是鉛、鎘等)；(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)打磨時破壞了（le）壓鑄件表麵致密層或拋光過熱而出現表麵（miàn）惰性區（qū）域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕；(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、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起（qǐ）泡問題的（de）防治最為重要的是對（duì）初（chū）始鍍層質量的（de）控製，而且對（duì）鍍前、鍍後質量都要（yào）嚴格把（bǎ）關。可在電鍍前對（duì）鋅（xīn）合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表（biǎo）麵的質量。