​鋅合金壓（yā）鑄件電鍍（dù）層起泡成因（yīn）與消除對策

相比於銅、鋁等（děng）合金，鋅合（hé）金擁有熔點較低、鑄造性能好（hǎo）、經濟效益高等優勢，在汽車（chē）工業、家用電器、日（rì）用五金（jīn）等行業得（dé）到廣泛的應用。鋅（xīn）合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功能（néng）性壓鑄件，另一類是無特殊要求的零部件。由（yóu）於鋅（xīn）合（hé）金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性（xìng）鍍層之後才能（néng）應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反應（yīng）層，引（yǐn）起（qǐ）鍍層界麵結合（hé）力不良，工件也會因其表麵致密性不好而（ér）含電鍍液。這些潛在的問題一段時間（jiān）後會以鍍層起泡的形式表現出來，引起嚴重的（de）質量問題，明確（què）鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消（xiāo）除對策十分重要。

本文從生產原料及（jí）其（qí）精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分析了導致（zhì）鋅合金壓鑄件電鍍後起泡的（de）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（chéng），每一道（dào）工（gōng）序得到的表麵狀態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄（zhù）鋅合金（jīn）原料（liào）成分、鋅合金和回收料比（bǐ）例不（bú）合理以及（jí）精煉效果差，壓鑄模（mó）具設計及壓鑄工藝參數（shù）不合理，鍍前處理質量差及後續各電鍍工藝不合理都可（kě）能導致起泡。因此，起（qǐ）泡問（wèn）題的排查需要在生產流程（chéng）上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍（dù）前表麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍層與基體的結（jié）合（hé）力以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的（de）監測。

2導致（zhì）起泡缺陷的原因

2.1原料及精（jīng）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，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成分包（bāo）括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘（gé）、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量（liàng）對鋅合（hé）金壓鑄件質量的影響最為顯（xiǎn）著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題（tí）的研究分析（xī）表明：壓（yā）鑄鋅合金的鉛、鎘含（hán）量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起（qǐ）泡（pào）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（yīn）是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜（zá）質（zhì）會在（zài）晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐（fǔ）蝕（shí）處會膨脹而頂起鍍（dù）層，引起起泡問（wèn）題。

在鋅合金壓鑄過程中會不斷產生壓鑄澆道凝料以及其他廢（fèi）料，用來壓鑄的鋅合金液都（dōu）是由新（xīn）料（liào）與回（huí）收料混合熔煉（liàn）而成。文獻中研（yán）究了回收料摻入（rù）比率及精（jīng）煉對壓鑄鋅合金狀態（tài）的影響。在鋅合金（jīn）的熔煉過程中，回收料的（de）摻入會顯著地影響鋅合金的組織性能，。

精煉前後組織對（duì）比說明：當摻入50%回（huí）收料時，氯（lǜ）化氨精煉後（hòu）基本（běn）可以消除鋅合金中的雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合金的組織，但精煉後（hòu）依（yī）然還存在（zài）40%雜質。壓鑄鋅合（hé）金中雜質含（hán）量高對（duì）鋅（xīn）合金液的壓（yā）鑄成型能（néng）力及鋅（xīn）合金的力學性能都不利，引起電鍍後起泡（pào）的概率也會大大增加（jiā）。

鋅合金（jīn）原料中的雜質含量、熔煉回收料的（de）摻入比率及精煉對壓鑄（zhù）產品質量都有較大影響，這種影響會依次傳（chuán）遞，最終影響到鋅合金件電鍍後（hòu）的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進行質量（liàng）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（bù）驟，壓鑄（zhù）模具的（de）設計和壓（yā）鑄參數的設置對（duì）壓鑄件質量都有（yǒu）明顯的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金液引（yǐn）向（xiàng）型腔的過道，型腔則是成型壓鑄件（jiàn）的腔體和壓鑄（zhù）件直接接觸，澆口（kǒu）和澆道的設計、型腔分布等（děng）對於壓鑄件（jiàn）的質量而已至關重要（yào）。合理的模（mó）具設計既要（yào）保證完整充型，也要保證充型過程中盡量少出現卷氣等現（xiàn）象。梯形澆道所產（chǎn）生的氣孔量要多於橢圓形澆口，設計橢（tuǒ）圓形澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件（jiàn）的多孔（kǒng）組織對（duì）其機械（xiè）性能和電鍍質量都十分不利。

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

鋅合金壓鑄過程中（zhōng）產生的氣泡、冷隔和（hé）裂紋等缺陷都會給後續的清理（lǐ）和電鍍帶來困難，保證壓鑄件質量才能為（wéi）電鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格的（de）質量檢測，不能達標則果斷報廢，否（fǒu）則將給後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進（jìn）行多道（dào）前處理工序，主要包括打磨、拋（pāo）光、除（chú）蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄件表麵（miàn）隻有0.05-0.10mm的表麵致密（mì）層。致密層下組織（zhī）疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏塗（tú）抹不均勻所引起的拋光過程中局部過熱而產（chǎn）生的（de）麻（má）點（diǎn），以及拋（pāo）光膏未清理（lǐ）幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除（chú）蠟、除（chú）油需要將（jiāng）表麵的蠟及油（yóu）脂清除幹淨，這樣才能（néng）保證（zhèng）電鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般用（yòng）弱酸短時間（jiān）侵蝕，不宜時間過長，侵（qīn）蝕後的鋅合金表（biǎo）麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓（yā）鑄件為了獲得良好的裝飾性（xìng）和耐（nài）腐蝕性，在壓鑄完成（chéng）後要進行相應的電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層（céng）和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍過程中一般（bān）要氰化物預（yù）鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至（zhì）關重（chóng）要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量（liàng）低時，試樣的電位較正，表麵很快形成暗紅色置換銅而（ér）對（duì）鍍層（céng）結合力不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未見有置換銅生成。然而（ér）高的氰化鈉濃度會（huì）抑製鍍層的沉積，因此氰（qíng）化鈉的濃度要控製（zhì）適度。鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍鎳（niè）的過程中，一（yī）般由（yóu）於鎳孔（kǒng）隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到（dào）密（mì）封的要求。研究表明鋅合金壓鑄件（jiàn）中性（xìng）電鍍鎳技術，其鍍液近（jìn）中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸（níng）檬酸鈉會掩蔽基（jī）體溶（róng）出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻（gè）液中（zhōng）Zn2+的（de）濃度（dù）不能過高，否（fǒu）則會使電流密度大的部位上出現（xiàn）疏鬆、燒（shāo）焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件（jiàn）表麵沒有明顯破壞（huài），而是整個鍍層呈現隆（lóng）起。這說明起泡問題是由（yóu）底層或內層電鍍引起（qǐ）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中，鍍層的（de）結合力、覆蓋率和致密（mì）程度對鍍後起泡的影響至關重（chóng）要，同時電鍍過程中的過度析氫也會對起（qǐ）泡問題有（yǒu）一定（dìng）貢獻（xiàn）。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無（wú）孔缺陷；

(2)鋅基（jī）體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存（cún）在孔缺（quē）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缺陷；

(5)鋅基體（tǐ）存（cún）在孔缺陷，但鍍銅層和鍍（dù）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；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和（hé）鍍鎳層均存在孔（kǒng）缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中（zhōng），上述(3)、(5)、(6)、(7)四（sì）種情形中，底層或基體（tǐ）有孔洞等缺陷，而孔（kǒng）洞缺陷的外部存在致密的（de）密封層，在（zài）電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一（yī）定的電鍍（dù）液，經過一係列的反應就會影響到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力（lì），經過一段時間就會導（dǎo）致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部或基（jī）體存在通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（yú）鋅合金基體與各鍍層間的腐蝕電位不同（tóng），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麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍（dù）層出現置換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度（dù）對鋅合金壓鑄（zhù）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（yòng）滲透染色的方法先用滲透劑在表麵滲透，然（rán）後用顯色劑使缺陷顯露出來，從（cóng）而達到檢測的效果。

3結論及（jí）建議

基於以上的綜述和分析，總結（jié）引起鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有（yǒu）害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅（xīn）合金壓鑄模具及工（gōng）藝引（yǐn）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（céng）或（huò）拋光過熱而出現表（biǎo）麵惰性區域；(4)除蠟、除（chú）油等清理不徹底或過酸蝕（shí）；(5)打底電鍍層出現置換；(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患（huàn）。鋅（xīn）合金壓鑄（zhù）件電鍍起泡問題的防治最為重要的是對初始鍍層質量的控（kòng）製，而且對鍍前（qián）、鍍後質量都要嚴格把關（guān）。可在電鍍前（qián）對鋅（xīn）合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以（yǐ）保（bǎo）證鍍前基體表麵的質量。