​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因（yīn）與消除對策

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟（jì）效益高等優勢，在汽車工業、家用電（diàn）器、日用五金等行業得到廣泛的應（yīng）用。鋅合（hé）金壓鑄件按使（shǐ）用要求分為兩類，一類是結構功能性（xìng）壓鑄件，另一類是無特（tè）殊（shū）要求的零（líng）部件。由（yóu）於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅合（hé）金表麵電鍍時容易形成置換（huàn）反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因其表麵（miàn）致密性不好（hǎo）而含電鍍液。這些潛在的問題一段時間後會以鍍層起（qǐ）泡的形式表現出來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合金壓（yā）鑄（zhù）件電鍍後起泡原因並製定消除（chú）對策十分重要。

本文從生產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍（dù）前處（chù）理和電鍍過程等角度，分析了導致鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍後起泡的原因，並（bìng）提出了對策（cè）。

1鋅合金壓鑄件生（shēng）產

多層鍍層包裹的狀態，其電鍍（dù）加工是一個（gè）環環相扣（kòu）的過程，每一（yī）道工序得到的表麵（miàn）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（shōu）料比（bǐ）例不合理以及精煉效果差，壓鑄模具設計（jì）及壓鑄工藝參（cān）數不合理，鍍前處理（lǐ）質（zhì）量差及後續各電鍍工藝不合理都可能導致起泡。因此，起泡（pào）問題的（de）排查需要在生產（chǎn）流程上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄件（jiàn）鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍層與基體的（de）結合力以及鍍層的覆（fù）蓋率、致密度進行全（quán）麵（miàn）的監測。

2導致起泡缺陷的（de）原（yuán）因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用（yòng）含鋁量為3%-4%的鋅鋁合金，按照（zhào）壓鑄鋅合金標準，需要（yào）檢（jiǎn）測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵（tiě）、鎘、錫等8項。其中（zhōng）鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件（jiàn）質量的影響最為顯（xiǎn）著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡（pào）問題的研究（jiū）分（fèn）析（xī）表明：壓鑄鋅合金的（de）鉛、鎘含量較低（dī）(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題（tí）較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時（shí）產品出現（xiàn）的起泡問題顯著增（zēng）加。其主（zhǔ）要原因是鋅合（hé）金壓鑄件中的鉛（qiān）、鎘、錫等（děng）雜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（qǐ）泡問題。

在鋅合金壓鑄過程中會不斷產生壓鑄澆道凝（níng）料以及其他廢料，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（de）影響。在鋅合金（jīn）的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著地影響（xiǎng）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（liàn）後基本可（kě）以消除鋅（xīn）合（hé）金中的雜質；當全（quán）部是（shì）回收料（liào）時，精煉雖然可以明顯地改善鋅（xīn）合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量高對（duì）鋅合金液的壓鑄（zhù）成型能力及（jí）鋅合金的力學（xué）性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也會大大增加。

鋅合金原料中（zhōng）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，這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因（yīn）此，鋅（xīn）合金（jīn）壓（yā）鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而且要對壓（yā）鑄前（qián）鋅合金液進（jìn）行質（zhì）量監測。

2.2壓鑄模具的影（yǐng）響

壓鑄是（shì）鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄參數的（de）設置對壓鑄件質量都有明顯的影響。其中澆口（kǒu）和澆道是將鋅（xīn）合金液（yè）引向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄件的腔體和壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的（de）設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關重要。合理的模具設計既要保（bǎo）證完整充型，也要保證充型過程中盡量少出現卷氣（qì）等現象。梯形澆道所產生的氣孔量要多於橢圓形（xíng）澆口，設（shè）計橢圓形澆道在壓鑄質量上（shàng）優（yōu）要於梯形（xíng）澆道。壓鑄（zhù）鋅合金件的多孔組織對其機械性（xìng）能和電鍍質量都十分不利。

在壓鑄過程中（zhōng），壓鑄的壓力、溫度以（yǐ）及模（mó）具的溫（wēn）度等對鋅合金壓鑄件質量的影響主要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷（xiàn）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（xiǎn）的孔洞，而（ér）模溫為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、冷（lěng）隔和裂紋等缺陷都會給後續的清理和電鍍（dù）帶（dài）來困難，保證壓鑄件質量才能為電鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢測，不能達標則果斷報廢，否則將（jiāng）給後續加工帶（dài）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（dù）前還要進（jìn）行多道前處理工序，主要包括（kuò）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的表麵致密層。致密（mì）層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆（sōng）多孔組織（zhī），後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積（jī）液等問題。另外，拋光膏塗抹不均勻所引起的拋光（guāng）過（guò）程中局部過熱而產（chǎn）生的（de）麻點，以（yǐ）及拋光膏未清理幹淨，也都會導致（zhì）電鍍後起泡。除（chú）蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清除（chú）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（qīn）蝕（shí），不宜時間過長，侵蝕後的鋅（xīn）合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄件為了獲得良好的裝飾性和耐腐蝕（shí）性，在壓鑄完成後要進行（háng）相（xiàng）應的電鍍處理，一般包括鍍銅（tóng）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（dù）銅（tóng），抑製預鍍（dù）銅中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時（shí），試樣的電位（wèi）較正，表麵很（hěn）快形成暗紅色置換銅而對鍍層結合力不利；氰化鈉（nà）含量較（jiào）高時電位較負，試樣表麵未見（jiàn）有置換銅生成。然而高的氰化（huà）鈉濃度會抑製鍍層（céng）的沉積，因此氰化鈉的濃度要控（kòng）製適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙（xì）率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封（fēng）的要求。研（yán）究表明鋅（xīn）合金壓鑄件中性電（diàn）鍍鎳（niè）技術，其鍍液近中性，對工件的腐蝕少，鍍液（yè）中的檸（níng）檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓（yā）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、燒焦。

鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡現象（xiàng）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（zhè）說明起（qǐ）泡問題是（shì）由底層或（huò）內層電鍍引起的，特別是打底鍍層（céng）的結合力（lì）和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層電（diàn）鍍過程中，鍍層的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡的（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、鍍鎳層均無孔缺陷（xiàn）；

(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（hé）鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基（jī）體存在孔缺陷，但鍍銅（tóng）層和鍍鎳（niè）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（xīn）基體和鍍銅層存在孔（kǒng）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（kǒng）洞（dòng）等缺陷，而孔洞缺陷的外部（bù）存在致密的（de）密封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經（jīng）過（guò）一係（xì）列的反應（yīng）就會影響（xiǎng）到界麵的結合力，同時腔體內產（chǎn）生一定的壓力，經過一段（duàn）時間就會導致起（qǐ）泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部或基體存在通（tōng）向鍍層的最外表麵通道，通道中會儲存電鍍液（yè）等雜質，當腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍層（céng）間的腐蝕（shí）電（diàn）位不同，會形（xíng）成腐蝕原電池，同時腐蝕產物也可能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（fǒu）以及鍍層（céng）的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件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察，可以利用滲透染色的方法先用滲透劑在表麵滲透，然（rán）後用顯色（sè）劑使缺陷顯（xiǎn）露（lù）出來，從而達到檢測的（de）效果。

3結論及建議（yì）

基（jī）於以上的綜述和分析，總結引起（qǐ）鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡問題的原（yuán）因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要（yào）是鉛、鎘等)；(2)鋅合金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（jiàn）表麵致密層或拋光過熱而出（chū）現表麵（miàn）惰性區域；(4)除蠟、除油（yóu）等清（qīng）理不徹底（dǐ）或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙（xì）中（zhōng）含有鍍（dù）液（yè）。其中，鍍前表麵質量、打底（dǐ）鍍層置（zhì）換鍍及覆蓋率是起泡問（wèn）題的最大隱患。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍起泡問（wèn）題的防治最為重要（yào）的是對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質（zhì）量都要嚴（yán）格把關（guān）。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的（de）質量。