鋅合金壓（yā）鑄件電鍍層（céng）起泡成因與消（xiāo）除（chú）對策（cè）

相比於（yú）銅、鋁等合金，鋅合（hé）金擁有熔（róng）點較（jiào）低、鑄造（zào）性能好（hǎo）、經濟效（xiào）益高等優勢，在汽車工業（yè）、家用（yòng）電器、日用五金等（děng）行業（yè）得到廣泛（fàn）的應（yīng）用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是（shì）結構（gòu）功能性壓鑄件，另一類是無特殊要求（qiú）的（de）零部件。由於（yú）鋅合金活（huó）潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應（yīng）用。鋅合（hé）金表麵電鍍時容易形成置（zhì）換（huàn）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（de）問題一段時間後會以鍍層起泡的形式表現出來，引起嚴重的質量問題，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（běn）文從生產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電（diàn）鍍過程等角度，分析了導致鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後起（qǐ）泡的原（yuán）因，並提（tí）出了對策。

1鋅（xīn）合金壓鑄件生產

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

在（zài）生產（chǎn）中壓鑄鋅（xīn）合（hé）金原料成分、鋅合金和回收料比例不合理以及精煉效（xiào）果差，壓鑄模具設計（jì）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，起泡問題的排查需要在生產流程上多點（diǎn）進行監測，特別是鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件鍍前表麵狀態的檢（jiǎn）測，同時也要對初始（shǐ）鍍（dù）層與基體的（de）結合力以及鍍層的覆蓋率、致（zhì）密度進行全麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅（xīn）合金壓鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準（zhǔn），需要檢（jiǎn）測（cè）的化（huà）學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其（qí）中（zhōng）鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質量（liàng）的影響最為顯著。在對（duì）鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）出現起泡問（wèn）題的研究分析表明：壓鑄鋅（xīn）合金的鉛（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（chǎn）品出（chū）現的起（qǐ）泡問題顯著增加。其主要原因是鋅（xīn）合金壓鑄件中（zhōng）的鉛、鎘、錫等（děng）雜質會在晶界處聚集而導（dǎo）致晶間腐（fǔ）蝕，晶間腐蝕處會膨（péng）脹而頂起鍍層，引起（qǐ）起泡問題。

在鋅合金壓鑄（zhù）過程（chéng）中會不斷產生壓鑄澆道凝料以及其他（tā）廢料，用來壓鑄的鋅合金液（yè）都是由新料與回收料混合（hé）熔煉而成。文（wén）獻（xiàn）中研（yán）究了回收料摻入（rù）比率（lǜ）及精煉（liàn）對壓鑄鋅合金狀態的影響。在鋅合金的（de）熔煉過程中，回收（shōu）料的摻（chān）入會顯著地影響鋅合金的組織性能，。

精煉前後組織對比說（shuō）明：當摻（chān）入50%回收料（liào）時，氯化氨精煉（liàn）後基本可以消除鋅合金（jīn）中（zhōng）的雜質；當全部是回收（shōu）料時，精煉（liàn）雖然可（kě）以明（míng）顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金（jīn）中雜質含（hán）量高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能都不利，引（yǐn）起電鍍後起泡的概率也（yě）會大大增加。

鋅合金原料中的（de）雜質含量、熔煉回收料的（de）摻入比率及精（jīng）煉對壓鑄產品質量都有較（jiào）大影響（xiǎng），這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量（liàng）。因此，鋅合金壓鑄生產不僅（jǐn）要嚴把原料質量關，而且要對壓（yā）鑄前鋅（xīn）合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合（hé）金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄參數的設置（zhì）對壓鑄件質（zhì）量都有明顯的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金（jīn）液引向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄（zhù）件的（de）腔體和（hé）壓鑄件直接接觸，澆口和（hé）澆（jiāo）道的設計、型（xíng）腔分布（bù）等對於壓鑄件的質（zhì）量而已至（zhì）關重要。合理的模具設計既要保（bǎo）證完整（zhěng）充型，也要保（bǎo）證充型過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所產生的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於梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對其機械（xiè）性能和電鍍質量都十分不利（lì）。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓（yā）力、溫（wēn）度以及模具的溫度等（děng）對鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件質量的影響主要表現在氣孔、冷隔等壓鑄（zhù）缺陷方麵。針對模具溫度的研究表明，當模溫在160°C時，壓（yā）鑄（zhù）後的組織有明顯的孔洞，而（ér）模（mó）溫（wēn）為165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅合金壓鑄過程中產生（shēng）的氣泡（pào）、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續（xù）的清（qīng）理和電鍍帶來困難，保證壓鑄件質量才（cái）能為電鍍提供優質的（de）基體材料。要對壓（yā）鑄件進行嚴（yán）格的質量檢測，不（bú）能達標則果斷報廢，否則將給後續加工帶來更大的損失（shī）。

2.3電鍍前處理的影響

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

鋅合金壓鑄件表麵隻有（yǒu）0.05-0.10mm的表麵致密層（céng）。致密層下（xià）組織疏鬆多孔，如果打磨（mó）露出疏鬆（sōng）多（duō）孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積（jī）液等問題。另外，拋光膏塗抹不（bú）均勻所引起的拋光過程中局部過熱而產生的麻（má）點，以及（jí）拋光膏未清理幹淨，也都會導（dǎo）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（huó）化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短（duǎn）時間（jiān）侵蝕，不宜時間（jiān）過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影（yǐng）響

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

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預鍍銅，抑（yì）製預鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明：在氰（qíng）化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位（wèi）較正，表麵很快形成（chéng）暗（àn）紅色置換銅而對鍍層（céng）結（jié）合力不利；氰化鈉含量較高時電位較負（fù），試樣表麵未見有置換銅生成。然而高的氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因（yīn）此氰化鈉的濃（nóng）度要控製適（shì）度。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍（dù）鎳的過程中，一（yī）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。研究表明鋅合金壓鑄件中性電（diàn）鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工件的（de）腐蝕少，鍍液（yè）中的檸檬（méng）酸鈉會掩蔽（bì）基體溶出（chū）的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高，否則會使電流密度大的部位上出現疏鬆、燒（shāo）焦。

鋅（xīn）合金壓鑄（zhù）件電（diàn）鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整個鍍層呈現隆起。這說明起（qǐ）泡問題是由底層或內層（céng）電鍍引起的（de），特別是打底鍍（dù）層的結合力和覆蓋率。

在（zài）鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的（de）結（jié）合力、覆蓋率和致（zhì）密程度（dù）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（qǐ）泡問題（tí）有一定貢獻。

(1)鋅基（jī）體、鍍銅層、鍍鎳層（céng）均無孔缺（quē）陷（xiàn）；

(2)鋅基體（tǐ）和鍍（dù）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（dù）銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層存在孔（kǒng）缺（quē）陷；

(5)鋅（xīn）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；

(7)鋅（xīn）基體和鍍銅層存在孔缺陷（xiàn），但鍍鎳層無缺（quē）陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍（dù）鎳層均存在孔缺陷。

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（huò）基體有孔洞等缺陷，而（ér）孔洞缺陷的外部（bù）存（cún）在致密的密封層，在電鍍過（guò）程中這樣的密封腔體（tǐ）會儲存一定的電鍍液，經過一係列（liè）的（de）反應就會影響到界麵的（de）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（ér）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（zuì）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（fǔ）蝕產物也可能會順著孔道擴散（sàn）到表麵，形成腐（fǔ）蝕黴斑。

打底鍍層出現置換鍍與否以及鍍層的致密覆（fù）蓋程（chéng）度對鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）電鍍質（zhì）量的影響最為關鍵（jiàn），需要特別關注。鍍前鋅合（hé）金壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可（kě）以利用滲透染色的方（fāng）法先用滲透劑在表麵滲透，然後用顯（xiǎn）色劑使缺陷顯露出來，從而（ér）達到檢測的效果（guǒ）。

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（dù）後起泡問題的原因（yīn）有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要是鉛（qiān）、鎘等)；(2)鋅合金（jīn）壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷（xiàn）(主要包括氣泡、冷隔（gé）等)；(3)打磨時破壞（huài）了壓鑄件表麵致密（mì）層或拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除（chú）油等清理不（bú）徹底（dǐ）或過酸蝕（shí）；(5)打底電鍍層（céng）出現置換；(6)多層電鍍孔（kǒng）隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層（céng）置換鍍及覆（fù）蓋率是起（qǐ）泡問題的最大隱（yǐn）患。鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍起泡問題（tí）的（de）防治最為重（chóng）要的是（shì）對初始鍍（dù）層質量的控製，而且對鍍前、鍍（dù）後質（zhì）量都要嚴格把關（guān）。可在電鍍前對（duì）鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。