鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因（yīn）與消除對策

相比於銅（tóng）、鋁（lǚ）等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高（gāo）等優勢，在汽（qì）車工（gōng）業、家用電器、日用五金等（děng）行業得到（dào）廣（guǎng）泛的應（yīng）用。鋅合金壓鑄（zhù）件按使用要求分為兩類（lèi），一類是（shì）結（jié）構（gòu）功能性（xìng）壓鑄件，另一類是無特殊要求的零部件。由於（yú）鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅合金（jīn）表麵電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合力（lì）不良，工件也會因其表麵致密性（xìng）不好而含（hán）電鍍液。這些潛在的（de）問題一段（duàn）時間後會以鍍（dù）層起泡的形式表現出來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對策十分重要。

本文（wén）從生產原（yuán）料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分析了導致鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡的原因，並（bìng）提出了對策。

1鋅合金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的（de）狀態，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具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合金原料成（chéng）分、鋅合金和（hé）回收料比例不合理以（yǐ）及精煉效果差（chà），壓鑄模具設計及壓鑄工藝參（cān）數不合理，鍍前處理質量差及後續（xù）各電鍍工藝不（bú）合理都可能導（dǎo）致起泡。因此，起泡問題的排查需（xū）要在生產流程上多點進行監測，特別是鋅（xīn）合金壓（yā）鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對初（chū）始鍍層與基體（tǐ）的結（jié）合力以及鍍層的覆蓋率、致（zhì）密度進行全麵的監測。

2導致（zhì）起泡缺陷的（de）原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁（lǚ）量（liàng）為3%-4%的（de）鋅鋁合（hé）金，按照（zhào）壓（yā）鑄鋅合金標準，需要檢測（cè）的化學成分（fèn）包括鋅、鋁、鎂、銅（tóng）、鉛（qiān）、鐵、鎘、錫等（děng）8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅（xīn）合金壓鑄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析表（biǎo）明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘（gé）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%)時產品出現的起泡問題顯著增加（jiā）。其主要原（yuán）因是鋅合金壓鑄件中（zhōng）的鉛、鎘、錫等雜（zá）質會在晶界處聚集而導（dǎo）致晶間腐蝕，晶間腐（fǔ）蝕處會膨脹（zhàng）而頂起鍍層，引起起泡問題。

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

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（hé）金中的（de）雜質（zhì）；當全部是回收料時，精煉雖然可以明顯地改（gǎi）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）雜質含量高對鋅合金液的（de）壓鑄成型能力及鋅合金的（de）力學性能都（dōu）不利，引起電鍍後起泡的概（gài）率也會大大增（zēng）加。

鋅合金原料中的雜質含量、熔煉回收（shōu）料的摻入比率及精煉對壓鑄產品質量都有較（jiào）大影響，這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電（diàn）鍍後（hòu）的質量。因此，鋅合金壓鑄（zhù）生產不僅要（yào）嚴把原料質量（liàng）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

壓（yā）鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄（zhù）模具的設計和壓鑄（zhù）參數的設置對壓鑄件質（zhì）量都有明顯的（de）影響。其中澆口和澆道（dào）是將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄件的腔體和壓（yā）鑄件直接接（jiē）觸，澆口和澆道的設計、型（xíng）腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關重要。合理的模具設計既（jì）要保證（zhèng）完整充型，也要（yào）保證（zhèng）充型過程中盡量少出現卷氣等（děng）現象。梯形（xíng）澆道所產生的氣孔（kǒng）量要多於橢圓形澆（jiāo）口，設計橢圓形澆道在壓鑄（zhù）質量上優（yōu）要於梯形澆道。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（bú）利。

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

鋅合金壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都會給（gěi）後續的清理和電鍍（dù）帶來困難，保證壓鑄件質量才（cái）能為電鍍提供優質的基體材料。要（yào）對壓鑄（zhù）件（jiàn）進行嚴格的質量檢測，不能達標則果斷報廢，否則將給後續加工帶（dài）來更（gèng）大的損失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金（jīn）壓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。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出（chū）疏鬆多孔組織，後續（xù）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光過程中局（jú）部過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清（qīng）理幹（gàn）淨，也都會導致電鍍後起泡。除（chú）蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清除幹淨，這（zhè）樣才（cái）能保證電（diàn）鍍時基體有清潔活化的表麵。酸（suān）蝕活化，一（yī）般用弱酸短時（shí）間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的（de）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（xìng）和耐腐蝕性，在壓鑄完成後要進行相應的電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻（gè）層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物（wù）預鍍銅，抑製預鍍（dù）銅中置（zhì）換鍍銅的出現（xiàn）至關重要。研（yán）究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時（shí），試樣的電位較正，表麵很快形成暗紅色置換銅（tóng）而對鍍層結合力不利（lì）；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未（wèi）見有置換銅生成。然而高的氰化（huà）鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因此氰（qíng）化鈉的濃度要控製適（shì）度（dù）。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程（chéng）中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要求。研究表明（míng）鋅合金壓鑄件（jiàn）中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工件的腐（fǔ）蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出（chū）的Zn2+。鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍鉻液中Zn2+的濃（nóng）度不能過高，否則會（huì）使電流密度大的部（bù）位上出現疏鬆（sōng）、燒焦。

鋅合（hé）金壓鑄件（jiàn）電鍍後（hòu）起泡（pào）現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒（méi）有明顯破（pò）壞，而是整個鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層或內層（céng）電鍍引起的（de），特別（bié）是打底鍍層的（de）結合力（lì）和覆蓋（gài）率（lǜ）。

在鋅合金壓鑄件（jiàn）多層電鍍過程（chéng）中，鍍層的結合力、覆蓋（gài）率和致密程度對鍍後起泡的影響至關重要，同時電鍍過程中的過度析（xī）氫也會對起泡問（wèn）題有一定貢獻（xiàn）。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍（dù）鎳（niè）層均無孔缺陷；

(2)鋅（xīn）基體和鍍銅層（céng）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（tóng）層存（cún）在孔缺（quē）陷；

(4)鋅（xīn）基體無（wú）缺陷（xiàn），但鍍銅層和鍍鎳（niè）層存在孔缺陷；

(5)鋅基（jī）體存在孔（kǒng）缺陷，但（dàn）鍍銅（tóng）層和鍍鎳層無缺陷（xiàn）；

(6)鋅基體和（hé）鍍鎳層存在孔缺陷，但（dàn）鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺（quē）陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部存在（zài）致密的密封層，在電鍍過程中這（zhè）樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一（yī）係（xì）列（liè）的反應就會影響到界（jiè）麵的結合力，同時（shí）腔體內（nèi）產（chǎn）生一定的壓力，經過（guò）一段時間就會導致起（qǐ）泡問（wèn）題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四（sì）種情況下，鍍（dù）層（céng）內（nèi）部或基體存在通向鍍層的最外表麵通道，通道中（zhōng）會儲存電鍍液等雜（zá）質，當腐蝕發生時，由於鋅合金基體（tǐ）與各（gè）鍍層間的（de）腐蝕電位不同，會形成腐（fǔ）蝕原電池，同時腐蝕產物也可能會順著孔道擴散到（dào）表麵，形成腐蝕黴（méi）斑。

打底鍍層出現置換鍍與否以及鍍層的致密（mì）覆蓋程度對鋅（xīn）合金壓鑄（zhù）件電鍍質量的影響最為（wéi）關鍵，需要特別關注。鍍前鋅（xīn）合金壓鑄（zhù）件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可以利用（yòng）滲透染色的方（fāng）法先用（yòng）滲透劑（jì）在表（biǎo）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（jié）論及建議

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中（zhōng）存（cún）在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具（jù）及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣（qì）泡、冷隔等)；(3)打磨（mó）時破壞了壓鑄件表麵致密層或拋光過熱而出現表麵惰性（xìng）區（qū）域；(4)除蠟、除油（yóu）等清理不徹底或過（guò）酸蝕；(5)打（dǎ）底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中（zhōng）含有鍍液。其中，鍍前表麵（miàn）質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率（lǜ）是起泡問題（tí）的（de）最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問題的防（fáng）治最為重要的是對（duì）初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄件進行滲（shèn）透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。