​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消（xiāo）除對策

相比於銅、鋁等（děng）合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄（zhù）造性（xìng）能好、經濟效益（yì）高等優勢，在汽車工（gōng）業、家用電器、日用五金（jīn）等行業得到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功（gōng）能性壓鑄件，另一類是無特殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋（gài）保護性鍍層之後（hòu）才能應用。鋅合金表麵（miàn）電鍍（dù）時容易形成（chéng）置換（huàn）反應層（céng），引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因其表麵致密（mì）性（xìng）不好而含電鍍液。這些潛在的問題一段時（shí）間後會以鍍層起泡的形式表現出（chū）來，引起嚴（yán）重的質（zhì）量問題，明確鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對策（cè）十分重要。

本文從生產原料及（jí）其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角（jiǎo）度，分（fèn）析（xī）了導致鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍後起（qǐ）泡的原因，並提出了對策。

1鋅合金壓鑄（zhù）件生產

多層鍍層包裹的狀（zhuàng）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（xìng）。

在（zài）生（shēng）產中壓鑄鋅合（hé）金原料成分、鋅合金和（hé）回（huí）收料比例不合理以及精煉效果差，壓鑄模具設計及壓鑄工藝參數不合（hé）理，鍍前處理質量差及後續各電鍍工藝不合理都可（kě）能（néng）導致起泡。因（yīn）此，起泡問題的排查需要在生產流程（chéng）上多點進行監測，特別是鋅合（hé）金壓鑄件鍍前表（biǎo）麵狀態的檢測，同時也要對初始（shǐ）鍍層與基體的結合力以（yǐ）及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉（liàn）的影響

鋅合金（jīn）壓鑄件一（yī）般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁合（hé）金，按照壓鑄（zhù）鋅合金標準，需（xū）要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅（tóng）、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅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明：壓鑄鋅合金（jīn）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%)時產品出現的起（qǐ）泡問題顯著增加。其主要原因是鋅合金壓（yā）鑄件中的鉛、鎘、錫（xī）等雜質會在晶界處聚集而導致晶間（jiān）腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起（qǐ）泡問題。

在鋅合金（jīn）壓（yā）鑄（zhù）過（guò）程中會（huì）不斷產生壓鑄澆道凝料以及其他廢料，用來壓鑄的鋅合金（jīn）液都是由新（xīn）料與回收料混合熔煉而成。文獻中研究（jiū）了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合（hé）金狀態的影響。在鋅合（hé）金的熔煉過程中，回收料（liào）的摻（chān）入會顯（xiǎn）著地影響鋅合金（jīn）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（chú）鋅合金中的雜質；當全部是回收料時（shí），精煉（liàn）雖然可以明顯地改善鋅合金的組織，但精（jīng）煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜（zá）質（zhì）含量高對鋅合金液的壓鑄（zhù）成型能力及鋅合金的力學性能都不利，引起（qǐ）電鍍後起（qǐ）泡（pào）的（de）概率也會大大增加。

鋅合金原料中的雜質含量、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響，這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質（zhì）量。因此，鋅合（hé）金壓（yā）鑄生產不（bú）僅要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液（yè）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，壓鑄模具的設計（jì）和壓鑄（zhù）參數的設置對壓鑄件質量都有明顯的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金（jīn）液引向型腔的（de）過道，型腔則（zé）是成型（xíng）壓鑄件的腔體和壓鑄件直接接觸，澆口和澆（jiāo）道的設計、型腔分布等（děng）對於壓鑄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，也要保證充型過程中盡量少（shǎo）出（chū）現卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣孔量要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在（zài）壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對其機械性能和電鍍質量都（dōu）十分不利。

在壓鑄過程中，壓（yā）鑄（zhù）的壓力、溫度以及（jí）模具的溫度（dù）等對（duì）鋅合金壓鑄件質量的影（yǐng）響（xiǎng）主要表現在氣（qì）孔、冷隔等（děng）壓（yā）鑄缺陷方麵。針對模（mó）具溫度的研究表明（míng），當模溫在（zài）160°C時，壓鑄後的（de）組織有明顯的孔洞，而模溫為165°C和170°C時的組織（zhī）更為致密。

鋅合金壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和（hé）裂紋等缺陷都會給後續的清理和電鍍帶來困難（nán），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）件進行嚴格的（de）質（zhì）量檢測，不能達標則果斷報廢，否則（zé）將（jiāng）給後續（xù）加（jiā）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多道前處理（lǐ）工序，主要包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化（huà）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，拋光膏塗抹不均勻所引起的拋光過程中（zhōng）局部過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理幹（gàn）淨（jìng），也都會導致電鍍後起（qǐ）泡。除（chú）蠟、除油需要將表麵的蠟及油（yóu）脂清除（chú）幹淨，這樣才能保證電鍍時基（jī）體有清潔（jié）活化的表麵。酸蝕（shí）活化，一般用弱酸短（duǎn）時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合（hé）金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響（xiǎng）

鋅合（hé）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（yào）進行相應的電鍍處（chù）理，一般包（bāo）括（kuò）鍍銅層、鍍鎳層和（hé）鍍（dù）鉻（gè）層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預鍍銅，抑製預（yù）鍍銅中置換（huàn）鍍銅的出現至關（guān）重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位較正，表麵很快形成暗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，試樣表麵（miàn）未（wèi）見有置換銅生成。然（rán）而高的氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉積（jī），因（yīn）此氰化鈉的濃度要控製（zhì）適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過（guò）程中，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。研究表明鋅合金壓（yā）鑄件中性（xìng）電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工件的腐蝕少（shǎo），鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃（nóng）度不能過高，否則會使電流密度大的部位上出（chū）現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵（miàn）沒有明（míng）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電鍍引起的，特（tè）別是打底（dǐ）鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄件多（duō）層電鍍過程中，鍍層的（de）結合力、覆蓋率和（hé）致（zhì）密程度對鍍（dù）後起泡的影響至關重要，同時電鍍過程中的過度析氫也會對起泡問題有（yǒu）一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層（céng）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（cún）在孔缺陷；

(5)鋅基體（tǐ）存在孔缺（quē）陷，但鍍銅層和鍍（dù）鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔（kǒng）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（wú）缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅（xīn）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（jī）體（tǐ）有孔洞等缺陷（xiàn），而孔洞缺（quē）陷的外（wài）部存在致密的密封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲（chǔ）存一定的電鍍液，經過一係列的反（fǎn）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（qǐ）泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種（zhǒng）情況（kuàng）下，鍍層（céng）內（nèi）部或基體存在通（tōng）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鍍（dù）層間的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產（chǎn）物也可能會順著孔道擴（kuò）散到表麵，形成（chéng）腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置換鍍與否（fǒu）以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅（xīn）合金壓鑄（zhù）件電鍍質量的影響最為關鍵，需要特別關注。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）用滲透染色的方（fāng）法先用滲透劑（jì）在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露出來，從而達到檢測的效果（guǒ）。

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（diàn）鍍後起泡問（wèn）題的原因有：(1)壓鑄（zhù）鋅（xīn）合金液中存（cún）在有害雜（zá）質(主（zhǔ）要是（shì）鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄（zhù）模具及（jí）工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡（pào）、冷隔等)；(3)打磨時（shí）破壞了壓（yā）鑄件表麵致密層或拋光過熱而出現表麵惰性（xìng）區域；(4)除蠟、除油等清（qīng）理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換（huàn）；(6)多層電（diàn）鍍孔隙（xì）中含有鍍液。其（qí）中，鍍前（qián）表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是（shì）起泡問題（tí）的最大隱患（huàn）。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問題的防治最為（wéi）重要的是對初始鍍層（céng）質量的（de）控製，而且對鍍前（qián）、鍍後質量（liàng）都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅（xīn）合金壓鑄件進行（háng）滲（shèn）透顯（xiǎn）色檢測，以保（bǎo）證鍍（dù）前基體（tǐ）表（biǎo）麵的質量。