​鋅合（hé）金壓鑄件（jiàn）電（diàn）鍍層起泡成因與消除對策

相比於銅、鋁等合金（jīn），鋅合（hé）金擁有熔點（diǎn）較低、鑄造性能（néng）好、經濟效益高等優勢，在汽車工業、家用電器、日（rì）用五金等（děng）行業得到廣泛的應用（yòng）。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類（lèi），一類是結構功能性壓鑄件，另一類是無特殊（shū）要求的零部件。由於鋅合金活潑、易（yì）腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅合金表麵電鍍（dù）時容易形成置換反應層，引起鍍層界（jiè）麵結合力（lì）不良，工件也會因（yīn）其表麵致密性不好而含電鍍液（yè）。這些潛（qián）在的問題（tí）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（què）鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原（yuán）因並製定消除對策十分重要（yào）。

本文從生產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分（fèn）析了導致鋅合金壓鑄件電鍍後起泡的原因，並提（tí）出了對（duì）策。

1鋅合金壓鑄件生產（chǎn）

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

在生產中壓鑄鋅合金原料成分（fèn）、鋅合金和回收料比例不合理以（yǐ）及精煉效果差，壓鑄模具設計（jì）及壓（yā）鑄工（gōng）藝（yì）參數不（bú）合理，鍍前處理（lǐ）質量差及後續各電鍍（dù）工藝不合理都（dōu）可能導致起泡。因此，起（qǐ）泡問題的排查需要在生產流（liú）程上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄（zhù）件鍍前表麵狀態的檢測，同（tóng）時也要對初始（shǐ）鍍（dù）層（céng）與基體的結合力以及鍍層的覆蓋率、致密（mì）度進行全麵的監測（cè）。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁（lǚ）量為3%-4%的鋅鋁合金，按照（zhào）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、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件（jiàn）質量的影響最為顯著。在對鋅合（hé）金壓鑄件（jiàn）出現起泡問（wèn）題的（de）研究分（fèn）析表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡（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。其主要原因是鋅合金壓鑄件中的（de）鉛、鎘、錫等雜（zá）質會在晶界（jiè）處聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕處會膨（péng）脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金壓鑄（zhù）過程中會不斷產生壓鑄澆道凝（níng）料（liào）以及其他廢料（liào），用（yòng）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（rù）比率及精煉對（duì）壓鑄鋅合金狀態的（de）影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著地影響（xiǎng）鋅合金的（de）組織性能，。

精煉前後組織（zhī）對比說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精（jīng）煉後基本（běn）可（kě）以消除鋅（xīn）合金中的雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可以（yǐ）明顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依然還（hái）存在40%雜質。壓（yā）鑄鋅合金中雜質含量高對鋅合（hé）金液的壓鑄成型能力（lì）及鋅合金的力學性能都不利，引（yǐn）起電鍍後起泡的概率也會大大增加。

鋅合（hé）金原料中（zhōng）的雜質含量、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（dà）影響，這種影（yǐng）響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合金（jīn）壓鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而且（qiě）要對壓（yā）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（jiàn）製作的關鍵步驟，壓（yā）鑄模具的設計和壓（yā）鑄參數的設置對（duì）壓鑄件質量（liàng）都有明顯的影響（xiǎng）。其中（zhōng）澆口和澆道是將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是（shì）成型壓鑄件（jiàn）的腔體和壓鑄件直接接（jiē）觸，澆口和澆道（dào）的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關重要。合理（lǐ）的模具設計既要保證完整充型，也（yě）要保證充型過程中盡量少出（chū）現卷氣等現象。梯形澆道所產（chǎn）生（shēng）的氣孔量（liàng）要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質（zhì）量上優要於梯形澆道。壓（yā）鑄鋅合（hé）金件的多孔組織對其（qí）機械性能和電鍍質量都十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄（zhù）的壓力、溫度以及模具的（de）溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影響主要（yào）表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的（de）研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的孔洞，而（ér）模溫為（wéi）165°C和（hé）170°C時（shí）的組（zǔ）織更（gèng）為致密。

鋅合金壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都會給後（hòu）續的清理（lǐ）和（hé）電鍍（dù）帶來困難，保證壓鑄件（jiàn）質量才能為電鍍提供優質（zhì）的基體材料。要對壓（yā）鑄件進行（háng）嚴格的質量檢測，不能達標則果斷報廢，否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（zài）電鍍前還要進行多道前處理工序，主要包括打（dǎ）磨（mó）、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金壓（yā）鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致（zhì）密層。致密層下（xià）組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔（kǒng）組織，後續電鍍將（jiāng）出現（xiàn）漏鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏塗抹（mò）不均（jun1）勻所引起的拋光過程中局部過熱而產（chǎn）生的麻點，以及拋（pāo）光膏未清理幹淨，也（yě）都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清（qīng）除（chú）幹淨，這樣才能（néng）保證電鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過（guò）長，侵蝕後的鋅合金（jīn）表麵更（gèng）利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響（xiǎng）

鋅合金壓鑄件為了獲得（dé）良好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄（zhù）完成後要進行相應的（de）電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層（céng）和鍍鉻（gè）層。

鋅合金壓鑄件電鍍過（guò）程中（zhōng）一般要氰化物（wù）預鍍銅，抑製預鍍銅中置換（huàn）鍍銅的出現至關（guān）重要。研究表明（míng）：在（zài）氰化鍍銅中，當氰化鈉（nà）含量低時，試樣的電位較正，表麵很快形成暗紅色置換銅而對鍍層結合力不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未見有置換銅生成（chéng）。然而高的氰化鈉濃（nóng）度會抑製鍍層的沉積，因此氰化鈉（nà）的濃度（dù）要控製（zhì）適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的（de）過程中，一般由於鎳孔隙率較高（gāo），需要較厚的（de）鍍層才能達到（dào）密封（fēng）的要求。研究（jiū）表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其（qí）鍍液（yè）近中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽（bì）基體溶出的Zn2+。鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍鉻液（yè）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。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡現象如圖8所（suǒ）示，一般鍍件表麵（miàn）沒有明顯破（pò）壞，而是（shì）整個鍍層呈現隆起。這說（shuō）明起泡問題是由底層或內層電鍍引起的（de），特別是打底鍍層的結合（hé）力和覆（fù）蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結合力、覆（fù）蓋率和致密程度對鍍後（hòu）起泡（pào）的影響至關重要，同時電（diàn）鍍過程中的過度析氫也會對（duì）起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔（kǒng）缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷（xiàn）；

(3)鋅基（jī）體和鍍鎳層（céng）無缺陷，但鍍銅（tóng）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)鋅基體（tǐ）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（cún）在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和（hé）鍍銅（tóng）層存在（zài）孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍（dù）銅層和鍍鎳（niè）層均存在（zài）孔缺陷（xiàn）。

鋅合金壓（yā）鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形（xíng）中，底層或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部存在致密的密（mì）封層，在電鍍過（guò）程中這樣的密封腔體會儲存一定的（de）電鍍液，經過一（yī）係列的反應就會影響（xiǎng）到界麵（miàn）的結（jié）合力，同（tóng）時腔體內產生一定的壓力，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，鍍層內部或基體存在通向鍍層的最外表麵通道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由於（yú）鋅合金基體與各鍍層（céng）間的腐蝕（shí）電位不同，會形（xíng）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（miàn），形（xíng）成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置換鍍與否以及（jí）鍍層的致（zhì）密覆蓋（gài）程度對鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍質量的影（yǐng）響最為（wéi）關鍵，需要特（tè）別關注。鍍前鋅合金（jīn）壓（yā）鑄（zhù）件的（de）缺陷難以（yǐ）用肉（ròu）眼直接觀察，可以利用滲透染色的方法先用滲（shèn）透劑在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露出來，從而達到檢（jiǎn）測的效果。

3結論及建議

基於以上的綜述和分析，總結（jié）引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有（yǒu）：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘（gé）等)；(2)鋅合金壓鑄模具及（jí）工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等（děng）)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表（biǎo）麵致密（mì）層或拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油（yóu）等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍（dù）液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置（zhì）換鍍及覆蓋率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（zuì）為（wéi）重要的是對初始鍍層質量的控（kòng）製，而且（qiě）對鍍前、鍍後質（zhì）量都要嚴格把關（guān）。可在電（diàn）鍍前對鋅合金壓鑄件進行（háng）滲透顯色（sè）檢測，以保證鍍前（qián）基體表麵的質量。