​鋅合金壓（yā）鑄件電鍍層起泡成因與消除對（duì）策

相（xiàng）比於銅、鋁等合金（jīn），鋅（xīn）合金（jīn）擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等優勢，在（zài）汽車工業、家用電器、日用五金等行業得到廣泛的應（yīng）用。鋅合金壓（yā）鑄件按（àn）使用要求分為兩類，一（yī）類是結（jié）構功能性（xìng）壓鑄件，另一類是無特殊要求的（de）零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層（céng）之後才能（néng）應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵（miàn）結合力不良，工件也會因其表麵致密性不好而含電鍍液。這些潛在（zài）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，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消（xiāo）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（jiǎo）度，分析了（le）導致鋅合金壓鑄件電鍍後起泡的原因，並提出了對策。

1鋅合金壓鑄件生產

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

在生產中壓鑄鋅（xīn）合金原料（liào）成分（fèn）、鋅合金和回收（shōu）料（liào）比例不合理以（yǐ）及精煉效果差，壓鑄模具設計（jì）及壓鑄工藝參數不（bú）合理，鍍前處理質量差及後續各電鍍工藝不合理（lǐ）都可能導致起泡。因此（cǐ），起泡問題的排查需要在生產（chǎn）流程上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄（zhù）件鍍（dù）前表麵狀態的檢測，同（tóng）時也要對初始鍍層與基（jī）體的結合力以及鍍層的覆蓋率（lǜ）、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（jīng）煉的影響

鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅（xīn）鋁合金，按照壓鑄（zhù）鋅合金標準，需要檢（jiǎn）測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等（děng）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（duì）鋅合金（jīn）壓鑄件出（chū）現起泡問題的研究分析表（biǎo）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（jiào）少，較高（gāo）(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的（de）起泡問題顯著增加。其主（zhǔ）要原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而導致晶間（jiān）腐蝕（shí），晶間腐蝕處會膨脹而（ér）頂起鍍層，引起起泡問（wèn）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料，用來（lái）壓鑄的鋅合金液都是由新料與回收料混合熔煉而成（chéng）。文獻中研究了回收料摻（chān）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（xiǎn）著地影響鋅合金的組織性能，。

精煉前後組織對比（bǐ）說明（míng）：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基本可以消除鋅（xīn）合金（jīn）中的雜質（zhì）；當全部是回收料時，精煉雖然可以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（hé）金中（zhōng）雜質含量（liàng）高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的（de）力學性能都不利，引起電（diàn）鍍（dù）後起泡的概率也會大（dà）大（dà）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（jiào）大影響，這（zhè）種影響（xiǎng）會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電（diàn）鍍後的質量。因此，鋅合金（jīn）壓鑄生產不僅要（yào）嚴把原料質量關，而且要對（duì）壓鑄前鋅合金液（yè）進行質量（liàng）監測（cè）。

2.2壓鑄模具的影（yǐng）響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵步（bù）驟，壓鑄模（mó）具的設計和壓鑄參數的設（shè）置對壓鑄件質量都有明顯的影響（xiǎng）。其中澆口和澆（jiāo）道是將鋅合金液引向型腔（qiāng）的過道，型腔則是成型壓鑄件的腔（qiāng）體和（hé）壓鑄件（jiàn）直接接觸，澆口和澆（jiāo）道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關（guān）重要。合理的模具設計既要（yào）保證完（wán）整充型，也要保證充型過（guò）程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆（jiāo）道所產生的氣孔量（liàng）要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量（liàng）上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織（zhī）對其機械性能和電鍍質量都十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以（yǐ）及模具的溫度（dù）等對鋅合金壓鑄（zhù）件質（zhì）量（liàng）的影響主（zhǔ）要表（biǎo）現在（zài）氣孔、冷隔等壓鑄缺（quē）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（pào）、冷隔和裂紋等（děng）缺陷（xiàn）都會給後續的清理和電鍍帶來困難，保證壓鑄件質量才能為電鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄件（jiàn）進行嚴（yán）格的質量檢測，不能達標則果斷報廢，否則將（jiāng）給後續加工（gōng）帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理（lǐ）的影響（xiǎng）

鋅合金壓鑄件在電鍍（dù）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（suān）蝕活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻（zhī）有0.05-0.10mm的（de）表麵致密層（céng）。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨（mó）露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出（chū）現漏鍍、孔洞、積液等問題（tí）。另外，拋光膏塗（tú）抹不均（jun1）勻所（suǒ）引起的拋光（guāng）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（zhì）電鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵（miàn）的蠟及油脂清除幹淨，這樣才能保證電鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間（jiān）侵蝕，不宜時間（jiān）過長，侵蝕後的鋅合（hé）金表麵更（gèng）利於電鍍。

2.4電鍍過（guò）程的影響

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

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（zhì）換鍍銅的出現（xiàn）至關重要（yào）。研究表明：在（zài）氰化鍍銅中，當氰化（huà）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；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表（biǎo）麵未見有置換銅生成。然而高的氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃（nóng）度要（yào）控製（zhì）適度（dù）。鋅合金壓鑄件電鍍鎳（niè）的過（guò）程中，一（yī）般由於鎳孔隙率較高，需要（yào）較厚的鍍層才（cái）能達到密封的要求。研（yán）究表明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，鍍液中的檸檬酸鈉（nà）會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍（dù）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現象如圖8所示，一般鍍件表（biǎo）麵沒有明顯破（pò）壞，而是整個鍍層呈現隆起。這說（shuō）明起泡問題是（shì）由底層或內層電鍍引起的，特別是打底鍍層的結（jié）合力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中（zhōng），鍍層的（de）結（jié）合力、覆蓋率和致密程度對（duì）鍍後起泡（pào）的影響至（zhì）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（tǐ）和（hé）鍍銅層無缺陷，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)鋅基體無缺陷，但鍍（dù）銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在（zài）孔缺陷，但鍍銅層和鍍（dù）鎳層無缺陷（xiàn）；

(6)鋅基體（tǐ）和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍（dù）銅層無缺陷；

(7)鋅基體（tǐ）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陷。

鋅合金（jīn）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（xiàn），而孔洞缺陷的外部（bù）存在致密的密封層（céng），在電鍍過程中這樣的密（mì）封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一係（xì）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（yā）力，經過一段時間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況（kuàng）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（zhì），當腐蝕發（fā）生（shēng）時，由於鋅合（hé）金（jīn）基體與（yǔ）各鍍層間的（de）腐蝕電位（wèi）不（bú）同，會形成腐蝕原電（diàn）池，同時腐蝕產物也可能會順著孔（kǒng）道擴（kuò）散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現（xiàn）置換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程（chéng）度對（duì）鋅（xīn）合金壓（yā）鑄件（jiàn）電鍍質量的影響最為關鍵，需要特別關注。鍍前鋅（xīn）合金壓鑄件的（de）缺陷難以用肉眼直接（jiē）觀察，可以利用（yòng）滲透染色的方法先用滲透（tòu）劑在表麵滲透，然後用（yòng）顯色劑（jì）使缺陷顯露出來，從而達到檢測的效果。

3結論及建議

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件電鍍後起泡問題的原（yuán）因有：(1)壓鑄鋅合金液中（zhōng）存在有害雜（zá）質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打（dǎ）磨時破（pò）壞了壓鑄（zhù）件表麵致密層或拋光過熱而出現表麵（miàn）惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸（suān）蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有（yǒu）鍍液。其中，鍍前表麵質量（liàng）、打底鍍（dù）層置換（huàn）鍍及覆蓋率是起泡（pào）問題的最大隱患。鋅合金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、鍍後（hòu）質（zhì）量都要嚴格把關（guān）。可在電鍍前（qián）對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以（yǐ）保證鍍前基體（tǐ）表麵的質量。