鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消除對（duì）策（cè）

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益（yì）高等優勢，在汽車工業、家用電器、日用五（wǔ）金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（lèi），一類是結構功能性壓鑄件，另一（yī）類是無特（tè）殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐（fǔ）蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結（jié）合力不良，工件也會因其表麵致密性不好而含電鍍液。這些潛在的問題一段時間後會以鍍層起（qǐ）泡的（de）形式表（biǎo）現出來，引起（qǐ）嚴重的質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因（yīn）並製定消除對策十分重要。

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

1鋅合金壓鑄件生產

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

在生產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金和回收料比例不合（hé）理（lǐ）以及精煉效果差，壓鑄模具設計及壓鑄工（gōng）藝參數不（bú）合理，鍍（dù）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（yīn）此，起泡問題（tí）的排查需要在生產流程上多點（diǎn）進（jìn）行監測，特別是鋅合（hé）金壓鑄件（jiàn）鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍（dù）層與基體的（de）結合力以及（jí）鍍層的覆蓋率、致（zhì）密度進行全麵的監測。

2導（dǎo）致起泡缺陷的原（yuán）因（yīn）

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅（xīn）合金標準（zhǔn），需要檢測的化學成分包括鋅（xīn）、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項（xiàng）。其（qí）中鉛、鎘雜質的含量（liàng）對鋅合（hé）金壓鑄件質量的影響最為顯著。在對鋅合金壓鑄（zhù）件出現起泡問題（tí）的研究（jiū）分析表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量（liàng）較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起（qǐ）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（zá）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（hé）金壓鑄過程中會不斷產生壓鑄澆道凝料以及（jí）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而成。文（wén）獻中研究了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態的影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收（shōu）料的摻入（rù）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%回收料時，氯化氨精煉後基本可以消除鋅合金中的雜質；當（dāng）全部是（shì）回收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄（zhù）鋅合金中雜質含量高對鋅合金液的（de）壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能都不（bú）利，引起（qǐ）電（diàn）鍍後起泡的概率也會大（dà）大增加。

鋅合金原料中的雜質含量、熔煉回收料的摻入比率及精煉對壓鑄產品質量都有（yǒu）較大影響（xiǎng），這種影響會依次傳遞（dì），最終影響到鋅合金件電鍍後的（de）質量。因此，鋅合金壓鑄（zhù）生產不僅要（yào）嚴把原（yuán）料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件製（zhì）作的關鍵（jiàn）步驟，壓鑄模（mó）具的設計和壓鑄參（cān）數的（de）設置對壓鑄（zhù）件質量都有明顯的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是成型壓（yā）鑄件的腔體和壓鑄件直接（jiē）接（jiē）觸，澆口和澆道的設（shè）計、型（xíng）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保證完整充型，也要保證充型過程（chéng）中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所產生的（de）氣孔量要（yào）多於橢圓（yuán）形澆口（kǒu），設計橢圓形澆道在壓鑄質量（liàng）上優要於梯形澆道（dào）。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（fèn）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（děng）壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的孔（kǒng）洞，而（ér）模（mó）溫為165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅（xīn）合金壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和裂（liè）紋等缺陷都會（huì）給後續的清理和電鍍帶來困難，保證（zhèng）壓鑄件質量才能為電鍍提（tí）供優質的基體（tǐ）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（fèi），否則將給後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影（yǐng）響

鋅合金壓（yā）鑄件在（zài）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、除油、酸蝕（shí）活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下組織（zhī）疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將（jiāng）出現漏鍍、孔洞、積液（yè）等問（wèn）題。另外（wài），拋光膏塗抹（mò）不均勻所引起的拋光過程中局部過熱而產生的麻點，以及（jí）拋（pāo）光膏未清理幹淨（jìng），也都會導致（zhì）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（cái）能保證電鍍時基體有清（qīng）潔活化的表麵（miàn）。酸蝕活化，一般（bān）用弱酸短時間侵（qīn）蝕，不宜時間（jiān）過長，侵蝕後（hòu）的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程（chéng）的影響

鋅合金壓鑄件為了獲得良好的（de）裝飾性和耐腐蝕（shí）性，在壓鑄完成後要進（jìn）行（háng）相應的電鍍處理（lǐ），一般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍（dù）過（guò）程中一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置（zhì）換鍍銅的出現至（zhì）關重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉（nà）含量（liàng）低（dī）時，試樣的電位（wèi）較正，表（biǎo）麵很快形成暗（àn）紅色置換銅而對鍍層結合力不利；氰化（huà）鈉含量較高時電位較負（fù），試樣表麵未見（jiàn）有置換銅生成。然而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（jīn）壓鑄（zhù）件電鍍（dù）鎳的過程中，一般由（yóu）於鎳孔隙率較高，需（xū）要較（jiào）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，其鍍液近中性，對工件的腐蝕少（shǎo），鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍鉻（gè）液中Zn2+的濃度不能（néng）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起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵（miàn）沒有明顯破（pò）壞，而是整個鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是由（yóu）底層或內層電鍍引起的（de），特別是（shì）打底鍍層（céng）的（de）結合力和覆蓋率。

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

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍（dù）鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體（tǐ）和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基（jī）體和鍍鎳（niè）層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體（tǐ）無缺陷（xiàn），但鍍（dù）銅層和（hé）鍍鎳層（céng）存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅（tóng）層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳（niè）層（céng）存在孔缺陷，但鍍銅層無缺（quē）陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在（zài）孔缺（quē）陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存（cún）在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層（céng）電（diàn）鍍中（zhōng），上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有孔（kǒng）洞等缺陷，而孔洞缺陷的外（wài）部存在致密的（de）密封層，在電鍍（dù）過程中這樣的（de）密封（fēng）腔體會儲（chǔ）存一定的電鍍液，經過一係列的反應就（jiù）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（céng）內部或基體（tǐ）存在通向鍍層的最外表麵（miàn）通道，通道（dào）中會儲存電鍍液等雜質（zhì），當腐（fǔ）蝕發生時，由於鋅合金（jīn）基體與各鍍層間的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池（chí），同時腐蝕產物也可能（néng）會順著孔道擴散到表麵，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（duì）鋅合金壓鑄件（jiàn）電（diàn）鍍質量的影響最（zuì）為關鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺（quē）陷難以（yǐ）用肉眼直接觀察，可以（yǐ）利用滲透（tòu）染色的方法先用滲透劑在（zài）表麵滲透，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（de）原因有：(1)壓鑄鋅合（hé）金液（yè）中存在有害雜（zá）質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵（miàn）缺陷(主要包括（kuò）氣泡、冷隔等)；(3)打磨時（shí）破壞了壓鑄件表麵致密層或拋（pāo）光過熱而出現表麵惰性區（qū）域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕（shí）；(5)打底電鍍（dù）層出現置換；(6)多層（céng）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（yǐn）患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問（wèn）題的防治（zhì）最為重（chóng）要的是對初（chū）始鍍（dù）層質量的控製（zhì），而且對鍍前、鍍後質量都（dōu）要嚴格（gé）把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證（zhèng）鍍前基體表麵的質量。