​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消除對策

相（xiàng）比於銅、鋁等（děng）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（yī）類是結構功能性（xìng）壓鑄件（jiàn），另一類是無特殊（shū）要求（qiú）的零部件（jiàn）。由於鋅（xīn）合金活潑（pō）、易腐（fǔ）蝕，一般覆蓋保（bǎo）護性鍍（dù）層之後（hòu）才能應用。鋅合金表麵電（diàn）鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層（céng）界麵結合力不良，工件也會因其（qí）表麵致（zhì）密性不好而含電鍍液。這些（xiē）潛在的問題一（yī）段（duàn）時（shí）間後（hòu）會以鍍層起泡的（de）形式表現出來（lái），引起嚴重的質量（liàng）問題，明確（què）鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對策十分重要。

本文從生產原料及（jí）其精煉、壓鑄工（gōng）藝，鍍前處理（lǐ）和電（diàn）鍍過程等角度（dù），分析了（le）導致鋅合金壓鑄件電（diàn）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（bāo）裹的狀態，其（qí）電鍍加工是（shì）一個環環相扣的過程，每一道工序得到的表麵狀（zhuàng）態都具有傳遞性。

在生（shēng）產中壓鑄鋅合金原料成（chéng）分、鋅合金和回收料比例不合理以及精煉效果差，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（qǐ）泡。因此（cǐ），起泡（pào）問題的排（pái）查需要在生產流程上多點進行監測，特別是鋅合金（jīn）壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對初始（shǐ）鍍層與基體的結合力以及鍍層的（de）覆蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致起泡缺（quē）陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅（xīn）合金壓（yā）鑄件一般使（shǐ）用含鋁量為3%-4%的（de）鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂（měi）、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合（hé）金壓（yā）鑄件質量的（de）影響最為顯（xiǎn）著。在（zài）對鋅合金壓鑄（zhù）件出現起泡問題的研究分析表（biǎo）明：壓鑄鋅（xīn）合金（jīn）的鉛、鎘含量較低（dī）(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現（xiàn）的起泡問題（tí）顯著增加。其（qí）主要原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質（zhì）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。

在鋅合金壓（yā）鑄過程中會不（bú）斷（duàn）產生壓鑄澆道（dào）凝料以及其他廢（fèi）料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新料與（yǔ）回收料混（hún）合熔煉而（ér）成。文獻中研究了回收料摻入比率及精煉對壓（yā）鑄鋅合金狀態的影響。在（zài）鋅合金的熔煉過程中，回收（shōu）料的摻（chān）入會顯著地影響鋅合金（jīn）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（běn）可以消除（chú）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，但精煉後依然還存在40%雜質。壓（yā）鑄鋅合金中雜質含量高對鋅合金液的壓鑄（zhù）成型能（néng）力（lì）及鋅合金（jīn）的力學性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也會大大增加。

鋅（xīn）合金（jīn）原料中的雜質含量、熔煉回收料的摻（chān）入比率及精煉對（duì）壓鑄產品質量都有較大影響，這種（zhǒng）影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不（bú）僅要嚴把原料質（zhì）量關，而（ér）且要（yào）對壓鑄（zhù）前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓（yā）鑄模具的影響（xiǎng）

壓鑄是鋅合（hé）金件製（zhì）作的關（guān）鍵步驟，壓鑄模具的（de）設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件（jiàn）質量都有明顯的影響。其中澆口和澆（jiāo）道是將鋅合金液引（yǐn）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（jiē）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（guān）重要。合理的（de）模具設計既要保證完（wán）整充型，也要保證充（chōng）型過程中（zhōng）盡量少出現卷氣等現象。梯（tī）形澆道所產生的氣孔量要（yào）多（duō）於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上優要於（yú）梯形澆道。壓鑄鋅（xīn）合金件的多孔組織對其機械性能和電（diàn）鍍質量都十分不利。

在（zài）壓鑄過程（chéng）中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等對鋅合金壓鑄（zhù）件質量的影響主要表現在氣（qì）孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵（miàn）。針對（duì）模（mó）具溫度的研（yán）究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的孔（kǒng）洞，而模溫為165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅合金壓鑄過程（chéng）中產生（shēng）的氣泡、冷（lěng）隔和裂紋等缺陷都會給後續（xù）的清理和電鍍帶來（lái）困難，保證壓鑄件（jiàn）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（háng）嚴格的質（zhì）量檢測，不能（néng）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

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進行多道前（qián）處理工序（xù），主要包括打磨、拋光、除蠟、除（chú）油、酸蝕活化等。

鋅（xīn）合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層（céng）下（xià）組織疏鬆多孔，如果打磨露（lù）出疏鬆多孔組織，後續（xù）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（jú）部過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理幹淨，也（yě）都會導致電（diàn）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（shí）活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜（yí）時間過長，侵（qīn）蝕後（hòu）的鋅合金表麵更利於電（diàn）鍍。

2.4電鍍過程（chéng）的影響

鋅合金壓鑄件為了（le）獲得良好的裝飾性和（hé）耐（nài）腐（fǔ）蝕性，在（zài）壓鑄完成後要進行相應的電鍍處理，一般（bān）包括鍍銅（tóng）層、鍍（dù）鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程（chéng）中一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現（xiàn）至關重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的（de）電位較正，表麵很快形成暗紅色置換銅而對（duì）鍍層結合力（lì）不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣（yàng）表麵未（wèi）見有置換銅（tóng）生成。然而高的氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因此氰化（huà）鈉的濃度要控製（zhì）適度（dù）。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的（de）過程中，一般由於鎳孔（kǒng）隙率較高，需要較厚（hòu）的鍍層才（cái）能達到密封的要求。研究（jiū）表（biǎo）明鋅合金壓鑄件中性（xìng）電鍍鎳（niè）技（jì）術，其鍍液近中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍（dù）鉻（gè）液中Zn2+的（de）濃度不能過高，否則會使電流密度大的部位上出現疏鬆（sōng）、燒焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡現象如圖（tú）8所示，一般鍍件表麵（miàn）沒有明顯破壞，而是整個鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層或內層電鍍引起的，特別是打（dǎ）底鍍層的結（jié）合力和覆蓋率。

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

(1)鋅基體、鍍銅（tóng）層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無（wú）缺陷，但鍍鎳層存（cún）在孔缺陷；

(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，但鍍銅層和（hé）鍍鎳層存在孔缺陷（xiàn）；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍（dù）銅層和鍍（dù）鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳（niè）層存在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅（xīn）基體和鍍銅層（céng）存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層（céng）和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅（xīn）合金壓鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種（zhǒng）情形中，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封（fēng）層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液（yè），經過一係列的反應就會影響（xiǎng）到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經（jīng）過一（yī）段時間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況（kuàng）下，鍍（dù）層內部或基（jī）體存在通向鍍層的（de）最外表麵通道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍層間（jiān）的腐蝕電位不同（tóng），會形成腐蝕原電池，同時（shí）腐蝕產物也可能會順著孔道擴散到表麵（miàn），形成（chéng）腐蝕黴斑。

打底（dǐ）鍍層出現置換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度（dù）對鋅合金壓鑄件電鍍質量的影響最為關（guān）鍵，需要特別關（guān）注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺（quē）陷難以用肉眼直接觀察，可以利用滲透染（rǎn）色的方法先用滲透劑在表麵滲透，然後用顯（xiǎn）色（sè）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（fèn）析，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後（hòu）起泡問（wèn）題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害（hài）雜質(主（zhǔ）要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄（zhù）模具及（jí）工藝引起了表（biǎo）麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等（děng）)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵致（zhì）密層或拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍（dù）層出現置換；(6)多層電鍍孔（kǒng）隙（xì）中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆（fù）蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍起（qǐ）泡問題的防治（zhì）最為重要（yào）的是對初始鍍層質（zhì）量的控製，而且對鍍前、鍍後（hòu）質量都要嚴格把關。可在電鍍（dù）前（qián）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質量（liàng）。