鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）件電鍍層起泡成因與消除對策

相（xiàng）比於銅（tóng）、鋁等（děng）合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等優勢，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（yào）求（qiú）分為（wéi）兩類，一類是結構（gòu）功（gōng）能性壓鑄件，另一類是無特殊要（yào）求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕（shí），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（fǎn）應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也會（huì）因其表麵致密性（xìng）不好而含電鍍液。這些（xiē）潛在的問題一段（duàn）時間後會以鍍層起泡的形式表（biǎo）現出（chū）來，引起嚴重的質（zhì）量問題，明確（què）鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡原因並（bìng）製定消除對策十分重要。

本文從生產原料及其精煉（liàn）、壓鑄（zhù）工（gōng）藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分（fèn）析了導致鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後起泡的原因（yīn），並提出（chū）了對策。

1鋅合金壓鑄件生產（chǎn）

多（duō）層鍍層包裹的狀（zhuàng）態，其（qí）電鍍加工是一個環環相扣的過程（chéng），每一道工序得到的表麵（miàn）狀態都具有傳遞性（xìng）。

在生產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金和回收料比例不合理以及精煉效果差，壓鑄（zhù）模具設計及（jí）壓鑄工藝參（cān）數不合理，鍍前處理質量差及後續（xù）各（gè）電鍍工藝不合理都可能導致起泡。因此，起泡問題的（de）排查需要在（zài）生產流程上多（duō）點（diǎn）進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前（qián）表（biǎo）麵（miàn）狀態的檢（jiǎn）測，同（tóng）時也要對（duì）初始鍍層與基體的（de）結合力以及鍍層的（de）覆（fù）蓋率、致密度（dù）進行全麵的監測。

2導致起（qǐ）泡缺陷（xiàn）的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）一（yī）般使用（yòng）含鋁（lǚ）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括鋅、鋁（lǚ）、鎂、銅、鉛（qiān）、鐵、鎘、錫等8項。其中（zhōng）鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質（zhì）量的影響最為顯（xiǎn）著。在（zài）對鋅合金壓鑄件出現（xiàn）起泡問題的研究分析（xī）表明：壓鑄鋅（xīn）合金的鉛、鎘（gé）含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問（wèn）題（tí）較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡（pào）問題顯著增加（jiā）。其主要原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶（jīng）間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引（yǐn）起起泡問題（tí）。

在鋅合金（jīn）壓鑄過程中會不斷產生（shēng）壓鑄澆道凝料以及其他廢（fèi）料，用來壓鑄的鋅合（hé）金液都是由新料與回收料混合熔煉而成。文獻中研究了（le）回收料摻入比率及精煉對壓鑄（zhù）鋅合金狀態的影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入（rù）會（huì）顯著地影響鋅合金的組織性能（néng），。

精煉（liàn）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）可以消除鋅合（hé）金中的雜質（zhì）；當全部是回收料時（shí），精煉雖然可（kě）以明顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量高對鋅合（hé）金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能都不利，引起電鍍後起泡的概（gài）率也會大大增加。

鋅合金原料中的雜質含量、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。因此，鋅（xīn）合金壓鑄生產不（bú）僅要（yào）嚴把原料質（zhì）量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進（jìn）行質量監測。

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（yā）鑄模（mó）具的設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都有明顯的（de）影（yǐng）響。其中澆口（kǒu）和澆（jiāo）道是將鋅合金液引（yǐn）向（xiàng）型腔的過道，型腔則是（shì）成型壓鑄件的腔體和壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔分（fèn）布等對於壓鑄件的質量而已至關重要。合（hé）理的模具（jù）設計既要保證完整充型，也要保證充型過程（chéng）中盡量少出現（xiàn）卷氣等現（xiàn）象。梯形澆道所產生的氣孔（kǒng）量要多於橢（tuǒ）圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆道（dào）。壓鑄鋅合金件（jiàn）的多孔組織對其機（jī）械性能和電鍍（dù）質量都十分不利。

在壓（yā）鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影（yǐng）響主要表現在（zài）氣孔、冷（lěng）隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的（de）研究（jiū）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（hé）170°C時的組織更為致（zhì）密。

鋅合（hé）金壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和（hé）裂紋等缺陷（xiàn）都會給後續的清理和電鍍帶來困難，保證壓鑄（zhù）件質量才能（néng）為電鍍提供優質（zhì）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（guǒ）斷報廢（fèi），否則（zé）將給後續加工帶來更大的損失。

2.3電（diàn）鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進行（háng）多道前處（chù）理工序，主要（yào）包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕（shí）活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下（xià）組織疏鬆多（duō）孔，如果打磨露出疏鬆多孔（kǒng）組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏塗抹不均勻所引起的拋（pāo）光過程中局部過（guò）熱而產生的麻點，以及拋光（guāng）膏未清理幹（gàn）淨，也都會導致（zhì）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（shí）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，不宜時間過長，侵蝕後（hòu）的鋅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（de）裝（zhuāng）飾性（xìng）和（hé）耐腐蝕性，在壓鑄完成後要進行相應的電（diàn）鍍處理，一般包（bāo）括鍍（dù）銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍過程中一般要氰化物（wù）預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至關重（chóng）要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，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。然而高的氰化鈉（nà）濃度會抑製鍍層的沉（chén）積（jī），因此氰（qíng）化鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較（jiào）厚的（de）鍍層才能達到密封的要求。研究（jiū）表明鋅（xīn）合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍（dù）液近中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體（tǐ）溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度（dù）不能過高（gāo），否則會使電流密度大的部位上（shàng）出現疏鬆、燒焦。

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

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過（guò）程中，鍍層的結合力、覆蓋率和致密程（chéng）度對鍍後起（qǐ）泡的影（yǐng）響至關重要，同時電鍍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；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳（niè）層存在孔缺陷；

(3)鋅（xīn）基體和鍍鎳層（céng）無缺陷，但（dàn）鍍銅層存（cún）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)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺（quē）陷（xiàn）；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無缺（quē）陷；

(7)鋅基體和（hé）鍍銅層存在孔（kǒng）缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅（xīn）基（jī）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（zhǒng）情形中，底層（céng）或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部存在致密的密封層，在電鍍過程中這（zhè）樣的密封腔體會（huì）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結（jié）合力，同時（shí）腔體內產生一定的壓力（lì），經過一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）層內部或基體存在通向鍍層的最外（wài）表麵（miàn）通道，通道中會儲存電鍍液等雜（zá）質，當腐蝕發生時（shí），由於鋅合金基體與各鍍層（céng）間的腐蝕（shí）電位不同，會形成腐蝕原電池，同時（shí）腐蝕產物也（yě）可能會順著孔道擴散到表麵，形成腐蝕（shí）黴斑。

打（dǎ）底鍍層出現置換鍍與否以及鍍層的致（zhì）密覆蓋程度對鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件電鍍質量的（de）影響最為關鍵，需要特（tè）別關（guān）注。鍍前鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可以（yǐ）利用滲透染色的方法先用滲透（tòu）劑在表麵滲透，然後用顯色劑（jì）使缺陷顯露出來，從而達到檢（jiǎn）測的效果。

3結論及建議（yì）

基於以上（shàng）的綜述（shù）和分析，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液（yè）中存在有害雜質(主要是鉛（qiān）、鎘（gé）等)；(2)鋅（xīn）合金壓鑄（zhù）模具及工（gōng）藝引起了表麵缺陷(主要包（bāo）括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵（miàn）致密層或（huò）拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清（qīng）理不徹底或過酸蝕；(5)打底（dǐ）電鍍層出現置（zhì）換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表（biǎo）麵質（zhì）量、打底（dǐ）鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大（dà）隱患。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（de）控製（zhì），而且對鍍前、鍍後質量（liàng）都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金（jīn）壓鑄件進行（háng）滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵（miàn）的質量。