​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消（xiāo）除對策

相比於銅（tóng）、鋁等合金（jīn），鋅合金擁有熔點較（jiào）低、鑄造性能好、經（jīng）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（de）應用（yòng）。鋅合金壓（yā）鑄（zhù）件按使用要求分為兩類，一類是結構功（gōng）能（néng）性壓鑄件，另（lìng）一類是無特（tè）殊要求的零部件。由（yóu）於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層（céng）之後才能應用。鋅合金表麵電（diàn）鍍（dù）時容易（yì）形成置換反應層，引起鍍層界麵（miàn）結合力（lì）不良，工件也會因（yīn）其表麵致密性（xìng）不好而含電鍍（dù）液。這些潛在的問題一段時間後會以（yǐ）鍍（dù）層起泡的形式表現出（chū）來，引（yǐn）起嚴重的質量（liàng）問題，明確鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍後（hòu）起泡原因並製定消除對策（cè）十分重要。

本文從（cóng）生產原料及其（qí）精（jīng）煉、壓鑄工（gōng）藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分析了導致鋅（xīn）合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡的原因，並提出（chū）了（le）對（duì）策。

1鋅合金壓鑄件（jiàn）生產

多層鍍層包裹的狀態（tài），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都（dōu）具有傳遞性。

在生（shēng）產中壓鑄鋅合金原料（liào）成分、鋅（xīn）合金和回收料比例不（bú）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泡。因此，起（qǐ）泡問題（tí）的排查需要在生產流程上多點進行監測，特別是（shì）鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍層與基體的（de）結（jié）合力以及鍍層的覆蓋率、致密度進行（háng）全（quán）麵的（de）監測。

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量為3%-4%的（de）鋅鋁合金（jīn），按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛（qiān）、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛（qiān）、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質量的影響最為顯著。在（zài）對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分析表明：壓鑄鋅合金的（de）鉛、鎘含量較（jiào）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（chū）現的起泡問題顯著增加。其主要原因是（shì）鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜（zá）質會（huì）在晶界（jiè）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（wèn）題。

在（zài）鋅合金壓鑄過程中會不斷產生（shēng）壓（yā）鑄澆道凝（níng）料以及其他廢料，用來壓鑄的（de）鋅合金液都是由新料與回收料（liào）混合熔煉而成。文獻中研究了回收（shōu）料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態的影響。在（zài）鋅合金的熔（róng）煉過（guò）程中，回（huí）收料的摻入會（huì）顯著地影響鋅合金的組織性能，。

精煉前後組（zǔ）織對（duì）比說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基本可以（yǐ）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（liàn）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（yuán）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有較大影（yǐng）響，這種影（yǐng）響（xiǎng）會（huì）依次傳遞，最終影響到鋅（xīn）合（hé）金件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而且要對壓（yā）鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模具的影響（xiǎng）

壓（yā）鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和（hé）壓鑄參數（shù）的（de）設置對壓鑄件質量都有明顯的影響（xiǎng）。其中澆口（kǒu）和澆道是將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是成型（xíng）壓鑄件的腔體和壓鑄（zhù）件直接（jiē）接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量（liàng）而已至關重要（yào）。合理的模具設計既（jì）要保證完整充型，也要保證充型過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣（qì）孔（kǒng）量要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上優要於梯形（xíng）澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對（duì）其機械性能（néng）和電鍍質量都十分不（bú）利。

在壓（yā）鑄過程中，壓鑄的壓力、溫（wēn）度（dù）以及模具的溫度等對鋅（xīn）合（hé）金壓鑄（zhù）件質量的影響主（zhǔ）要表現在氣孔、冷隔等壓（yā）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（zǔ）織有明顯的孔（kǒng）洞，而模溫為（wéi）165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅合（hé）金壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔（gé）和裂紋等（děng）缺陷都會（huì）給（gěi）後續的清理（lǐ）和（hé）電鍍帶（dài）來困難，保證（zhèng）壓鑄件質量才能為電鍍提供優質的（de）基體材料。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢（jiǎn）測，不能達（dá）標則（zé）果斷報廢，否（fǒu）則將給後（hòu）續加工帶來更大的（de）損失。

2.3電（diàn）鍍前處理的影響

鋅合金壓（yā）鑄件在電鍍前還要進行多道前處理工序，主要包括打磨、拋光、除蠟、除油、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（céng）。致密層下組（zǔ）織疏鬆（sōng）多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍（dù）、孔洞、積液（yè）等問題。另外，拋（pāo）光膏塗抹不均勻所引起的拋光過程（chéng）中（zhōng）局部過熱而產生的麻點，以（yǐ）及拋（pāo）光膏未清（qīng）理幹淨，也都（dōu）會導致電鍍後（hòu）起（qǐ）泡（pào）。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（tǐ）有（yǒu）清潔活化的表麵。酸蝕活（huó）化，一般用弱酸短（duǎn）時間侵蝕，不宜時間過長，侵（qīn）蝕後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裝飾性和耐腐蝕性，在（zài）壓鑄完成後要進行相應的電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳（niè）層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍過程中一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要（yào）。研究表明：在氰化鍍銅（tóng）中，當氰化鈉含量（liàng）低時，試樣的電位較正，表麵（miàn）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（shí）電位較負，試樣表麵未見有置換銅生（shēng）成。然而高的氰化鈉濃度會抑製鍍（dù）層的沉積，因此（cǐ）氰化（huà）鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍鎳的過程中，一般由於鎳（niè）孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要求（qiú）。研究表（biǎo）明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，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（jīn）壓（yā）鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過（guò）高，否則會使電（diàn）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（xiàng）如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯（xiǎn）破壞，而（ér）是整個鍍（dù）層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層或內層電鍍引起的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中（zhōng），鍍層的結合力、覆（fù）蓋（gài）率和（hé）致密程度對鍍後起泡的影（yǐng）響至關重要，同（tóng）時電鍍過程中的過度析氫也會對起泡問題有一（yī）定貢獻。

(1)鋅基（jī）體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺（quē）陷（xiàn），但鍍鎳層存在（zài）孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳（niè）層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基體存（cún）在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無（wú）缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷，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（céng）均存在（zài）孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍（dù）中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有（yǒu）孔洞等缺（quē）陷（xiàn），而孔洞缺陷的外部存在（zài）致（zhì）密的密封層（céng），在（zài）電鍍過程中這樣（yàng）的密封腔體會儲存（cún）一定的（de）電（diàn）鍍液，經過一係列的反（fǎn）應（yīng）就會影響到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段時間就（jiù）會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況（kuàng）下，鍍層內部或基體存在通向鍍層的最外表（biǎo）麵通（tōng）道，通道中會（huì）儲（chǔ）存電鍍液等雜（zá）質，當腐蝕（shí）發生時，由於鋅合金基體與各（gè）鍍（dù）層間的腐蝕電位不（bú）同，會（huì）形成腐蝕原電（diàn）池，同（tóng）時腐蝕產物也可能會順著孔道擴散到表（biǎo）麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置換鍍與否以及（jí）鍍層的致密覆蓋程度對（duì）鋅合金壓鑄件電鍍（dù）質量的影響最為（wéi）關鍵，需（xū）要（yào）特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用肉眼直（zhí）接觀察，可以利（lì）用滲透（tòu）染色的方法先用滲透劑在表（biǎo）麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露出來（lái），從而（ér）達到（dào）檢測的效果。

3結論（lùn）及建議（yì）

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍（dù）後起泡問題的原（yuán）因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷（xiàn）(主要包（bāo）括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件（jiàn）表麵致密層或拋光過熱而出現表麵惰性區域（yù）；(4)除蠟、除油等清理不（bú）徹（chè）底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現（xiàn）置換；(6)多層電鍍孔（kǒng）隙中（zhōng）含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍（dù）層置換鍍及覆蓋（gài）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為重要（yào）的（de）是對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都要（yào）嚴格把關。可（kě）在（zài）電鍍前對鋅合金壓鑄件進（jìn）行滲透顯色檢（jiǎn）測，以保證鍍前基體表麵的質量。