鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消除對（duì）策

相比於銅（tóng）、鋁等合金，鋅合金（jīn）擁（yōng）有熔（róng）點較低、鑄造性能好、經濟效益高等優勢，在汽車工業、家用電（diàn）器、日用五金等行（háng）業得到廣泛（fàn）的應用。鋅（xīn）合金壓鑄件按使用要求分為（wéi）兩類（lèi），一類是結構功能性壓鑄（zhù）件，另（lìng）一類是無特殊要求（qiú）的零部（bù）件（jiàn）。由於鋅合金活潑、易（yì）腐蝕，一般覆蓋保護（hù）性鍍層（céng）之後才能應用。鋅（xīn）合金（jīn）表麵電鍍時容易形（xíng）成置換反應層，引起鍍層界（jiè）麵結合力不良（liáng），工件也（yě）會因其表麵致密性不好而含電鍍液（yè）。這些（xiē）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（qǐ）嚴重的質量問題，明確鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡原因（yīn）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（jiǎo）度，分析了導致鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡的（de）原因，並提出了對策。

1鋅合金壓鑄件（jiàn）生產

多層鍍層包裹（guǒ）的（de）狀態（tài），其電鍍加工是一個環環相扣的過程，每（měi）一道工序得到的（de）表麵（miàn）狀態都具有傳遞性（xìng）。

在生產中（zhōng）壓鑄鋅合金原（yuán）料（liào）成分、鋅合金（jīn）和回收料比例不合理以及精煉（liàn）效果差，壓鑄模（mó）具設計及（jí）壓（yā）鑄工藝參數不合理，鍍前處理質量差及後（hòu）續各電鍍工（gōng）藝不合理都可能導致（zhì）起泡。因（yīn）此，起泡問題的排查需要在生產流程上多（duō）點進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前表（biǎo）麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍層（céng）與基（jī）體的結合力以及鍍層的覆（fù）蓋率（lǜ）、致密度進行全麵的監（jiān）測。

2導致（zhì）起泡缺陷（xiàn）的原因（yīn）

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用（yòng）含鋁量為3%-4%的鋅鋁（lǚ）合金（jīn），按照壓（yā）鑄鋅合金標準，需（xū）要檢測（cè）的化學成分包括鋅、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（xiǎn）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、鎘含（hán）量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其主（zhǔ）要原因是鋅合金壓鑄件中（zhōng）的鉛、鎘、錫等雜質會（huì）在晶界處聚集（jí）而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起（qǐ）鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金壓鑄過程中會（huì）不斷（duàn）產生壓鑄澆道凝料以及其他廢料，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。文獻中研究（jiū）了回收（shōu）料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀（zhuàng）態的影響。在鋅（xīn）合金的熔煉過（guò）程中，回收料的摻入會顯著地影響鋅合金的組織性能，。

精（jīng）煉前後組（zǔ）織對（duì）比說明（míng）：當摻（chān）入（rù）50%回收料時，氯化氨精煉後基本可以消除（chú）鋅合金（jīn）中的雜質；當全部是回（huí）收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合金的組（zǔ）織，但精煉後依然（rán）還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也會大大增加。

鋅合金原料（liào）中的雜（zá）質含量、熔（róng）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（xiǎng），這種影響會依次（cì）傳遞，最終影響（xiǎng）到鋅合金（jīn）件電鍍後的質量。因此，鋅合金（jīn）壓鑄生產不僅要（yào）嚴把原料（liào）質（zhì）量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模具的影響（xiǎng）

壓鑄是鋅（xīn）合金件（jiàn）製（zhì）作的（de）關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄（zhù）參（cān）數的設置對壓鑄件質量都有明（míng）顯的影響（xiǎng）。其中澆口（kǒu）和澆（jiāo）道是將鋅合金液引（yǐn）向型腔的過道，型（xíng）腔則是成（chéng）型壓鑄件的腔體（tǐ）和壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等對（duì）於壓鑄件的質量而已至關重要。合理的模具設計既要（yào）保證完整充（chōng）型（xíng），也要保證充型（xíng）過程中盡量（liàng）少（shǎo）出現卷（juàn）氣等現象。梯形澆道所產生的氣孔（kǒng）量要（yào）多於橢（tuǒ）圓形澆口，設計橢圓形（xíng）澆道在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十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的（de）壓（yā）力、溫（wēn）度以（yǐ）及模具的溫（wēn）度等對鋅合金壓鑄件質量的影響（xiǎng）主要（yào）表現在氣（qì）孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研究表明（míng），當模溫在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時的組織更為致密。

鋅合金壓鑄過程（chéng）中產生的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都會給（gěi）後續的清理和（hé）電鍍帶（dài）來困難，保證壓鑄件質量才能為電鍍提供優質的基體（tǐ）材料。要對壓鑄件進行嚴（yán）格的質量檢測，不能達標（biāo）則果（guǒ）斷報廢（fèi），否則將給後續加（jiā）工帶（dài）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（háng）多道前處理工序，主要包括（kuò）打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金（jīn）壓鑄件表麵隻（zhī）有0.05-0.10mm的（de）表麵致密層。致密（mì）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（bú）均勻（yún）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淨，也都會導致電鍍後起泡。除（chú）蠟、除油需要（yào）將表麵（miàn）的蠟及油脂清除幹淨，這樣才能保證電（diàn）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（shí）間過長，侵（qīn）蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電（diàn）鍍過程（chéng）的影響

鋅（xīn）合金壓鑄件為了（le）獲得良好的裝（zhuāng）飾性（xìng）和耐腐蝕性，在壓鑄（zhù）完成後（hòu）要進行相應的電鍍（dù）處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層（céng）和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化（huà）物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出（chū）現至關重要。研究表（biǎo）明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量（liàng）低時，試樣的電位較正，表麵很（hěn）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，試樣表麵未（wèi）見有置換銅生成（chéng）。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）度要控製適度。鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的（de）要求。研究表（biǎo）明鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件（jiàn）中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對（duì）工件的腐蝕少，鍍液中的（de）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+的濃度不能過高（gāo），否則會使電流密（mì）度大的部位上（shàng）出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡現象如圖（tú）8所示，一般鍍件（jiàn）表麵沒有明顯破壞，而（ér）是整個鍍層呈現隆起。這說明起泡（pào）問題是由底層或內層電鍍引起的，特別是打底鍍層的結合（hé）力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍（dù）過程中，鍍層的結合（hé）力、覆蓋率（lǜ）和致（zhì）密（mì）程度對鍍（dù）後起泡的影響（xiǎng）至關重（chóng）要，同時電鍍過程中的過度析氫也會對起（qǐ）泡問（wèn）題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍（dù）鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍（dù）銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

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

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳（niè）層存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅（xīn）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（cún）在孔（kǒng）缺陷，但鍍（dù）鎳層無缺陷；

(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，而孔洞缺陷的（de）外部存在（zài）致密的密封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定（dìng）的電鍍（dù）液，經（jīng）過一係列的反應就會影響到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段時間就會導致起泡問（wèn）題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部或基體存（cún）在通向鍍（dù）層的最外（wài）表麵（miàn）通（tōng）道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由（yóu）於鋅合金基體與各鍍層間的（de）腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產物也可能會順著孔道（dào）擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍（dù）層出現置換（huàn）鍍與否以及鍍（dù）層的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件電鍍質量的影響最（zuì）為關（guān）鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺（quē）陷難以用肉眼直接觀察，可以利用滲透染色的方法（fǎ）先用滲透劑在表麵滲透（tòu），然後用顯色（sè）劑使缺陷顯露出來，從而達到檢（jiǎn）測的效果。

3結論及建議

基於以上的綜述和分析，總結引（yǐn）起鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡問題（tí）的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵致密（mì）層或拋（pāo）光過（guò）熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底（dǐ）或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層（céng）電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量（liàng）、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合（hé）金壓鑄件電鍍（dù）起泡問題的防治最為重要的是對初始鍍（dù）層（céng）質量的控製，而且對鍍（dù）前、鍍後質量（liàng）都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄（zhù）件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基（jī）體表麵（miàn）的質量。