​鋅合金（jīn）壓鑄件電（diàn）鍍層起泡成因與消（xiāo）除對策

相比於銅、鋁等合金（jīn），鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經（jīng）濟效益高等優勢，在汽車（chē）工業、家用電器、日用五金等行業得到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功（gōng）能性壓鑄件，另一類是無特殊要（yào）求的（de）零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍（dù）層之後才能應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反應層，引起（qǐ）鍍層界（jiè）麵結合力（lì）不良，工件也會因其表（biǎo）麵致密性不好（hǎo）而含電（diàn）鍍（dù）液。這些潛在的問（wèn）題一段時間後會以鍍層起泡的形（xíng）式（shì）表現出來，引起嚴重的質量問題（tí），明確鋅合金壓鑄件電鍍（dù）後起泡原因並製（zhì）定消除對策（cè）十分重要。

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

1鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）件生（shēng）產

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

在生產中壓（yā）鑄鋅合金原料成分、鋅合金和回（huí）收料比例不合理以及（jí）精煉效果差，壓（yā）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（néng）導致起泡。因此，起泡問題的排查需要在生產流程上多點進行監測，特別是鋅合（hé）金壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍層與基體的結合力以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致（zhì）起泡缺陷的原（yuán）因（yīn）

2.1原料及精煉的（de）影（yǐng）響

鋅合（hé）金壓鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁（lǚ）合金（jīn），按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵（tiě）、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質（zhì）的（de）含量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明：壓鑄鋅合金的（de）鉛、鎘（gé）含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較少，較高（gāo）(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時（shí）產品出現的起泡問題顯著（zhe）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而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕（shí）處會膨脹而（ér）頂起（qǐ）鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金壓鑄過程中會（huì）不斷產生（shēng）壓鑄澆道凝料以及其他廢料，用來壓鑄的鋅合金液都（dōu）是由新（xīn）料（liào）與（yǔ）回（huí）收料混（hún）合熔煉而成。文獻中研究了回收料（liào）摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態的影響（xiǎng）。在鋅合金的熔煉過程（chéng）中（zhōng），回收料（liào）的摻入會顯著地影響鋅合金的組織性能，。

精（jīng）煉前後組織（zhī）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（zhì）；當全部是回收（shōu）料時，精煉雖然可以明顯地（dì）改善鋅合金（jīn）的組（zǔ）織，但精煉後依然還存在（zài）40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅（xīn）合金的力學性能都不利，引（yǐn）起電（diàn）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（bǐ）率及精煉（liàn）對壓鑄產（chǎn）品質量都有較大影響（xiǎng），這種影響會依次（cì）傳遞，最終影響到鋅合金件電（diàn）鍍後（hòu）的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而（ér）且要對壓（yā）鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄（zhù）是鋅合金件製作的關鍵步（bù）驟，壓鑄模具（jù）的設計和壓鑄參數的（de）設置對壓鑄件質量都有明（míng）顯的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金（jīn）液引向型腔（qiāng）的過道，型腔則是（shì）成型壓鑄件的腔體和壓鑄件直接（jiē）接觸，澆口和（hé）澆（jiāo）道（dào）的設計、型腔分布等對於（yú）壓鑄件的質量而已至關重要。合理的模具設計既要保證完整充型，也要保證充型過程中盡量少出現（xiàn）卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣孔量要多（duō）於橢圓形澆口，設（shè）計橢圓形澆道在壓鑄質量上優（yōu）要於梯形澆道（dào）。壓（yā）鑄鋅合金件（jiàn）的多孔組織對其機械性能和電鍍質（zhì）量（liàng）都十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓（yā）力、溫度（dù）以及模具的溫度等對鋅合（hé）金壓鑄件質量的影響主（zhǔ）要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研究表（biǎo）明（míng），當模溫在160°C時，壓鑄（zhù）後的組織有明顯的孔洞，而模溫為165°C和170°C時的組織（zhī）更為致密（mì）。

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的清理（lǐ）和（hé）電鍍帶來困（kùn）難（nán），保證壓鑄件質量才能為電鍍提供優質的基體材料。要（yào）對壓鑄件（jiàn）進行嚴格的質量檢測（cè），不能達標則果斷報廢，否（fǒu）則將給後續加工帶來更（gèng）大的（de）損（sǔn）失。

2.3電鍍前處（chù）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（yào）包括打磨、拋光、除蠟、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（zhì）密（mì）層。致密層下組織疏（shū）鬆多孔，如果打磨露出疏（shū）鬆多孔組織，後續電（diàn）鍍將出（chū）現漏鍍、孔洞、積液等問題。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麻點，以及拋光膏未（wèi）清理幹淨，也都（dōu）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淨，這樣才能保證電鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般（bān）用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合（hé）金表（biǎo）麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響（xiǎng）

鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件為了獲得良好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完成後要進行相應的（de）電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍（dù）鎳（niè）層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一（yī）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：在氰化鍍銅中，當氰（qíng）化（huà）鈉含量低時，試樣的電（diàn）位較正，表麵很快形成暗紅色置換銅而對（duì）鍍層結合（hé）力不利；氰化鈉（nà）含量較高（gāo）時電位較負，試樣表麵未見有置（zhì）換銅生成。然而高的氰化鈉濃度會抑製（zhì）鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較（jiào）厚的鍍層才能達到密封的要求。研究表（biǎo）明鋅合金（jīn）壓鑄件中性電鍍（dù）鎳技術，其鍍液近中性，對工件的腐（fǔ）蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高（gāo），否則會使（shǐ）電流密度大的部位上出現疏（shū）鬆、燒焦（jiāo）。

鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後（hòu）起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整（zhěng）個鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層（céng）或內（nèi）層電鍍引起的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程（chéng）中，鍍層的結合力、覆蓋率和致（zhì）密程度對鍍後起泡的影響至關重要，同時電鍍過程中的過度析氫也會對（duì）起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅（xīn）基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅（xīn）基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體（tǐ）和鍍鎳層無缺陷，但鍍（dù）銅層（céng）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)鋅基體存（cún）在（zài）孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍（dù）鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無缺（quē）陷；

(7)鋅（xīn）基（jī）體和鍍銅層存（cún）在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺（quē）陷。

鋅合金壓鑄件（jiàn）多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基（jī）體有（yǒu）孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部存在致密的密封層，在電鍍（dù）過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一係列的反（fǎn）應就會影響到界麵的結合力，同時腔體內（nèi）產生一定的壓力，經過（guò）一段時間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部（bù）或基體存在通向鍍層的最外表麵通（tōng）道，通道中會儲存電鍍（dù）液（yè）等雜質（zhì），當腐（fǔ）蝕發生時，由於鋅（xīn）合金基體與各鍍層間的腐蝕（shí）電位不同，會形成（chéng）腐（fǔ）蝕原電池，同時腐蝕產物也可能會順著孔道擴散（sàn）到表麵（miàn），形成腐蝕黴斑。

打底鍍層（céng）出現置換鍍與否（fǒu）以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄（zhù）件（jiàn）電鍍質量的影響最為關鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀（guān）察，可以利用滲（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顯露出來（lái），從而達到檢測的效果。

3結論及建議

基於以上（shàng）的綜述和分析，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因（yīn）有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜（zá）質(主（zhǔ）要是鉛、鎘等)；(2)鋅（xīn）合金壓鑄模具及工（gōng）藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等（děng）)；(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惰性區域；(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（hán）有鍍液。其中，鍍（dù）前表麵（miàn）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（diàn）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、鍍後質量都要嚴（yán）格把關。可在電（diàn）鍍前對鋅合金壓鑄件進行（háng）滲透顯色檢測，以保證鍍（dù）前基（jī）體表麵的質量。