​鋅合金壓鑄件電鍍層（céng）起泡成因與消除對策

相（xiàng）比於銅、鋁（lǚ）等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等（děng）優勢，在汽（qì）車工業、家（jiā）用電器、日用五金等行業得到廣泛的應用（yòng）。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類（lèi），一類是結構功能性壓鑄件，另一類是無特（tè）殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆（fù）蓋保護（hù）性鍍層之後才能應用。鋅合金表（biǎo）麵電（diàn）鍍時容易形成置（zhì）換（huàn）反應層（céng），引起鍍（dù）層界麵結合力不良（liáng），工件也會因其表麵致密性（xìng）不好而含電鍍液。這些潛在的問題一段時間後會以鍍層起泡的形式表現出來，引起（qǐ）嚴重的質量問題，明（míng）確鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍後（hòu）起泡原因並製（zhì）定消除對策（cè）十分重要。

本（běn）文從生產（chǎn）原料及（jí）其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理（lǐ）和（hé）電鍍過程等角度，分析了導致（zhì）鋅合金壓鑄件電鍍後（hòu）起泡的原因，並提出了對策。

1鋅（xīn）合金壓鑄件生（shēng）產

多層鍍層包（bāo）裹的狀態，其電鍍加工是一個環環相扣（kòu）的過程，每一道工（gōng）序得到的表麵狀態都具有傳遞性。

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（xiào）果差，壓鑄模（mó）具設計及壓鑄工藝參數不合理，鍍前處（chù）理質量差及後續各（gè）電鍍工藝不合理都可能（néng）導致起泡（pào）。因此，起泡問題的排查需要在生產流程上多點進行（háng）監測，特別是鋅合金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結合力以及鍍層的覆（fù）蓋率、致密度進（jìn）行全麵的監測。

2導致起（qǐ）泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一（yī）般使用含鋁量為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（fèn）包括鋅、鋁（lǚ）、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件（jiàn）質量的影響最為（wéi）顯著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的（de）研究分析表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時（shí）起泡問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其主要原（yuán）因是鋅合金壓鑄件（jiàn）中的鉛（qiān）、鎘、錫等雜質會在晶界（jiè）處聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕處會（huì）膨脹而頂起鍍（dù）層（céng），引起（qǐ）起泡問題。

在鋅合金壓鑄過程中會不斷產生壓鑄澆道凝料以及其他廢（fèi）料（liào），用來壓鑄的鋅合金（jīn）液都是由新料與回收料混（hún）合熔煉（liàn）而成。文（wén）獻中研究了（le）回（huí）收料摻入比率及精煉對壓（yā）鑄鋅合金狀態的影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著地影響鋅合金的組（zǔ）織性能，。

精煉前後組織對比說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基本可以消除鋅合金（jīn）中的雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可以（yǐ）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（zhōng）雜質含量高（gāo）對鋅（xīn）合金液的壓（yā）鑄成型能力及鋅合（hé）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（róng）煉回收料的摻入比率及精（jīng）煉對壓鑄產品質量都有（yǒu）較大影響，這（zhè）種影響會依次傳遞，最終影（yǐng）響到鋅合金件電鍍後的質量（liàng）。因此，鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）生（shēng）產不僅（jǐn）要嚴（yán）把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金（jīn）液進行質量監測。

2.2壓鑄模具（jù）的（de）影響

壓鑄是鋅（xīn）合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都有明顯的影響。其中澆（jiāo）口和澆道是將鋅合金液引向型腔（qiāng）的過（guò）道，型腔則是成型壓鑄件的腔體和壓鑄（zhù）件直接接觸（chù），澆口和澆道的設計、型（xíng）腔分布（bù）等（děng）對於壓鑄（zhù）件的質量而已至關重要。合理的模具（jù）設計既要保證完整充型，也要保（bǎo）證充型過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所產生的（de）氣孔量要多於橢圓形澆口，設計橢（tuǒ）圓形（xíng）澆道在壓（yā）鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對（duì）其機械性能和電鍍（dù）質量（liàng）都十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓（yā）力、溫度（dù）以及模具的溫度（dù）等對鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）質量的（de）影響主（zhǔ）要表現在氣孔（kǒng）、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針（zhēn）對模具溫度（dù）的研究（jiū）表明，當模溫在160°C時，壓（yā）鑄後的組織有明顯的孔洞，而模溫為165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅合金壓鑄過程中產生（shēng）的氣泡、冷隔和（hé）裂紋等缺陷都會給後續的清理和電鍍帶來（lái）困難，保證壓鑄件質量才能為電鍍提（tí）供優質的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢（jiǎn）測，不能達標則果斷報廢（fèi），否則將給（gěi）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（háng）多道（dào）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。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏塗抹（mò）不均勻所引起的拋光過程（chéng）中局部（bù）過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理幹淨，也都會導致電鍍後起泡。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基（jī）體有清（qīng）潔活化（huà）的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）為（wéi）了獲得良好的裝飾性和耐腐蝕性（xìng），在壓（yā）鑄完成後要進行相應的電鍍處（chù）理，一般（bān）包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍（dù）過程（chéng）中一般要氰化物預鍍銅，抑製預（yù）鍍（dù）銅中置（zhì）換鍍（dù）銅的出現至關重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含（hán）量低時，試樣的電位較（jiào）正，表麵很快形成暗紅色置換銅而（ér）對鍍層結合力不利；氰化（huà）鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未見有置換銅生（shēng）成。然而高的氰化（huà）鈉濃度會（huì）抑製鍍層的沉積，因此氰化鈉（nà）的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中，一般（bān）由於鎳孔隙率較（jiào）高，需要較厚的鍍層才能達到密封（fēng）的要求。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性（xìng），對工件的腐蝕少，鍍（dù）液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出（chū）的Zn2+。鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高，否則會使電流（liú）密度大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡（pào）現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明（míng）顯破壞，而是（shì）整（zhěng）個鍍層呈（chéng）現隆起（qǐ）。這說明起泡問題是由底層或內層電鍍引起（qǐ）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，鍍層的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡（pào）的影響至關重要，同時電鍍過程中（zhōng）的過度（dù）析氫也會對起泡問（wèn）題有一定貢獻。

(1)鋅基體（tǐ）、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體（tǐ）和鍍（dù）銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(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（wú）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陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍（dù）銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍（dù）銅層存（cún）在孔缺陷，但鍍（dù）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（céng）電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有孔洞等缺陷，而孔洞（dòng）缺（quē）陷的外部存在致密的密封層，在電鍍過程（chéng）中這樣的（de）密封腔體會儲存（cún）一定（dìng）的（de）電鍍液，經過一係列的反應就會影響到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段時間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四（sì）種情況下（xià），鍍層內部或（huò）基體存在通向鍍層的最外表麵通道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由（yóu）於鋅合金基體與各鍍層（céng）間的腐蝕電位不同，會形（xíng）成腐蝕原電池，同時腐蝕產物也可能會順著孔道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍（dù）層（céng）出現置換（huàn）鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件電鍍質量的影響最（zuì）為關鍵，需（xū）要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用肉眼（yǎn）直接觀察，可以利用滲透染色的（de）方法先用滲透劑在表麵（miàn）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（yì）

基於以上的綜述（shù）和分（fèn）析，總結引起鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡問題的原因有（yǒu）：(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（jù）及工藝引（yǐn）起了表麵缺陷(主要包（bāo）括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時（shí）破壞了壓鑄件表麵（miàn）致密（mì）層或拋光過熱而出現表麵（miàn）惰（duò）性區域；(4)除（chú）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（dù）孔隙中含有鍍（dù）液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡（pào）問題的最大隱患。鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍起泡問題的防治最為重要的是對初始鍍層質量的控製，而且對（duì）鍍前（qián）、鍍後質量（liàng）都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行（háng）滲透顯（xiǎn）色檢測，以（yǐ）保（bǎo）證鍍前基（jī）體表麵的質量（liàng）。