​鋅合金壓鑄件電鍍（dù）層起泡成因與消除對策

相比（bǐ）於銅（tóng）、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低（dī）、鑄造性能好（hǎo）、經濟效益高（gāo）等優（yōu）勢，在汽車工業、家用電器、日用五金等行業（yè）得到廣泛（fàn）的應用。鋅合金壓鑄件按使用要（yào）求分為兩類，一類是結構功能性壓鑄件（jiàn），另一類是無特殊要求的零部件（jiàn）。由於鋅合（hé）金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能（néng）應用。鋅合（hé）金表麵電（diàn）鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因其表麵致密性不好而含電鍍液。這些潛在的問題一段時間（jiān）後會以（yǐ）鍍層起泡的形式表現（xiàn）出來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後（hòu）起泡原（yuán）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（gōng）藝，鍍前處理和電鍍過程（chéng）等角度，分析了（le）導致鋅合金壓鑄件電鍍後起泡的原因（yīn），並（bìng）提出了對策。

1鋅合金壓鑄（zhù）件生（shēng）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，每一道工序（xù）得到的表麵狀態都具有傳遞性（xìng）。

在生產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金和回收料比（bǐ）例不合理以及精煉效果差，壓（yā）鑄模具設計及壓（yā）鑄工（gōng）藝參數不合理，鍍前處理（lǐ）質量差及後續各電鍍工藝不（bú）合理都可能導致起泡。因此，起（qǐ）泡問題的排（pái）查需要在生（shēng）產流程（chéng）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結（jié）合力以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全（quán）麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及（jí）精煉的影（yǐng）響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁（lǚ）量為（wéi）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（zhù）件質量的影響最為顯著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分（fèn）析表明：壓鑄鋅合（hé）金的鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起（qǐ）泡問題顯著增加。其（qí）主要原因是鋅合（hé）金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等（děng）雜質會（huì）在晶界處（chù）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（xīn）合金壓鑄過程中（zhōng）會不斷產生壓鑄澆道凝料以及其他廢料（liào），用（yòng）來壓鑄的鋅合金液都是由新料與回收料混合（hé）熔煉而成。文（wén）獻（xiàn）中研究了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅（xīn）合金狀態（tài）的影響（xiǎng）。在（zài）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（zhī）性能，。

精煉前後組織對比說（shuō）明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基本可以消除鋅合（hé）金中的雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可以（yǐ）明（míng）顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依（yī）然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量高對鋅合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率及精煉對壓鑄產品質量都（dōu）有較大（dà）影響，這（zhè）種影（yǐng）響會依次傳遞，最終影響到鋅合（hé）金件電鍍（dù）後（hòu）的質量。因此（cǐ），鋅合金壓（yā）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監測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合（hé）金件製作（zuò）的（de）關鍵步（bù）驟，壓鑄模具（jù）的設計和壓鑄參數（shù）的設置對壓鑄件質量都有明顯的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金液引向（xiàng）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，澆口和澆道的設計（jì）、型腔分布等對（duì）於（yú）壓鑄件的質量而已至關重要。合理的模具設計既（jì）要保證完整充（chōng）型，也要保（bǎo）證（zhèng）充型過程（chéng）中盡量少出現卷氣等現象。梯形（xíng）澆道所產生的氣孔（kǒng）量（liàng）要多於（yú）橢（tuǒ）圓形澆口，設計橢（tuǒ）圓形澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆（jiāo）道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對其機械性能和電鍍質量都十分不利。

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

鋅合金壓鑄過程中（zhōng）產生的（de）氣泡、冷隔（gé）和裂紋等缺陷都會給後續的清理和電（diàn）鍍帶來困難，保證壓鑄件（jiàn）質量才能為電鍍提供優質（zhì）的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格（gé）的質（zhì）量檢測，不能達標（biāo）則果斷報（bào）廢，否則將給後續加（jiā）工帶來更（gèng）大的損失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅（xīn）合金壓鑄件在電鍍前還要進行多道前處理工序，主（zhǔ）要包括打磨、拋（pāo）光（guāng）、除蠟、除油（yóu）、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。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆（sōng）多孔組織（zhī），後（hòu）續電鍍將出現（xiàn）漏（lòu）鍍（dù）、孔洞、積液等問題（tí）。另外，拋光膏塗抹不均勻（yún）所引起的拋光過程中局部過熱而產生的麻點，以及拋光膏（gāo）未清理幹淨，也都會導致（zhì）電鍍後起泡。除蠟、除油需要（yào）將表麵的蠟及（jí）油脂清除（chú）幹淨，這樣才能保證電（diàn）鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活（huó）化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間（jiān）過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影（yǐng）響

鋅合金壓鑄件為了獲得良好（hǎo）的裝飾性（xìng）和耐腐蝕性，在壓鑄完（wán）成後要進行相應的電鍍處理，一般包括（kuò）鍍（dù）銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程（chéng）中一般要（yào）氰（qíng）化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換（huàn）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（dī）時，試（shì）樣的電位較正，表麵很快形（xíng）成暗紅色置換銅而對鍍層結合力（lì）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（qíng）化鈉濃度會抑製鍍層的沉積（jī），因此（cǐ）氰化（huà）鈉的濃度要控製（zhì）適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中，一般由（yóu）於鎳孔隙率較高，需（xū）要較厚的（de）鍍層才能達到密封的要求。研究表明鋅合金（jīn）壓（yā）鑄件中性電（diàn）鍍鎳技術，其（qí）鍍（dù）液近（jìn）中性，對工件的（de）腐蝕（shí）少，鍍液中的（de）檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高，否則會使電流（liú）密度大的部（bù）位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡現象如圖8所（suǒ）示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整個（gè）鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層（céng）或內層電鍍引起的，特別（bié）是打底（dǐ）鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄件多（duō）層電鍍（dù）過程中，鍍層的結合力、覆蓋率和（hé）致密程度對鍍後起泡（pào）的影（yǐng）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、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷（xiàn），但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基（jī）體和鍍鎳層無缺陷，但（dàn）鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基（jī）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（niè）層無缺陷；

(6)鋅基體和（hé）鍍鎳層存在孔缺陷（xiàn），但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在（zài）孔缺陷，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（zhōng），底層或基體有孔（kǒng）洞等缺陷（xiàn），而孔洞缺陷的外部存（cún）在致密的密封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一係列的反應就會影響到界（jiè）麵的結合力，同時腔（qiāng）體內產生一定的（de）壓力，經過一段時（shí）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（tǐ）存在通向（xiàng）鍍層的最外表麵通道，通道（dào）中（zhōng）會儲存（cún）電鍍液等雜（zá）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，會形成腐（fǔ）蝕原電池，同時腐蝕產物也可能（néng）會順（shùn）著孔道（dào）擴散到（dào）表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置（zhì）換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程（chéng）度對鋅合金壓鑄件電鍍質量的影響最（zuì）為關鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺（quē）陷難以用肉眼直接（jiē）觀察，可以利用滲透染色的方法先用滲透劑在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露出來，從而達到檢測的效果。

3結論及建議

基（jī）於以上的綜（zōng）述和分析（xī），總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的（de）原因（yīn）有：(1)壓（yā）鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘（gé）等（děng）)；(2)鋅合金壓鑄（zhù）模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括（kuò）氣泡、冷隔等（děng）)；(3)打磨時破壞了（le）壓鑄件表麵致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（bú）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液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起（qǐ）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）為重（chóng）要的是對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都（dōu）要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進（jìn）行滲透顯色檢測，以保證鍍前基（jī）體表麵的質量。