​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因（yīn）與消除對策

相比於銅、鋁等（děng）合金，鋅（xīn）合（hé）金擁有熔點較低、鑄造性（xìng）能好（hǎo）、經濟效（xiào）益高等優勢，在汽（qì）車工業、家用（yòng）電器、日用五金等行業得到廣泛的應用。鋅合（hé）金壓鑄件按使用要求分為（wéi）兩類，一類是結構功能性壓鑄件，另一類是（shì）無特殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐（fǔ）蝕，一般覆（fù）蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅合金表（biǎo）麵電鍍（dù）時容（róng）易形成置換（huàn）反（fǎn）應（yīng）層，引起鍍層界麵結合力（lì）不良，工件也會（huì）因其表麵致密性不好而含電鍍液。這些潛在的問（wèn）題一段（duàn）時間後會以鍍層起泡的（de）形式表現出來，引（yǐn）起嚴重的質量問題（tí），明確鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對策十分重要。

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

1鋅合金壓（yā）鑄件生產

多層鍍層包裹的狀態，其電鍍加工是一個環環相扣的過程，每一道工序得到（dào）的表麵狀態都（dōu）具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合金原料成分（fèn）、鋅合金和回收料比例不（bú）合理（lǐ）以及精煉效（xiào）果差，壓鑄模具設（shè）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（de）排查需要在生產流程（chéng）上多（duō）點進（jìn）行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前（qián）表麵狀（zhuàng）態的檢測，同時也要對初始鍍層（céng）與基體的結合力以及鍍層的覆（fù）蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致起（qǐ）泡缺陷的原因

2.1原（yuán）料及（jí）精煉的影響

鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）一般使用含鋁量為（wéi）3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢（jiǎn）測的化學成分（fèn）包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛（qiān）、鐵、鎘（gé）、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質量的影響（xiǎng）最為顯著。在對（duì）鋅合金壓鑄件出現起泡問題的（de）研（yán）究分析表明：壓鑄鋅合金的（de）鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起（qǐ）泡問（wèn）題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產（chǎn）品（pǐn）出現的起泡問題顯著增加。其主要原因是（shì）鋅合金壓（yā）鑄件中的（de）鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而導致晶間（jiān）腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金壓鑄過程中（zhōng）會不斷產生壓鑄澆道（dào）凝料以及（jí）其他廢料，用（yòng）來壓（yā）鑄（zhù）的鋅合金液都是由新料與回收料混合熔煉而（ér）成。文獻中研究（jiū）了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態（tài）的影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著地影響鋅合金的組織性能，。

精煉前（qián）後組織對比說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉（liàn）後基本可以（yǐ）消除鋅合金中的雜（zá）質；當全部是回收料時，精（jīng）煉雖然可以明顯地改善鋅合金的組（zǔ）織，但精煉後依然還（hái）存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質（zhì）含量高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能都（dōu）不利（lì），引起電（diàn）鍍後起泡的概率也會大大增加。

鋅合金原料中的雜質含（hán）量、熔煉回收料的摻入比（bǐ）率及精煉對壓鑄產品質量都有較大影響，這種影響會依次（cì）傳遞，最終影響到（dào）鋅合金件電（diàn）鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產（chǎn）不僅要嚴把原料質量關（guān），而且要對壓鑄前鋅合金液（yè）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（zhòu），壓鑄模具的設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都有明顯的影響。其（qí）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（chéng）型壓（yā）鑄（zhù）件的腔體和壓鑄（zhù）件直接接觸（chù），澆口和澆道的設計（jì）、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（jì）要保證完整（zhěng）充（chōng）型，也要保證充型過（guò）程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道（dào）所產生的氣孔量要多於橢圓形澆（jiāo）口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上優（yōu）要於梯形（xíng）澆道。壓鑄鋅（xīn）合金件（jiàn）的多孔（kǒng）組織對（duì）其機械性能和電鍍質量（liàng）都十分不利（lì）。

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

鋅合金壓鑄過（guò）程中產生的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷（xiàn）都會給後續的清理和電鍍帶（dài）來困難，保證壓鑄件質量才能為電鍍提（tí）供優質的（de）基體材料。要對壓鑄件進行嚴（yán）格的質量檢測，不能達標則果斷報廢，否則（zé）將給後（hòu）續加工帶來更大（dà）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（chú）蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密（mì）層下（xià）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、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（guāng）膏未（wèi）清理幹淨，也（yě）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（qīng）除幹淨（jìng），這樣才能保證電鍍（dù）時基體有清潔活化的表（biǎo）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（xīn）合金表麵更利於（yú）電鍍。

2.4電鍍過程的（de）影（yǐng）響

鋅合金（jīn）壓鑄件為了獲得良（liáng）好（hǎo）的裝（zhuāng）飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完成後要進（jìn）行相應的電鍍處理（lǐ），一般包括鍍銅層、鍍（dù）鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍過程中一般（bān）要氰化物（wù）預（yù）鍍銅，抑製預鍍銅中置（zhì）換鍍銅的出現至關重要。研究表（biǎo）明：在氰化（huà）鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位較（jiào）正，表麵很快形成暗紅色置換（huàn）銅而對鍍層結合力不（bú）利；氰化鈉含量較高（gāo）時電位較負，試樣表麵未見有置換（huàn）銅生成。然而高的氰（qíng）化鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度（dù）要控製適度。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍鎳的（de）過程中，一般由於鎳（niè）孔隙率較（jiào）高，需要較厚的鍍層才能達到（dào）密封的要求。研究表（biǎo）明鋅合金壓（yā）鑄件中性電鍍鎳（niè）技術，其鍍液近中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬（méng）酸鈉會掩蔽（bì）基（jī）體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不（bú）能過高，否則會使電流密度大的部位上出現疏鬆、燒（shāo）焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡（pào）現象如圖8所示，一般（bān）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的，特別是打底（dǐ）鍍層的結合力和覆（fù）蓋率。

在鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）件多層電鍍過程中，鍍層（céng）的結合力、覆（fù）蓋率和（hé）致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起泡問題有一定貢（gòng）獻。

(1)鋅基（jī）體、鍍（dù）銅層、鍍鎳層均無孔缺（quē）陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷（xiàn），但鍍銅層和鍍鎳層存在孔（kǒng）缺陷；

(5)鋅基（jī）體存在孔缺陷，但鍍銅層（céng）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；

(7)鋅（xīn）基（jī）體和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍（dù）銅層（céng）和鍍（dù）鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷（xiàn）的（de）外部存在致密的密封層，在（zài）電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液（yè），經過一係列的反應就會影響到界麵的結（jié）合力（lì），同時腔體內產生一（yī）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，當腐蝕發生時，由於鋅（xīn）合金基體與（yǔ）各鍍層間的（de）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（yǔ）否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍質量的影響最為關（guān）鍵，需要特別（bié）關注。鍍前鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可以利用滲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（chū）來，從而（ér）達到檢測的（de）效果。

3結論及（jí）建議

基於以上的綜述和分析，總結引起（qǐ）鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後（hòu）起泡（pào）問題的原（yuán）因有：(1)壓鑄鋅（xīn）合金液中存在有害雜質（zhì）(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金（jīn）壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了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（chū）現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表（biǎo）麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率（lǜ）是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問題的防治最為重要的（de）是對初始鍍層質量的控製，而且對（duì）鍍前、鍍後質量都要（yào）嚴格（gé）把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保（bǎo）證鍍前基體表麵的質量。