​鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍（dù）層起泡成因與消除對策

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等優勢（shì），在汽車工業（yè）、家用電器、日用五金等行業（yè）得到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功能性壓鑄件，另一類（lèi）是無（wú）特殊要求的零部件。由於鋅（xīn）合（hé）金活潑、易腐蝕（shí），一般（bān）覆蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置（zhì）換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也（yě）會（huì）因其表麵致密性不好而含電鍍液。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，引起嚴重的質量問題，明確鋅合（hé）金壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡（pào）原因並製定消除對策十分重要。

本文從生產原料及其精煉、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鑄件電鍍後起泡的原因，並提（tí）出了（le）對策。

1鋅合金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的狀態，其（qí）電（diàn）鍍加工是一個（gè）環環相扣（kòu）的過程，每一道工序得到（dào）的表麵狀（zhuàng）態都具有傳遞性。

在（zài）生（shēng）產中（zhōng）壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金和回收料比（bǐ）例不（bú）合理以及精（jīng）煉效（xiào）果差，壓鑄模具設計及壓鑄工藝（yì）參數不合理，鍍（dù）前處（chù）理質量差及（jí）後續各電鍍（dù）工（gōng）藝不合理都可能導致起（qǐ）泡（pào）。因此，起泡問題的（de）排查需要在生產流程上多點進行監（jiān）測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前表麵（miàn）狀態的檢測，同（tóng）時也要對初始鍍層與基體的結合力以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵（miàn）的監測。

2導致起泡缺陷（xiàn）的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含（hán）鋁量為（wéi）3%-4%的鋅鋁合金，按照（zhào）壓鑄鋅（xīn）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（zhōng）鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質量（liàng）的影響最為顯著。在對（duì）鋅合金壓鑄件出現起泡（pào）問題的研究分析表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量（liàng）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。其主要原因是（shì）鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘（gé）、錫等雜質會（huì）在晶界（jiè）處聚集而導致晶間腐蝕（shí），晶間腐蝕（shí）處會膨脹而頂起鍍層（céng），引起起泡問題。

在鋅（xīn）合金壓鑄過程中會不斷產生壓鑄（zhù）澆（jiāo）道（dào）凝料以及其他廢（fèi）料，用來壓鑄（zhù）的鋅合金液都是由新料與回收料混合熔煉而成。文（wén）獻中研（yán）究了（le）回（huí）收料（liào）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（liào）的摻入會顯著地影響鋅合金的組織性能，。

精煉前後組織對比說明（míng）：當摻（chān）入50%回收料時，氯化氨精煉後（hòu）基本可以消除鋅合金中（zhōng）的雜質；當（dāng）全部是回收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合金的（de）組織，但精煉後（hòu）依（yī）然還（hái）存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含（hán）量高對鋅合金液的壓鑄成型能力（lì）及（jí）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（dà）增加。

鋅合金原（yuán）料中的雜質含量、熔煉回收料的（de）摻入（rù）比率及精煉對壓鑄產品質量都有較大影響，這種影（yǐng）響會依次（cì）傳遞，最終影（yǐng）響（xiǎng）到鋅合金件電（diàn）鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產（chǎn）不僅要（yào）嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液（yè）進行質量監（jiān）測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合（hé）金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄（zhù）參數的設置對（duì）壓鑄件質量都有明顯的影（yǐng）響。其中澆口和澆道是將鋅合金液引（yǐn）向（xiàng）型腔的過道，型腔則是成型壓鑄件的腔體（tǐ）和壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等（děng）對於（yú）壓鑄件的質量而（ér）已至關重要（yào）。合理的模具設計既要保證完整充型（xíng），也（yě）要保證（zhèng）充型過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣孔量要多於橢圓形澆口（kǒu），設計橢圓形澆（jiāo）道在壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔（kǒng）組織對其機械性能和電鍍質量都十分不利。

在壓鑄（zhù）過程中，壓鑄的壓力、溫度以及模（mó）具的溫度等對鋅合金壓鑄件質量（liàng）的影響主要表（biǎo）現在氣孔（kǒng）、冷隔等壓鑄缺陷方（fāng）麵。針對模具溫度的研究（jiū）表明，當模溫在160°C時，壓（yā）鑄後（hòu）的組織有明顯的孔洞，而（ér）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、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續的清理（lǐ）和電鍍帶（dài）來困難，保證壓鑄件質（zhì）量才能（néng）為電鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢測，不能達（dá）標則果（guǒ）斷報（bào）廢，否則將給後續加工帶（dài）來更大的損失。

2.3電鍍前（qián）處理的影響

鋅合金壓鑄件（jiàn）在電（diàn）鍍前（qián）還要進行多道前處理工序，主要包括打磨、拋光、除蠟（là）、除油、酸蝕活化等（děng）。

鋅合金（jīn）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（kǒng），如果打磨露出疏（shū）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（guò）程中局部過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理幹淨，也（yě）都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清（qīng）除幹淨，這樣才能保證電鍍時基體有清潔活（huó）化的表麵。酸蝕活化，一（yī）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（yú）電鍍。

2.4電鍍過（guò）程的影響

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

鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）電鍍過程中一般（bān）要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要。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（chéng）暗紅色置換銅而對鍍層結合力不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未見有置換銅生成。然而高的氰化鈉濃度會（huì）抑製鍍（dù）層的沉積，因此氰化（huà）鈉的濃度要控製適（shì）度。鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）電（diàn）鍍鎳的（de）過程中，一般由於鎳孔隙（xì）率較（jiào）高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要（yào）求。研究表明（míng）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（zhōng）的檸檬（méng）酸鈉會掩蔽基（jī）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（huì）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現象如圖8所示，一般鍍（dù）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層電（diàn）鍍引起（qǐ）的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋（gài）率。

在鋅合金壓鑄件（jiàn）多層電鍍過程中，鍍層的結合力、覆蓋（gài）率和致密程度對鍍後（hòu）起泡的（de）影響至關重要，同時電鍍過程中的過（guò）度析氫也會對起泡問題（tí）有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔（kǒng）缺陷；

(2)鋅基體（tǐ）和鍍銅層無缺陷，但（dàn）鍍鎳層存在孔（kǒng）缺陷；

(3)鋅基體（tǐ）和鍍（dù）鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺（quē）陷；

(4)鋅基體（tǐ）無缺（quē）陷，但鍍銅（tóng）層和鍍鎳層存在孔（kǒng）缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅（tóng）層和鍍鎳層無缺陷；

(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（dù）鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在（zài）孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多（duō）層電鍍中（zhōng），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致密的密（mì）封層，在（zài）電鍍過程中這樣的（de）密封腔體會儲存一定的（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（qiāng）體內產生一定的壓力（lì），經過一段時間就（jiù）會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情（qíng）況下，鍍層內部（bù）或基體存在通向（xiàng）鍍層的最外表麵通道，通道中會儲存電鍍液等雜質（zhì），當腐蝕發生時，由於鋅合金基（jī）體與（yǔ）各鍍層間的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產物（wù）也可（kě）能（néng）會順（shùn）著孔道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置換（huàn）鍍與否（fǒu）以及（jí）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鍵，需要特別關注（zhù）。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用（yòng）肉眼直（zhí）接觀察，可（kě）以利用（yòng）滲透染色的（de）方法先（xiān）用滲透劑在表麵滲透，然後用（yòng）顯色劑使（shǐ）缺陷顯（xiǎn）露出來，從（cóng）而達（dá）到檢測的效果。

3結（jié）論及建議

基於以上的綜述和分析（xī），總結引起鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金（jīn）液（yè）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（yǐn）起（qǐ）了表麵缺陷(主要（yào）包括氣（qì）泡、冷隔等)；(3)打磨時破（pò）壞了壓鑄件表麵致密層或拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不（bú）徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現（xiàn）置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是（shì）起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件（jiàn）電（diàn）鍍起泡問題的防治最為重要的是對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都要嚴（yán）格（gé）把關。可在電鍍前對鋅合（hé）金壓鑄件進行滲透顯色檢（jiǎn）測，以保證鍍前基體表麵的質量。