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、鑄造性能好、經濟效益高等優勢，在汽車工業、家用電器、日用五金（jīn）等行（háng）業得到廣泛（fàn）的（de）應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分（fèn）為兩類，一類是結構功（gōng）能性壓鑄（zhù）件，另一類是無特殊要求的零部（bù）件。由（yóu）於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後（hòu）才能應用。鋅（xīn）合金（jīn）表麵（miàn）電鍍時容易形成（chéng）置換反應層（céng），引起鍍層界麵結合力不良，工件（jiàn）也會因其表麵致密性不好而（ér）含電鍍液。這些潛在的問（wèn）題（tí）一段時間後會以鍍（dù）層起泡（pào）的形（xíng）式表現出來，引起嚴重的（de）質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後（hòu）起泡原因並製定消除（chú）對策十分重要。

本文（wén）從生（shēng）產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理（lǐ）和電（diàn）鍍過程等（děng）角度，分析了導致鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍後（hòu）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，其電鍍加工是一個環環相扣的過（guò）程，每一道工序得到的表麵狀態（tài）都具有傳遞性（xìng）。

在生產中壓鑄鋅合（hé）金原料成分、鋅合金和回收料比例不合理以及精煉效果差，壓鑄（zhù）模具設計及（jí）壓鑄工藝參數不合理（lǐ），鍍前處理質量差及（jí）後續各電鍍工藝不合理都可能導（dǎo）致（zhì）起泡。因此，起泡問題的排查需要在生產流程上多點進行（háng）監測，特別是（shì）鋅（xīn）合金壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時（shí）也要對初始鍍層與基體（tǐ）的結合力以及鍍層的覆蓋率、致密度（dù）進行全麵的監測（cè）。

2導致起（qǐ）泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄（zhù）件一般使用含鋁量為（wéi）3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準（zhǔn），需要檢測的化學成（chéng）分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫（xī）等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。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分析表明：壓鑄（zhù）鋅合金的鉛（qiān）、鎘（gé）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（zhe）增加（jiā）。其主要原因是鋅合金壓鑄（zhù）件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶（jīng）界處聚集而導致晶間腐蝕（shí），晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

在（zài）鋅（xīn）合金壓鑄過程中會不斷產生壓鑄澆道凝料以及其他（tā）廢料（liào），用來壓鑄的鋅合金液都（dōu）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入比率及精煉（liàn）對壓（yā）鑄鋅合金（jīn）狀態的影（yǐng）響。在鋅合金（jīn）的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著地影響鋅合金（jīn）的（de）組織性能，。

精煉（liàn）前後組織對比說（shuō）明：當（dāng）摻入50%回收料時，氯化（huà）氨精煉後基本可以消除鋅合（hé）金中的雜質；當全部（bù）是回收料（liào）時，精煉雖然可以明（míng）顯地（dì）改善鋅合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中（zhōng）雜（zá）質含量高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學（xué）性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也會大大增加。

鋅合（hé）金原料中的雜質含量、熔煉回收料的（de）摻入比率及精煉對壓鑄產品質量都有較大影響，這種影響會依次傳（chuán）遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴（yán）把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進行質量監測（cè）。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅（xīn）合金件製作（zuò）的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都有明（míng）顯的影響。其中澆口和澆道是將（jiāng）鋅（xīn）合金液引向型腔（qiāng）的過道，型腔則是成（chéng）型壓（yā）鑄件（jiàn）的腔體（tǐ）和壓（yā）鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等（děng）對於壓鑄（zhù）件的質量而已至（zhì）關重要。合理的模具（jù）設計既要保證完整充型，也要保證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，設計橢圓形澆道在壓（yā）鑄質量上優要於梯形澆（jiāo）道。壓鑄鋅合金件（jiàn）的多孔組織對其機械性能和電鍍質量都十分不利（lì）。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等對鋅合金壓鑄件（jiàn）質量的影響主要表現在氣孔、冷（lěng）隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研（yán）究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的（de）組織有明顯的孔（kǒng）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、冷隔和（hé）裂（liè）紋等缺陷都會給後（hòu）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（cái）料。要（yào）對（duì）壓鑄件進行嚴格的質（zhì）量檢測，不能達標則果斷報廢，否則（zé）將給後續加工帶來（lái）更大的損失。

2.3電鍍前處理的影響

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

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵（miàn）致密層。致密層下組織疏鬆多孔，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（lìng）外，拋光（guāng）膏塗抹不均勻所引起的拋光過程中局部過熱而產（chǎn）生的麻點，以及拋光膏未清理幹淨，也都（dōu）會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清除（chú）幹淨，這樣才能保證電鍍時基體有清潔活化的表麵（miàn）。酸蝕活化，一般用弱酸（suān）短時間侵蝕，不宜時間過（guò）長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄件為了獲得（dé）良好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄（zhù）完成後要進行相（xiàng）應的電鍍處理，一般包括（kuò）鍍銅層、鍍鎳層和鍍（dù）鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當（dāng）氰化鈉含量（liàng）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（wèi）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（zhì）鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件電鍍（dù）鎳的過程中，一般由於鎳孔（kǒng）隙率較高，需要較厚的（de）鍍層才能達到密封的要（yào）求。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對（duì）工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅（xīn）合金壓鑄（zhù）件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不（bú）能過（guò）高（gāo），否則會使電流密（mì）度大的部位上（shàng）出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破（pò）壞（huài），而是整個鍍層呈（chéng）現（xiàn）隆起。這說（shuō）明起泡問題是由底層或（huò）內層電鍍（dù）引（yǐn）起的，特別是打底鍍（dù）層的結合（hé）力和覆蓋率。

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

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔（kǒng）缺（quē）陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷（xiàn），但鍍鎳層存在孔（kǒng）缺陷；

(3)鋅基（jī）體和鍍鎳（niè）層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺（quē）陷，但（dàn）鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷（xiàn）；

(5)鋅基（jī）體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無（wú）缺陷；

(6)鋅（xīn）基體（tǐ）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，但鍍鎳層無（wú）缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳（niè）層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電（diàn）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（bù）存在致密的密封層，在電鍍過程中這樣（yàng）的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過（guò）一係列的反應就會影響（xiǎng）到界麵的結合力（lì），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題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四（sì）種（zhǒng）情況下，鍍層內部或基體存在通向鍍層的最外表（biǎo）麵通道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍（dù）層間的腐蝕電位不同，會形（xíng）成腐蝕原（yuán）電池，同時腐蝕產物（wù）也可能會順著孔道（dào）擴（kuò）散到表（biǎo）麵，形成（chéng）腐（fǔ）蝕黴斑。

打底鍍層出（chū）現置換鍍（dù）與否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍（dù）質（zhì）量（liàng）的影響最為關鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金（jīn）壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可以利用滲透染色的方法先（xiān）用滲透劑在表麵滲（shèn）透，然後用顯色劑使缺陷顯露出（chū）來，從而達到檢測的效果。

3結論（lùn）及建議

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)壓鑄鋅合金液（yè）中存在有害雜質（zhì）(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及（jí）工藝引起（qǐ）了表麵缺陷(主要包括氣泡（pào）、冷隔（gé）等)；(3)打磨時（shí）破壞了（le）壓（yā）鑄件表麵致密（mì）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（zhì）換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液（yè）。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最（zuì）大隱患。鋅合（hé）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（liàng）的控製，而且對鍍前、鍍後質量都要嚴格（gé）把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行（háng）滲（shèn）透顯色檢（jiǎn）測，以保證鍍前基體（tǐ）表麵的質量。