鋅合金壓鑄件電鍍層起（qǐ）泡成因與消除對策

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經（jīng）濟效（xiào）益高等優勢，在汽車工業、家用電器、日用五金等（děng）行業得到廣泛的應（yīng）用。鋅合金（jīn）壓鑄件按使（shǐ）用要求（qiú）分為（wéi）兩類，一類是結構功能性壓鑄件，另一類是（shì）無特殊要求（qiú）的零（líng）部件。由於鋅（xīn）合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能（néng）應用。鋅合金表麵（miàn）電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工（gōng）件也會（huì）因其表麵（miàn）致密性不（bú）好而含電鍍液。這些潛在的問題（tí）一段時間後會以鍍層起泡的形式表（biǎo）現出來，引起嚴（yán）重的質量問題（tí），明確鋅合金壓鑄件電鍍（dù）後（hòu）起泡原因並（bìng）製定消除對策十（shí）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（fèn）析了導致鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件（jiàn）電鍍後（hòu）起泡的原因，並提（tí）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（yī）個環環相扣的過程，每（měi）一道（dào）工（gōng）序得到的表麵狀態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合金原（yuán）料成分、鋅合（hé）金（jīn）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（cān）數不（bú）合理，鍍前處理質量差（chà）及後續各電鍍工藝不合理都可能導致起泡。因此（cǐ），起泡問題的排查需要在（zài）生產流程上（shàng）多點（diǎn）進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同（tóng）時也要對初始鍍層與基體的結（jié）合力以及鍍層的（de）覆蓋率、致密度進行全麵的監測（cè）。

2導致起泡缺（quē）陷的原（yuán）因

2.1原料及（jí）精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁（lǚ）合金，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂（měi）、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量（liàng）對鋅合金壓鑄件質量的影響最（zuì）為（wéi）顯著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡（pào）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（tí）較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄件中的（de）鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而導致（zhì）晶間腐蝕（shí），晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題（tí）。

在鋅合金壓鑄過程中會不（bú）斷產生壓鑄澆道凝料以（yǐ）及其他廢（fèi）料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新料與回收料混合熔煉（liàn）而（ér）成。文獻中研（yán）究了回收料摻入（rù）比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態的（de）影響。在鋅合金的熔煉過（guò）程（chéng）中，回收料的摻入會顯著地影響鋅合金的組織（zhī）性能，。

精煉前後組織對比說（shuō）明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基（jī）本可以消除鋅合金中的雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合金（jīn）的（de）組織，但精煉後依（yī）然還（hái）存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜（zá）質（zhì）含量高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的（de）力（lì）學性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也會大大增（zēng）加。

鋅合金原料中的雜質含量、熔煉回收料（liào）的摻入比率及精煉對（duì）壓鑄產品（pǐn）質量（liàng）都有較大影響，這種影響（xiǎng）會依次傳遞，最終影響到（dào）鋅合金件電鍍後（hòu）的質量。因此，鋅合金壓鑄生（shēng）產不僅要嚴把原（yuán）料質量關，而（ér）且要對壓鑄前（qián）鋅合金（jīn）液進行質量監（jiān）測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄參數的（de）設置對壓鑄件質量都有（yǒu）明顯的影響。其中澆（jiāo）口和澆道是將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是成型壓（yā）鑄件的腔體和壓（yā）鑄件直（zhí）接接觸，澆口（kǒu）和澆道的設計、型（xíng）腔分布等對於壓鑄（zhù）件的質量而已至關重要。合理的模（mó）具設計既要保證完整充型，也要（yào）保證充型過程中盡量少出現卷氣等現象。梯（tī）形澆道所產生的氣（qì）孔量要多於橢圓形澆口（kǒu），設計橢圓形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，壓鑄的壓力、溫度以及模具的（de）溫度等對鋅合金壓鑄件質量（liàng）的影響主要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針（zhēn）對模具溫度（dù）的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組（zǔ）織有明顯的孔洞，而模溫為（wéi）165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅合（hé）金（jīn）壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續的清理和（hé）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。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢測，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理工序，主要包（bāo）括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕（shí）活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密（mì）層。致密層（céng）下組織（zhī）疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後（hòu）續電鍍（dù）將出現漏鍍（dù）、孔洞、積液等問題。另外，拋（pāo）光膏（gāo）塗抹不均勻所引（yǐn）起的拋光過程中（zhōng）局部過熱（rè）而產生的麻點，以及拋（pāo）光膏未（wèi）清理幹淨，也（yě）都會導致電鍍（dù）後起泡。除蠟、除油需要（yào）將表麵的蠟及油（yóu）脂清除幹淨，這樣才（cái）能保證電鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過（guò）程的影響

鋅合金壓鑄件為了獲得良好的裝飾性（xìng）和耐腐蝕性（xìng），在壓鑄完成後要進（jìn）行相應的電鍍（dù）處理，一般包括鍍銅（tóng）層、鍍鎳層（céng）和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍（dù）過程中一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換（huàn）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（yàng）的電（diàn）位（wèi）較正，表麵很快形成暗紅色置換銅（tóng）而對鍍層結合力不利；氰化鈉含量較高時電位較負（fù），試樣表麵未見有置換銅生成。然而高的氰化鈉濃度會（huì）抑製鍍層的沉積，因此（cǐ）氰化鈉的濃度要控製（zhì）適度。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要（yào）較厚的鍍（dù）層才能達到密封的（de）要求。研究表（biǎo）明鋅合金（jīn）壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工件的（de）腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會（huì）掩蔽（bì）基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍（dù）鉻液中Zn2+的濃（nóng）度不能過高，否則會使電流密度大的部位上出現疏鬆、燒（shāo）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（biǎo）麵沒有明顯破壞，而是整個鍍（dù）層呈現隆起。這說明（míng）起泡問題是由底層或內（nèi）層電鍍引起（qǐ）的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層（céng）電鍍過程中，鍍層的結合（hé）力、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡的影響至關重要（yào），同時電鍍過程中的過（guò）度析氫也會對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅（xīn）基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅（xīn）基體和鍍銅層無（wú）缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層（céng）無（wú）缺陷，但鍍銅（tóng）層（céng）存在孔缺（quē）陷；

(4)鋅基體無缺（quē）陷，但鍍（dù）銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層（céng）存在（zài）孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層（céng）存（cún）在孔（kǒng）缺陷，但鍍鎳層無缺（quē）陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和（hé）鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄（zhù）件多層電鍍（dù）中，上（shàng）述（shù）(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有孔洞等缺（quē）陷，而孔洞缺陷的外部存（cún）在致密的密封層（céng），在電鍍過程中這樣（yàng）的密（mì）封腔體（tǐ）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（tǐ）內產生一定的壓力，經過一段時間就會導致（zhì）起泡問題。而（ér）在(2)、(4)、(6)、(8)四種（zhǒng）情況下，鍍層內部或基體存在（zài）通向鍍層的最外表麵通道，通道（dào）中會（huì）儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍層間的腐蝕電位（wèi）不同，會形成腐（fǔ）蝕原電池，同時腐蝕產物（wù）也可能會順著孔道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置（zhì）換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度（dù）對鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件電鍍質量（liàng）的影響最為關（guān）鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金壓（yā）鑄件的缺陷（xiàn）難以用肉眼直接觀（guān）察（chá），可以利用滲透染色的方法先用滲透（tòu）劑（jì）在（zài）表（biǎo）麵（miàn）滲透，然後用顯色（sè）劑（jì）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（yú）以上的綜述和分（fèn）析（xī），總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡（pào）問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主（zhǔ）要是鉛、鎘（gé）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（lěng）隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵致密層或（huò）拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油（yóu）等清理不徹（chè）底（dǐ）或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表（biǎo）麵質量、打底鍍（dù）層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱患（huàn）。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問題的（de）防治最為重要的是對初始鍍（dù）層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量（liàng）都要嚴格把關。可在電鍍前對（duì）鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證（zhèng）鍍前基體（tǐ）表麵（miàn）的質量。