​鋅合金壓鑄件電鍍（dù）層起泡成因與消除對策

相比於銅、鋁等合（hé）金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等優勢，在汽車（chē）工業、家用電（diàn）器（qì）、日（rì）用五金等行業得到廣泛（fàn）的應用。鋅合金壓（yā）鑄件（jiàn）按使用要求分為兩類，一類（lèi）是結構（gòu）功能性壓鑄件，另一（yī）類是無特殊要求（qiú）的（de）零部件。由（yóu）於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用（yòng）。鋅合金表麵電鍍時容（róng）易形成置（zhì）換反應層，引起鍍層界麵結（jié）合力不良，工件也會因其表麵致密（mì）性不好而（ér）含電鍍液。這（zhè）些潛（qián）在的問題一段時間後會以鍍層起泡的形式（shì）表現出來，引起嚴（yán）重（chóng）的質量問題，明確（què）鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對策十分重要。

本文從生產原料及（jí）其精煉、壓鑄工藝，鍍前（qián）處理和電鍍過程等角度，分析了導致鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡（pào）的（de）原因，並（bìng）提出了對策（cè）。

1鋅合金壓鑄件生產

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

在生產中壓鑄（zhù）鋅合金原料成分（fèn）、鋅合金（jīn）和回收料比例（lì）不合（hé）理以及精煉效果差，壓鑄模具設計及（jí）壓鑄工藝參數不合理（lǐ），鍍前處理質量差（chà）及（jí）後續各電（diàn）鍍（dù）工藝不合理都可能導（dǎo）致起泡（pào）。因此，起泡問題的（de）排（pái）查需要在生（shēng）產流程上多點進行監測，特別是（shì）鋅合金壓（yā）鑄件鍍（dù）前表麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍層與基體的結合力（lì）以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的監測（cè）。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合（hé）金壓鑄件一般使用含鋁量為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包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量（liàng）對鋅合金壓（yā）鑄件質量的影響最為顯著。在對鋅合金壓鑄（zhù）件出（chū）現起泡問題的（de）研究分析表明：壓（yā）鑄鋅合金的鉛、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（xiàn）的起泡問（wèn）題顯著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄件中（zhōng）的鉛、鎘（gé）、錫等（děng）雜質（zhì）會在晶界處聚集而（ér）導（dǎo）致（zhì）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）合金壓鑄過程中會不斷（duàn）產（chǎn）生壓鑄（zhù）澆道凝料以及其他廢料，用來壓鑄的（de）鋅合金液都是（shì）由新（xīn）料與回收（shōu）料混合熔（róng）煉而成。文獻中研究了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態的影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著地影響鋅合金（jīn）的組織性能，。

精煉（liàn）前後組織對比說明：當摻入50%回收（shōu）料時，氯化氨（ān）精煉後基本可（kě）以消除鋅合金中的（de）雜質；當全部是回收料（liào）時，精煉雖然可以明顯地（dì）改（gǎi）善鋅合（hé）金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質（zhì）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（lì），引起電鍍後起（qǐ）泡的概率也會大大增加。

鋅（xīn）合金原料中的雜質含量、熔煉回收料的摻入比率及精煉（liàn）對壓（yā）鑄產品質量都有較大影響，這（zhè）種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍（dù）後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前（qián）鋅合金液（yè）進行質量監測。

2.2壓鑄模具（jù）的影（yǐng）響

壓鑄是（shì）鋅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（duì）壓鑄件質量都（dōu）有明（míng）顯的影響。其中澆口和（hé）澆道是將鋅合金液引向型腔的（de）過道，型腔則是成型（xíng）壓鑄件的腔體和壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關重要。合理（lǐ）的模具設計既要保證完整充型（xíng），也要保證充型過程中盡量少出現卷氣等（děng）現象。梯形澆道所產生的氣孔量要多於橢圓形（xíng）澆口，設計橢圓形澆（jiāo）道（dào）在壓鑄質量上優要（yào）於梯形澆道。壓鑄鋅合（hé）金件的多孔組織對其機械性能和電鍍質量都十（shí）分不利。

在壓鑄過程中（zhōng），壓鑄的壓力、溫度以（yǐ）及模（mó）具的溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影響主（zhǔ）要表（biǎo）現在氣孔、冷（lěng）隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的（de）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的氣泡、冷（lěng）隔（gé）和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（liàng）才能為電鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄件（jiàn）進行嚴格的質量檢測，不（bú）能（néng）達標則（zé）果斷（duàn）報廢，否則將給後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合（hé）金壓鑄件在電鍍前還要進行多道前處理工序，主要包（bāo）括打磨（mó）、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（tú）抹不均勻所引起的拋光過程中局部過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理幹淨，也都會（huì）導致電鍍後起泡。除蠟（là）、除油需要將表（biǎo）麵的蠟及油脂清除幹淨，這（zhè）樣才能（néng）保證電鍍（dù）時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的（de）鋅合金表麵更（gèng）利於電鍍。

2.4電鍍過程（chéng）的影響

鋅（xīn）合金壓鑄件為了獲得良好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完成（chéng）後要進行相應的電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層（céng）。

鋅合金壓鑄件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（guān）重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含（hán）量低時，試樣的電位較正，表麵很快形成暗（àn）紅色置換銅而對鍍層結合力不利；氰化鈉含（hán）量較高時電位較負（fù），試樣表麵未見有置換銅（tóng）生成。然而高（gāo）的氰（qíng）化鈉濃度（dù）會抑製鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適（shì）度。鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍鎳的過程中，一般由於鎳（niè）孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密（mì）封（fēng）的要求。研究（jiū）表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技（jì）術（shù），其鍍液近中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸（suān）鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍鉻液（yè）中Zn2+的濃度不能過高，否則會使（shǐ）電流密度大（dà）的部（bù）位（wèi）上出現疏鬆、燒焦。

鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整個鍍層呈現隆起。這（zhè）說明起泡問題是由底層或內（nèi）層電鍍引（yǐn）起的，特別是打底鍍層的結（jié）合力和覆（fù）蓋率。

在鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件（jiàn）多層電鍍（dù）過程（chéng）中，鍍層的（de）結合力、覆蓋率（lǜ）和致密程度對鍍後起泡的影響至關重要，同（tóng）時電鍍過程中的（de）過度析（xī）氫也會（huì）對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍（dù）銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無（wú）缺陷，但鍍（dù）鎳層（céng）存在（zài）孔缺陷；

(3)鋅（xīn）基體和鍍鎳層無缺陷（xiàn），但鍍銅層存在孔缺陷（xiàn）；

(4)鋅（xīn）基體無缺陷，但鍍（dù）銅層和鍍鎳層存在（zài）孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層（céng）和鍍鎳層無缺陷；

(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孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅（tóng）層和（hé）鍍鎳層（céng）均存在孔（kǒng）缺陷。

鋅合金壓（yā）鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層（céng）或（huò）基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的（de）外（wài）部存在致密的（de）密封層（céng），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麵（miàn）的結合（hé）力，同時腔體內（nèi）產生一定的壓（yā）力（lì），經過一（yī）段時間就（jiù）會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部或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（dāng）腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各（gè）鍍（dù）層間（jiān）的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產物也可（kě）能會順著孔道擴散到表麵，形成腐（fǔ）蝕黴斑。

打底鍍層（céng）出現置換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為關（guān）鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的（de）缺陷難以用肉（ròu）眼直接觀察，可以利用滲透染色的方法先用滲透劑在表麵滲（shèn）透，然後用顯色劑使缺陷（xiàn）顯露出來，從（cóng）而達到檢測的效果。

3結論及建議

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的（de）原（yuán）因有：(1)壓鑄（zhù）鋅合金液中存在有害雜（zá）質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及（jí）工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷（lěng）隔（gé）等（děng）)；(3)打磨時破（pò）壞了壓鑄件表麵致密層或拋光（guāng）過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底（dǐ）或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電（diàn）鍍孔隙中含有鍍液。其（qí）中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換（huàn）鍍及覆蓋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（fáng）治最為重要的是對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍（dù）後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保（bǎo）證鍍前基體表（biǎo）麵的質量。