​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消除對（duì）策

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造（zào）性能好、經（jīng）濟效益高等優勢，在汽車工業、家用電器、日用五金等行業得到廣泛（fàn）的應用。鋅合金壓鑄件按使用要（yào）求分為兩（liǎng）類，一（yī）類是結構（gòu）功能性壓鑄件，另一類是無特（tè）殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之（zhī）後才能應用。鋅合金（jīn）表麵電鍍時容易形成置換（huàn）反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因（yīn）其表麵致密性不好（hǎo）而（ér）含電鍍液。這些潛在的問題一（yī）段時間後會以鍍層起泡（pào）的形（xíng）式表現出來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合金壓鑄（zhù）件電（diàn）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度，分析了（le）導致（zhì）鋅合金壓鑄件電鍍後起泡的原因，並提出（chū）了對策。

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（huán）環相扣（kòu）的過（guò）程，每一（yī）道工序得到（dào）的表麵（miàn）狀（zhuàng）態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合金（jīn）原料成分、鋅合金和回收料比例不合理以（yǐ）及精煉效果差，壓鑄模具設計及壓鑄工藝參數不合理，鍍前處理質量差及後（hòu）續（xù）各電鍍工藝不合理都（dōu）可（kě）能導致起泡。因（yīn）此，起泡問題的排查需要在生產流程上多點（diǎn）進行監測，特別是鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍層與基（jī）體的結合力以及（jí）鍍層（céng）的覆蓋率、致密度進行全（quán）麵（miàn）的監測。

2導致起泡缺陷的（de）原因

2.1原料及精煉的影響（xiǎng）

鋅合金壓（yā）鑄件一般使用（yòng）含鋁量為3%-4%的（de）鋅鋁合（hé）金，按照壓鑄鋅合金標準，需要（yào）檢測的（de）化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵（tiě）、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質量（liàng）的影響最為（wéi）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（de）起泡問題顯著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘（gé）、錫等雜質會在晶界處聚集而導（dǎo）致晶（jīng）間腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金（jīn）壓鑄過程中（zhōng）會不斷產生壓鑄澆道凝料以及其他廢料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新料與（yǔ）回收料混合熔煉而成。文（wén）獻中研究了回收料摻入（rù）比率及精煉對（duì）壓鑄鋅合金狀態的影響。在鋅合金的（de）熔煉（liàn）過程中，回收料（liào）的（de）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：當摻入50%回（huí）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，精煉雖然可以明顯（xiǎn）地改善（shàn）鋅合金的（de）組（zǔ）織，但精煉後依然還存在（zài）40%雜質。壓鑄鋅合（hé）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（de）力學性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也會大大增加。

鋅合（hé）金原料中的雜（zá）質含量、熔（róng）煉回收料的摻（chān）入比率及精煉對壓（yā）鑄產（chǎn）品質量都有較大（dà）影響，這種影響會依次傳遞（dì），最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合（hé）金壓鑄生產不僅要嚴（yán）把原料質量關（guān），而（ér）且要對壓鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄（zhù）模具的影響（xiǎng）

壓鑄是（shì）鋅（xīn）合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具（jù）的設計和（hé）壓鑄參數的設置對壓鑄件（jiàn）質量都（dōu）有（yǒu）明顯（xiǎn）的（de）影響。其中澆口和澆道是將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄（zhù）件的腔體和壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布（bù）等對於壓鑄件的（de）質量而已至（zhì）關重要。合（hé）理的（de）模具設計既要保證完整充（chōng）型，也要保證充型過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆（jiāo）道（dào）所產生（shēng）的氣孔量（liàng）要多於（yú）橢圓形澆口，設（shè）計橢圓形澆道在（zài）壓鑄質量上優要於梯形（xíng）澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對其機械（xiè）性（xìng）能和電鍍質量都十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等對鋅合（hé）金壓鑄件質量的影響主要表現在氣孔、冷（lěng）隔（gé）等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研究（jiū）表明，當（dāng）模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯（xiǎn）的孔洞，而模溫為165°C和（hé）170°C時的組織更為致密。

鋅合（hé）金（jīn）壓（yā）鑄（zhù）過程中（zhōng）產生的氣泡（pào）、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續（xù）的清（qīng）理（lǐ）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（zhù）件進（jìn）行嚴格的質量檢（jiǎn）測（cè），不能達標則果斷報廢，否則將（jiāng）給後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理（lǐ）的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進行多道前處理工序，主要包括（kuò）打磨、拋光、除蠟、除油（yóu）、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（zhī）疏（shū）鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍（dù）將出（chū）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、除油需要將表麵的蠟及油脂清除幹淨，這樣才能保證（zhèng）電鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一（yī）般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長（zhǎng），侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程（chéng）的（de）影響

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

鋅合金壓鑄（zhù）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重（chóng）要。研究（jiū）表明：在（zài）氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位（wèi）較正，表麵很快形成暗紅（hóng）色（sè）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（shì）樣表麵未見有置換（huàn）銅生成（chéng）。然而高的氰化鈉濃度（dù）會抑製（zhì）鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍鎳（niè）的過程中，一般由於（yú）鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要求。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性（xìng），對工件的腐蝕（shí）少，鍍液中的檸（níng）檬（méng）酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高（gāo），否則會使電流密度大的部位上出現疏鬆（sōng）、燒焦。

鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍後起泡現（xiàn）象如（rú）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。這說明（míng）起泡問題是由底層或內層電（diàn）鍍引（yǐn）起的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率（lǜ）。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍（dù）後起（qǐ）泡的影響至關重要，同時電鍍過程中的過度（dù）析（xī）氫也會對起（qǐ）泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層（céng）、鍍鎳（niè）層均無孔缺陷；

(2)鋅（xīn）基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無（wú）缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺（quē）陷（xiàn），但鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍（dù）銅層和鍍（dù）鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍（dù）鎳層存在孔（kǒng）缺陷，但鍍銅層無缺（quē）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（tóng）層和鍍鎳層均存在孔（kǒng）缺陷。

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（quē）陷，而孔洞缺（quē）陷的外部存在致密的密封層，在電（diàn）鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的（de）電鍍液（yè），經過一係列的反應就會影響到界麵的結合力，同（tóng）時腔體內產生一定的壓力，經過一段時間就會導致起泡問題（tí）。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情（qíng）況下，鍍層內部或基體存在通向（xiàng）鍍層（céng）的最外表麵通（tōng）道，通道（dào）中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由於鋅（xīn）合金基體與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）也可能會順著孔（kǒng）道擴散（sàn）到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出（chū）現置（zhì）換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓（yā）鑄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（zhù）件的缺（quē）陷難以用肉眼直接（jiē）觀（guān）察，可以利用（yòng）滲透染色的方法先用滲透（tòu）劑在表麵滲透，然後用顯色劑使缺（quē）陷顯露出來，從（cóng）而達到檢測的效果。

3結論及建（jiàn）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原因有：(1)壓鑄鋅合金（jīn）液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模（mó）具及工藝引起了（le）表麵缺陷(主（zhǔ）要包括氣泡、冷隔（gé）等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵致密層或拋光過熱而出（chū）現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有（yǒu）鍍液。其（qí）中，鍍前表麵（miàn）質量、打底鍍層置換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（pào）問題的防治最為重要的是對初始鍍層質（zhì）量的（de）控製，而且對鍍前、鍍後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金（jīn）壓鑄件進行滲透顯（xiǎn）色檢測，以保證鍍前基體表（biǎo）麵（miàn）的質量。