​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消除對策

相（xiàng）比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔（róng）點較低、鑄造性（xìng）能好、經濟效益高（gāo）等優勢，在汽車工業（yè）、家用電器、日用五金等行業得到廣泛的（de）應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結（jié）構功能性壓鑄（zhù）件，另一類是無特殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一（yī）般覆蓋保護性鍍層之後才（cái）能（néng）應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置（zhì）換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因其表（biǎo）麵致密性不好而含電鍍（dù）液。這些潛在的問（wèn）題一段時間後會以鍍層（céng）起泡的形式表現出來，引起（qǐ）嚴重的（de）質量問題，明確鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍後起（qǐ）泡原因並製（zhì）定（dìng）消除對策十分重要。

本文從生（shēng）產原料及其精煉、壓鑄工藝（yì），鍍前處理和電鍍過程等角度，分析了導致鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍後起泡的原因，並提出了對策。

1鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）件生產

多層鍍層包裹的狀態（tài），其電鍍加工是（shì）一個環環相扣的過程，每一（yī）道工（gōng）序得到的表麵狀態都具（jù）有傳遞性。

在生產（chǎn）中（zhōng）壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金和回收料比例不合理以及精煉效果差，壓鑄模（mó）具設計及壓鑄工藝參數（shù）不（bú）合（hé）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（qǐ）泡（pào）問題的排查需要（yào）在生產流程上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍（dù）前（qián）表麵狀態的檢測，同（tóng）時也要對初始鍍（dù）層與基體的結合力以及鍍層的覆蓋率、致（zhì）密（mì）度進行（háng）全麵的（de）監測。

2導（dǎo）致起（qǐ）泡缺陷（xiàn）的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合（hé）金壓（yā）鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測（cè）的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫（xī）等8項。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（zhe）。在對鋅合金壓鑄（zhù）件出現起泡問題的研（yán）究分析表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時（shí）起泡問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集（jí）而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起（qǐ）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（dào）凝料以及其他廢料，用來壓鑄的鋅合金液（yè）都是（shì）由新料與回收料（liào）混合熔煉而成。文獻中研究了回收（shōu）料摻入比率及（jí）精煉對壓鑄（zhù）鋅合金狀（zhuàng）態的影響。在鋅合金的（de）熔煉過程中（zhōng），回收料的摻入會顯著（zhe）地影響鋅合金的（de）組織性能，。

精煉前後組織對比說明：當（dāng）摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基（jī）本可以消除鋅合金中的雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可（kě）以（yǐ）明顯（xiǎn）地改善鋅合金的組織，但精煉後依（yī）然（rán）還存在40%雜質。壓（yā）鑄鋅合金中雜質含（hán）量高對鋅合金液的（de）壓（yā）鑄成型能力（lì）及鋅（xīn）合金的力學性能都不利，引起電鍍（dù）後起泡的概（gài）率（lǜ）也會（huì）大大增加。

鋅合金（jīn）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質量都有較大影響，這（zhè）種影響會依次傳遞，最終（zhōng）影響到（dào）鋅合（hé）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（qiě）要對壓鑄（zhù）前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模具（jù）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（cān）數的設置對（duì）壓鑄件質量都有明顯的影響。其中澆口和澆道是（shì）將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是成型（xíng）壓鑄件（jiàn）的（de）腔體和壓鑄件直接接觸（chù），澆口（kǒu）和澆道（dào）的設（shè）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（jì）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現象。梯（tī）形澆道所產生的（de）氣孔量要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上優要（yào）於梯形澆道。壓鑄（zhù）鋅合金件的多孔組織對其機械性能（néng）和電鍍質量都十分不利（lì）。

在（zài）壓鑄（zhù）過程中，壓鑄的（de）壓力、溫度（dù）以及（jí）模具的溫（wēn）度等對鋅合金壓鑄件質量的影響（xiǎng）主要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模（mó）具溫度的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄（zhù）後的組織有明（míng）顯的孔洞，而模溫為165°C和170°C時的組（zǔ）織更（gèng）為致密。

鋅合金壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和裂紋等（děng）缺陷都（dōu）會（huì）給後續的（de）清理（lǐ）和電鍍帶來困難，保證（zhèng）壓鑄（zhù）件質量才能為電鍍提供優質的基體材料。要對壓（yā）鑄件進行（háng）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電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進行多道前處理工序，主要包括打（dǎ）磨、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。致密層下（xià）組織疏鬆多（duō）孔，如（rú）果打磨（mó）露出疏鬆（sōng）多孔組織，後續電鍍將（jiāng）出現漏鍍、孔洞、積液等（děng）問題。另外，拋光膏塗抹不均勻所引起的拋光過程中局部過熱而產生的（de）麻點，以及拋光（guāng）膏未（wèi）清理幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清除幹（gàn）淨（jìng），這樣才能保證電鍍（dù）時基體有清潔活化（huà）的表麵。酸蝕活化，一般用弱（ruò）酸短時間侵蝕，不宜（yí）時（shí）間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利（lì）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（yīng）的電鍍（dù）處理，一般（bān）包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物（wù）預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要（yào）。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（zhèng），表麵很快形成暗紅（hóng）色置換（huàn）銅而對鍍層結合力不利；氰化鈉含量較高時電位較負（fù），試樣表（biǎo）麵未（wèi）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，因此氰化鈉的濃度要控製適度（dù）。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中（zhōng），一般（bān）由於鎳孔隙率較高，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，其鍍液近中（zhōng）性，對工件（jiàn）的腐（fǔ）蝕少，鍍液中（zhōng）的檸檬酸鈉會掩蔽基（jī）體溶出的Zn2+。鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能（néng）過高，否則會使（shǐ）電流密度大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍後（hòu）起泡現象如圖（tú）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（qǐ）的（de），特別是打底鍍層的結合（hé）力和覆（fù）蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結合力（lì）、覆蓋率和致密（mì）程度對鍍後起泡的影響至關重（chóng）要，同時（shí）電鍍過程中的過度析氫也會對起泡問（wèn）題有一定貢獻。

(1)鋅基體（tǐ）、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳（niè）層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存（cún）在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺（quē）陷，但鍍（dù）銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷（xiàn）；

(7)鋅基體（tǐ）和（hé）鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳（niè）層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在（zài）孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍（dù）中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四（sì）種情（qíng）形中，底層或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺（quē）陷的外部存在致密的密（mì）封（fēng）層，在（zài）電鍍過程中這樣的密封（fēng）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的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一（yī）段時間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種（zhǒng）情況（kuàng）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（chǔ）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（huì）形成（chéng）腐蝕原電池，同時腐蝕產物（wù）也可能會順著孔道擴散到表麵，形成（chéng）腐蝕黴斑。

打底（dǐ）鍍層（céng）出現置換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓（yā）鑄件電鍍質量的影響（xiǎng）最為關鍵，需（xū）要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用肉眼（yǎn）直接觀察，可以利（lì）用滲（shèn）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（xiàn）顯露出來（lái），從而達到（dào）檢測的效果。

3結論及建議

基於以上的綜述和分析，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（zài）有害（hài）雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝（yì）引起（qǐ）了表麵（miàn）缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵（miàn）致密層或拋光過熱而出現表麵惰（duò）性區域；(4)除蠟、除油（yóu）等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出（chū）現置換；(6)多層電鍍孔隙中（zhōng）含（hán）有鍍液。其中，鍍前表麵質（zhì）量、打（dǎ）底鍍層置換鍍及覆蓋率是起（qǐ）泡問題的最大隱患。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍（dù）起泡問題的防治最為重要的是對初（chū）始（shǐ）鍍層質量（liàng）的控製，而且對鍍前、鍍後質（zhì）量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透（tòu）顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。