锌合金压铸件电镀层（céng）起（qǐ）泡成因与消除对策

相比于铜、铝等合金，锌合金拥有熔点较低（dī）、铸（zhù）造性能好、经济效益高等优势，在汽车工业、家（jiā）用电器、日用五金等（děng）行业得到广泛的应用。锌（xīn）合金压铸件按使用要求分为两类，一类是结构功能性压铸件，另一类是无特殊要求的零部件。由于锌合金活泼、易腐蚀，一般覆盖保护性镀层之后才能应（yīng）用。锌合金表（biǎo）面电镀时容易形成置换反应（yīng）层（céng），引起（qǐ）镀层界（jiè）面结合力不（bú）良，工件（jiàn）也（yě）会因其表面致密性不好而含电镀液。这（zhè）些潜在的问题一段时间后会以镀层起泡的形（xíng）式表现出来（lái），引起严重的质量问题，明确锌合金压铸件（jiàn）电镀后起泡原因并制定消除对策十分重要。

本文（wén）从生产（chǎn）原料及其精炼、压铸工艺，镀前处理和电镀过（guò）程等角度，分析了导致锌合金压铸件电镀后（hòu）起泡的原因，并提出了对策。

1锌合金压铸件生产

多层镀层包（bāo）裹的状态，其电镀加工是一个环（huán）环相扣的过程，每一道（dào）工序得到的表面状态都具有传递性。

在（zài）生产（chǎn）中压铸（zhù）锌合金原料成分、锌合金和回收料比（bǐ）例不合理（lǐ）以（yǐ）及（jí）精炼效果差，压铸模具设计及压铸工艺参数不合理，镀前处（chù）理质（zhì）量差及后续各电镀工艺不合理都可能导致起泡。因此，起泡问题的排查需要在生产流程（chéng）上（shàng）多点进行监测，特别是锌合金压铸件镀（dù）前表面状态的检测，同时也要对初始镀层与基体的结合力以及（jí）镀层的覆（fù）盖率、致密度进行全面的监（jiān）测。

2导致起泡缺（quē）陷的原因

2.1原料及精炼的影响

锌合金压铸件一般（bān）使用含铝量为3%-4%的（de）锌铝合金，按（àn）照压铸锌合金标准，需要检测的（de）化学成分包括锌、铝、镁、铜、铅、铁、镉、锡等8项。其中铅、镉杂（zá）质的含量对（duì）锌（xīn）合金压铸件质量的影响最为显著。在对锌合金压铸件出现起泡问题的研（yán）究分析表明：压铸锌合金的（de）铅、镉含量较低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)时起泡问题较（jiào）少，较高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)时产品出现的起泡问题显著增加。其主要原因是锌合金压铸件中的铅、镉、锡等杂质会在晶（jīng）界处聚集而导致晶（jīng）间腐蚀，晶间腐蚀处会膨（péng）胀而顶起镀层，引起起泡（pào）问题。

在锌合金（jīn）压铸过程中会不断产生压铸（zhù）浇道凝料以及其他废料，用来压铸的锌合金液都是由新料与回收料混合熔炼（liàn）而成。文献中研（yán）究了回收料掺入比率及精炼对压铸锌合金状态的影响。在锌合金的（de）熔炼过程中（zhōng），回收（shōu）料的掺入会显著地影响锌合金的组织性能，。

精炼前后组织对比说（shuō）明：当掺入50%回收料时，氯化氨精炼后基本可以消除锌（xīn）合（hé）金中的杂质（zhì）；当全部是回（huí）收料时，精炼虽然可以明显地改善锌合金的组（zǔ）织，但精炼后依然还存在40%杂质。压铸锌（xīn）合金中杂质含量高对锌合（hé）金液的压铸成型能力及锌合金的（de）力（lì）学性（xìng）能都不利，引起（qǐ）电镀后起泡（pào）的概率也会大大增加。

锌合金（jīn）原料中的杂（zá）质含量、熔炼回收料的掺入（rù）比率及（jí）精炼对压铸产品质量都有（yǒu）较大（dà）影响，这（zhè）种影响会依次传递，最终影（yǐng）响到锌合金件电镀后的质量。因此，锌合金压铸生（shēng）产不仅要严把原料质量关，而且要对压铸前锌合金液进行质量监测。

2.2压铸模具（jù）的影响

压铸是锌合金件制作的关键步骤，压（yā）铸模具的设计和压铸参数的设置（zhì）对压铸件质量都有明显的影响。其（qí）中浇口和浇（jiāo）道是将锌合金液引向型腔（qiāng）的过道，型（xíng）腔则（zé）是成型压铸件的腔体和压铸件直接接触，浇口和浇道（dào）的设计、型腔分（fèn）布等对于压铸件的（de）质量而已（yǐ）至关重要。合理的模具（jù）设计（jì）既要保证完整充型，也要（yào）保证（zhèng）充型过程中尽量少出现卷气等现象。梯形浇道所产（chǎn）生的气孔量要多于椭圆形浇口，设计椭圆形浇道在压铸质量上优要于梯形浇道。压铸锌合（hé）金件的（de）多孔组织对（duì）其机械性（xìng）能和电镀（dù）质量（liàng）都十分不利（lì）。

在压铸过程中，压（yā）铸的压力、温度以及模具的（de）温度等对锌合金（jīn）压铸（zhù）件质量的影响主要表现在气孔、冷（lěng）隔等（děng）压铸缺（quē）陷方（fāng）面。针对模（mó）具温度的研（yán）究表（biǎo）明，当模温在160°C时，压（yā）铸后的组织（zhī）有明显的孔洞，而模温为165°C和170°C时（shí）的组织更为致密。

锌合金压铸过程中产生的气泡、冷隔（gé）和裂（liè）纹等缺（quē）陷都会给后续的清理和电镀带来困（kùn）难（nán），保证压铸件（jiàn）质量才能为电镀提供优质的基体材料。要对压铸件（jiàn）进行严格的质量检测，不能达标则果断报废，否则将给后续加工带来更大的损失（shī）。

2.3电镀前处理的影（yǐng）响

锌合金压铸件在电镀前（qián）还要进行多道前处理（lǐ）工序，主要包括打磨、抛光、除蜡、除油、酸蚀活化等。

锌合金压铸件表面只有0.05-0.10mm的（de）表面致密层。致密层下组织疏松多孔，如果打磨（mó）露出疏松多孔组织，后续电镀将出现漏镀、孔洞、积液等问题。另外，抛光膏涂抹不均匀所引起的抛光过程中（zhōng）局部过（guò）热而产生的麻点（diǎn），以及抛光膏未清理干净，也都会导致电镀后起泡。除蜡、除油需要将（jiāng）表面的蜡及油脂清除干净，这样才能保证（zhèng）电镀时基体（tǐ）有清洁活化的表面。酸（suān）蚀活化，一（yī）般（bān）用弱酸短时间（jiān）侵蚀，不宜时间过长，侵蚀后的锌合金表面更利于电镀。

2.4电镀过程（chéng）的影响

锌合（hé）金压铸件为了获得良好的装饰（shì）性和耐腐蚀性，在压铸完成后要进行相应的电镀处（chù）理，一般（bān）包括镀铜（tóng）层、镀镍层和镀铬（gè）层。

锌合（hé）金压铸件（jiàn）电镀过程中一般要氰化物预镀铜，抑制预镀铜中置（zhì）换镀铜的出现至关重要。研究表明：在氰化镀铜中，当氰化钠含量低（dī）时，试样的电位较正，表面很快形成暗红色置换（huàn）铜而对镀层结合力不利；氰化钠含量较高（gāo）时电位较负，试样表面未见有置换铜生成。然而高的氰（qíng）化（huà）钠浓度会（huì）抑制镀层的沉积，因此氰化钠的浓（nóng）度要（yào）控制适度。锌合金压铸件电镀镍的（de）过程中，一般由于镍孔隙率较高，需要较厚的镀层（céng）才能达到密封的要（yào）求。研（yán）究表明锌合金压铸件中性电镀镍技术，其镀液近中性，对工件的腐蚀少，镀液中的柠檬酸钠会掩蔽基体（tǐ）溶出（chū）的（de）Zn2+。锌合金压铸件电镀铬液中Zn2+的（de）浓度不能过高，否则会（huì）使电流密度大的（de）部（bù）位上出现疏松（sōng）、烧焦。

锌合金压铸（zhù）件（jiàn）电镀后起泡现象如图8所示，一般镀件表面没有明显破坏，而是整个镀层呈现隆起。这说明起泡问题是（shì）由底层（céng）或内层电镀引起的，特（tè）别是打底镀层的结合力和覆盖率。

在锌合金压铸件多层电镀过（guò）程中，镀层的结合力、覆盖率和致密（mì）程度对（duì）镀后起泡的影响至关重要，同时电镀（dù）过程中的过度析氢也会对起泡问题（tí）有一定贡献。

(1)锌基（jī）体、镀铜层（céng）、镀镍层均无孔缺陷；

(2)锌基体和镀铜层无缺陷，但镀镍层存在孔缺陷；

(3)锌基（jī）体和镀镍层无缺陷，但镀铜层（céng）存在孔缺陷；

(4)锌基体无缺陷，但镀铜（tóng）层（céng）和镀（dù）镍层存在（zài）孔缺陷；

(5)锌基体存在孔缺陷，但镀铜层和镀镍层无缺陷；

(6)锌基体和镀镍层存在（zài）孔缺陷，但镀铜层无缺陷；

(7)锌基体和镀铜层存在孔缺陷，但镀镍层无缺陷；

(8)锌基（jī）体、镀铜层和镀镍层均存在孔缺陷。

锌合金压铸件多层电镀中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四种情形（xíng）中，底层或（huò）基体有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外（wài）部存在致密的密封层，在电镀过程中这样的密封腔（qiāng）体会储存一定的电镀液，经过一（yī）系列的（de）反应就会影响到界面（miàn）的结合力，同时腔体内产生（shēng）一定的压力，经过一段时间就会导致起泡问题。而在（zài）(2)、(4)、(6)、(8)四种（zhǒng）情况下，镀层（céng）内部（bù）或基体存在通向镀层的最外表面通（tōng）道（dào），通道中会储存电（diàn）镀（dù）液等杂质，当腐（fǔ）蚀（shí）发生（shēng）时，由于锌合金（jīn）基体与各镀层间（jiān）的腐蚀电位不同，会形成腐蚀原电池（chí），同时（shí）腐（fǔ）蚀产物也可能会顺着孔道（dào）扩散到表面，形成腐（fǔ）蚀霉斑（bān）。

打底镀层（céng）出现置换镀与（yǔ）否以及镀层的致（zhì）密覆盖程度对锌合金压铸件电镀质量的（de）影响最为关（guān）键，需要特别关注。镀前锌合金压铸（zhù）件的缺陷难以用肉眼（yǎn）直接观察，可以利（lì）用渗透染色的方法先用渗透剂在表面渗透，然后用显色剂使缺陷显露出来，从而达到检测的效果（guǒ）。

3结论及建（jiàn）议（yì）

基于以（yǐ）上的综述（shù）和分析，总结引起锌合金压铸件（jiàn）电镀后起泡问题的原因有：(1)压（yā）铸锌合金液中存在有害杂质(主要是铅、镉等)；(2)锌合金压铸模具及工艺引起了表面缺陷(主要（yào）包括气泡、冷隔等)；(3)打磨时破坏了压（yā）铸件表面致密层或抛（pāo）光过热而出现表面惰性区域；(4)除蜡、除油等清理不彻底（dǐ）或过酸蚀；(5)打底（dǐ）电镀层出现置换；(6)多层电镀孔隙中含（hán）有镀液。其中，镀前表面质量、打底镀层置换镀及覆盖率是（shì）起泡问题的最大隐（yǐn）患。锌合金压铸件电镀起泡问题的防治最为重（chóng）要的是对初始镀层（céng）质量的控制（zhì），而且对镀前、镀后质量都要严格把关。可在电镀前对锌（xīn）合金压铸件进行渗透显色检测，以保证镀前基体表面的质量。