​鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍層起泡成因與消除對策

相比（bǐ）於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造（zào）性能好、經濟（jì）效益高等優勢，在（zài）汽車工業、家用電器、日（rì）用五金等行業得到廣泛的應用。鋅合金壓（yā）鑄件按（àn）使用要求分為（wéi）兩類，一類是結構功（gōng）能（néng）性（xìng）壓鑄件，另一類是無特殊要求的零部件。由於鋅合（hé）金活潑、易腐蝕（shí），一般覆蓋保護性（xìng）鍍層之後才能應用。鋅合金表（biǎo）麵電鍍時容易形（xíng）成置換反（fǎn）應層，引起鍍層界麵結合力不（bú）良，工件也（yě）會因其表麵（miàn）致密性不好而含電鍍液。這些潛在（zài）的問（wèn）題（tí）一段時間後會以鍍層起泡的形式表現出來，引起嚴重的質（zhì）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（liào）及（jí）其精煉、壓鑄（zhù）工藝（yì），鍍前處理和（hé）電鍍過程等角度，分析（xī）了導致鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍後起泡的原因，並提出了對策。

1鋅合金壓鑄件生（shēng）產

多層鍍層包裹的狀態，其電（diàn）鍍加工是一個環環相扣的過程，每一道工序（xù）得到的表麵狀態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合（hé）金和回收料比例不合理以及精煉效果差，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續各電鍍工藝不合理都（dōu）可能導致起泡。因此，起泡問題的排查需要（yào）在生（shēng）產流程上多點進行監測（cè），特別是鋅合金壓（yā）鑄件鍍（dù）前（qián）表麵狀態的檢測，同時也要對初始（shǐ）鍍（dù）層與基體的結合力以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致（zhì）起泡缺陷的原因

2.1原（yuán）料及精煉的影（yǐng）響

鋅合金壓（yā）鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅（xīn）鋁合金，按照壓鑄鋅合金標（biāo）準，需要檢測的化學成分（fèn）包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中（zhōng）鉛、鎘雜質的（de）含量對鋅合金壓鑄件質（zhì）量的影響（xiǎng）最為顯著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究（jiū）分析表明：壓（yā）鑄鋅合（hé）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（qǐ）泡問題顯（xiǎn）著增加。其主要原因（yīn）是鋅合金（jīn）壓鑄件中的鉛、鎘（gé）、錫等雜質會在晶界處聚（jù）集而導致（zhì）晶間腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂（dǐng）起鍍（dù）層（céng），引起起泡問題。

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（liào），用來壓鑄的（de）鋅合金液都是（shì）由新料與回收料混（hún）合熔煉而成。文獻中研究了回收料摻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，回收料的摻入會顯著地影響鋅合金的組織（zhī）性能，。

精煉前後（hòu）組織對比說明：當摻入50%回（huí）收料時，氯化氨精煉（liàn）後基本可以消除鋅合金中（zhōng）的雜（zá）質；當全部（bù）是回收（shōu）料（liào）時，精煉雖然可以明顯地（dì）改善鋅合金（jīn）的組織（zhī），但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合（hé）金中（zhōng）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（xīn）合金原料（liào）中的雜（zá）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（jiào）大影響，這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質（zhì）量。因此，鋅合金壓（yā）鑄生產不僅要嚴把（bǎ）原料質（zhì）量關，而且要對壓鑄前鋅合（hé）金液進行質（zhì）量監測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件（jiàn）製作的（de）關鍵步驟，壓鑄模具的（de）設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都有明顯的影響。其中澆口和澆道（dào）是將（jiāng）鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄件的腔（qiāng）體和壓鑄件直接接觸，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充（chōng）型，也要保證充型過程中（zhōng）盡（jìn）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（xíng）澆口，設計橢圓（yuán）形澆道在（zài）壓鑄質量上優要於梯形（xíng）澆道。壓鑄鋅合（hé）金件的多孔組織（zhī）對其機械（xiè）性能和（hé）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質（zhì）量的（de）影響（xiǎng）主要表現在氣孔、冷隔（gé）等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫（wēn）度的研究表明，當（dāng）模溫在（zài）160°C時（shí），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（mì）。

鋅合金壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和裂（liè）紋等缺陷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（wéi）電鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄件進行嚴（yán）格的質量檢測，不能達標則果斷報廢，否則將給後續加工帶來更（gèng）大的損（sǔn）失。

2.3電（diàn）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（chù）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（miàn）隻有（yǒu）0.05-0.10mm的表麵致密層。致密（mì）層下組織（zhī）疏鬆（sōng）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（tí）。另外，拋光膏塗抹不均勻所引起（qǐ）的拋光過程中局部過熱而（ér）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，這樣才能保證電鍍時基體有清潔（jié）活化的表麵（miàn）。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時（shí）間過長，侵蝕後的鋅合（hé）金（jīn）表麵更利（lì）於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件為了獲得良好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完成（chéng）後要進（jìn）行相應的電鍍處理，一般包括（kuò）鍍銅（tóng）層、鍍鎳層和鍍鉻（gè）層。

鋅合金壓（yā）鑄件電鍍過程中（zhōng）一般（bān）要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅（tóng）中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明：在氰（qíng）化鍍銅中，當氰化鈉含（hán）量低時，試樣的電位較正，表麵很快形成暗紅色（sè）置換（huàn）銅而對鍍層結合力不利；氰化（huà）鈉含量較（jiào）高時（shí）電位較負（fù），試樣表麵未見有置換銅生成。然而高的（de）氰化鈉濃（nóng）度會抑製鍍層的沉（chén）積，因此氰（qíng）化鈉（nà）的濃度（dù）要控製（zhì）適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中，一（yī）般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的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，對工件的腐（fǔ）蝕少，鍍（dù）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（zhōng）Zn2+的濃度不能過高，否則會使電流密（mì）度大（dà）的部位上出現疏（shū）鬆、燒（shāo）焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡現象（xiàng）如圖8所示，一般鍍（dù）件表麵沒有明顯破壞，而是整個鍍層呈現（xiàn）隆起。這說（shuō）明起泡問題是由底層或內層電鍍引（yǐn）起的，特別是打底鍍層的結合力（lì）和（hé）覆蓋（gài）率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結合力、覆蓋率和（hé）致密程度對鍍後（hòu）起泡的（de）影響至（zhì）關重（chóng）要，同時電（diàn）鍍過程中的過度析氫也會對起泡問題有一定（dìng）貢（gòng）獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍（dù）鎳層均無孔缺（quē）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（hé）鍍（dù）鎳層無缺陷，但（dàn）鍍銅層（céng）存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅（tóng）層（céng）和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基（jī）體存在孔缺陷，但鍍銅層（céng）和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和（hé）鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無（wú）缺陷；

(7)鋅（xīn）基體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（jun1）存在（zài）孔缺陷。

鋅合金壓鑄（zhù）件多層電鍍中（zhōng），上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有（yǒu）孔洞等（děng）缺陷，而孔洞缺陷的外部（bù）存（cún）在致密的密封層，在電鍍（dù）過程中這（zhè）樣的密封腔體會儲（chǔ）存（cún）一定的電鍍液，經過一係列的反應（yīng）就會影響到（dào）界麵的結合力，同時腔（qiāng）體內產生一定的壓力，經過一段時間就（jiù）會導致起泡（pào）問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情（qíng）況下（xià），鍍層內部或（huò）基體存在通（tōng）向鍍層的最外表麵通道（dào），通道（dào）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（céng）間的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產（chǎn）物也可能會順（shùn）著孔（kǒng）道擴散（sàn）到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋（gài）程度對鋅合金壓鑄件電鍍質量的影響最為關鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用肉（ròu）眼直接觀察，可以利用（yòng）滲透染色的方法先用滲透劑在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露出來，從而達到（dào）檢測的效果。

3結論及建議

基於以上的綜述（shù）和分析，總結引（yǐn）起（qǐ）鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合（hé）金液中存在（zài）有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金（jīn）壓鑄模（mó）具及工藝引起了表麵缺（quē）陷(主要（yào）包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時（shí）破（pò）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（děng）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（kǒng）隙中含有鍍液。其中，鍍（dù）前（qián）表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率（lǜ）是起泡問題的最大（dà）隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡（pào）問題的防治最為重要的是（shì）對初始鍍層質量的控製，而且對（duì）鍍前、鍍後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓（yā）鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。