鋅合金壓鑄件電鍍層（céng）起泡成（chéng）因與消除對策

相比於銅、鋁（lǚ）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，在汽車工業、家用電器、日用五金等行業得到廣泛的應（yīng）用。鋅合金壓鑄件按使用（yòng）要求分為（wéi）兩類，一類是結構功能（néng）性壓鑄件（jiàn），另一類是無特殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐（fǔ）蝕，一般覆蓋（gài）保護性鍍層之（zhī）後才能應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合（hé）力不良，工（gōng）件也會因其表麵致密性不（bú）好（hǎo）而含電鍍液。這（zhè）些潛在的問題（tí）一段（duàn）時間後會以鍍層起泡的形（xíng）式表現出來（lái），引起嚴重的質量（liàng）問題，明確鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡（pào）原因並製定消除對（duì）策十分重要。

本文從生產（chǎn）原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電（diàn）鍍過程等角度，分析了導致（zhì）鋅合金壓（yā）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）電鍍加工是（shì）一個環環相扣的過程，每一道工（gōng）序（xù）得到的表麵狀態都具有傳（chuán）遞性。

在生產中壓鑄鋅合金原（yuán）料成分、鋅合金和回收料比例（lì）不合理以及精（jīng）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）續各電鍍工藝不合理都可能導致起泡。因此，起（qǐ）泡問題的排查需要在生產流程上多點進（jìn）行監（jiān）測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對初始（shǐ）鍍層與基（jī）體的結合力以及鍍層的覆蓋（gài）率、致密（mì）度進行（háng）全麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因（yīn）

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使（shǐ）用含鋁量為3%-4%的（de）鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化（huà）學成分（fèn）包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質（zhì）量的影響最為顯著。在對鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄件出現起泡問題的研究分析表明（míng）：壓（yā）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（shí）產品出現的起泡問題顯著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄（zhù）件中（zhōng）的（de）鉛、鎘、錫等雜（zá）質（zhì）會在晶界處聚集而導（dǎo）致晶間腐蝕，晶（jīng）間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起（qǐ）起泡問題。

在鋅合金壓鑄（zhù）過程中會不斷產（chǎn）生壓鑄（zhù）澆道凝料以及（jí）其他廢料，用來壓鑄的鋅合金液（yè）都是由新料與（yǔ）回收料（liào）混合熔煉（liàn）而成。文獻中研究了回（huí）收料摻入比率及（jí）精煉對壓鑄鋅合金狀態（tài）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（néng），。

精（jīng）煉前後（hòu）組織對比（bǐ）說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後（hòu）基本可以消除鋅合金中的雜質（zhì）；當全部（bù）是回收料時，精煉雖然可以明顯地改善（shàn）鋅合（hé）金（jīn）的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量高對（duì）鋅合金（jīn）液的壓（yā）鑄成型能力及（jí）鋅合金的力學性能都不（bú）利，引起（qǐ）電鍍（dù）後起泡的（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（liàng）都有較大影響（xiǎng），這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄生產不（bú）僅要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅（xīn）合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模具的影（yǐng）響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具（jù）的設計和（hé）壓（yā）鑄參數的（de）設置對壓鑄件質量都（dōu）有明顯的影響。其中澆口和澆道（dào）是將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則（zé）是成型壓鑄件的腔體（tǐ）和壓鑄件（jiàn）直（zhí）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。合理的模具設計既要保證完整（zhěng）充型，也要保證充型過程中盡量少（shǎo）出現卷氣等現象。梯形澆道所（suǒ）產生的氣孔量要多於橢圓形（xíng）澆口，設計橢圓形澆道（dào）在壓（yā）鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅（xīn）合金件的多（duō）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，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等對（duì）鋅合金壓鑄件質量的（de）影響主要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模（mó）具溫度的研（yán）究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組（zǔ）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（hé）金壓鑄過程中產生的氣泡、冷（lěng）隔和（hé）裂紋等（děng）缺（quē）陷都（dōu）會（huì）給後續的清理和電鍍帶來困難（nán），保證壓鑄件（jiàn）質量才能為電（diàn）鍍提供優（yōu）質的基體材料。要（yào）對壓鑄件進（jìn）行嚴（yán）格的質量（liàng）檢測，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電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進行多道前處理工（gōng）序，主要包括打磨、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（zhī）疏（shū）鬆多孔，如果打磨露（lù）出疏鬆多孔（kǒng）組織（zhī），後（hòu）續電鍍將（jiāng）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（de）拋光過（guò）程中局部過熱而產生的麻點（diǎn），以及拋（pāo）光（guāng）膏未清理幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清除幹淨，這樣才（cái）能保證電鍍時基體有（yǒu）清潔活化的表麵（miàn）。酸蝕（shí）活（huó）化，一般用弱酸（suān）短（duǎn）時間侵蝕，不宜時（shí）間過長，侵蝕後（hòu）的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍（dù）過程的影響

鋅合金壓鑄件為了獲得（dé）良好的裝（zhuāng）飾性和耐（nài）腐蝕性（xìng），在壓鑄完成後要進行相應（yīng）的（de）電鍍處理，一般包括（kuò）鍍銅層、鍍鎳（niè）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（yì）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（miàn）很（hěn）快形成暗紅色置換銅而對鍍層結合力不利；氰化鈉（nà）含量較高時電（diàn）位較（jiào）負，試樣表麵未見有置換（huàn）銅（tóng）生成（chéng）。然而高（gāo）的氰化鈉濃度會抑製（zhì）鍍層的沉積，因此氰化（huà）鈉的濃度要（yào）控製適度。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔（kǒng）隙率較高，需要較（jiào）厚的（de）鍍層才能達到（dào）密封的要求。研究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（méng）酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高（gāo），否則（zé）會使（shǐ）電（diàn）流密度大的部位上出現疏鬆、燒（shāo）焦。

鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍後起泡現象如圖8所（suǒ）示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整個鍍層呈現隆起（qǐ）。這說明起泡問（wèn）題是由底層（céng）或內層電鍍（dù）引起的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄（zhù）件多層電鍍（dù）過程中，鍍層的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍後（hòu）起泡的影響至關重要，同時電鍍（dù）過程中的（de）過度析氫也會對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層（céng）、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅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在孔（kǒng）缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍（dù）鎳（niè）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（kǒng）缺陷（xiàn），但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在（zài）孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中（zhōng），上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形（xíng）中，底層或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的（de）外部存在致密的密封層（céng），在電鍍過程中這樣的密封（fēng）腔（qiāng）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的結合力，同時腔體內產生（shēng）一定的壓力，經過一段（duàn）時間就會導致起（qǐ）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（miàn）通道（dào），通（tōng）道中會儲存電鍍液等（děng）雜質，當腐蝕發（fā）生時，由於鋅合金基體與各鍍（dù）層間（jiān）的腐蝕電（diàn）位不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產物也可能會順（shùn）著孔道擴散到表麵，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度對鋅合金壓鑄件電鍍質量的影響最為關鍵，需要特別關（guān）注。鍍前（qián）鋅合金壓鑄件的缺陷難以用（yòng）肉眼直接觀察，可以（yǐ）利用滲透染色的方法先用（yòng）滲透劑在表（biǎo）麵滲透，然後用（yòng）顯色劑使（shǐ）缺陷顯露出（chū）來，從而達到檢測的效果。

3結論及建議

基於以上的（de）綜述和分析，總（zǒng）結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在（zài）有害雜質(主要（yào）是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表（biǎo）麵缺陷(主要包括氣泡、冷（lěng）隔等)；(3)打磨時破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（lǐ）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（zhōng）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（wèn）題的防治最為重要的是對初始鍍層質量的控製（zhì），而且對鍍前、鍍後質量都要嚴格把關。可（kě）在（zài）電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。