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（xīn）合金擁有（yǒu）熔點（diǎn）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（xīn）合金（jīn）壓鑄件按使用要求分（fèn）為兩類（lèi），一類是結構（gòu）功能性壓鑄件（jiàn），另一類（lèi）是（shì）無特殊要求的零部（bù）件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般（bān）覆蓋保護性鍍層（céng）之後才能應（yīng）用。鋅合金表麵電鍍時容（róng）易形成置換反應層，引起鍍層界（jiè）麵結合力不良，工（gōng）件也（yě）會因其表麵（miàn）致密性不（bú）好而含電鍍液。這些（xiē）潛在的問題（tí）一段時間後會以鍍層（céng）起泡的形式表現出來，引起（qǐ）嚴重的質量問（wèn）題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起（qǐ）泡原因並製定消除對（duì）策十（shí）分重要（yào）。

本文從（cóng）生（shēng）產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分析了導致鋅合金壓鑄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，其電鍍加工是一個環環相扣的過程，每一道工序得到（dào）的表麵狀態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄（zhù）鋅合金原料成分（fèn）、鋅合金和回收料比例不合（hé）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可能導致起泡。因此，起泡問題的（de）排查需要在生（shēng）產流程上（shàng）多（duō）點（diǎn）進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前（qián）表麵狀（zhuàng）態的（de）檢測，同時也要對初始鍍（dù）層與基（jī）體的結（jié）合力以及鍍（dù）層的覆蓋率、致（zhì）密度進行（háng）全麵的（de）監測。

2導致（zhì）起泡缺陷的原因

2.1原料及精（jīng）煉（liàn）的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛（qiān）、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅（xīn）合金壓鑄件質量的影響最為（wéi）顯著。在對鋅合金壓鑄（zhù）件出（chū）現起泡問（wèn）題的研究分析表明：壓鑄鋅合金（jīn）的鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時（shí）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。其主要原因是（shì）鋅合（hé）金壓鑄（zhù）件中的鉛、鎘、錫等雜質會在（zài）晶界處聚集而導致晶間腐（fǔ）蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

在鋅合（hé）金壓鑄（zhù）過程中會（huì）不斷（duàn）產生壓鑄（zhù）澆道凝（níng）料以及其他（tā）廢料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新料與回收（shōu）料混合熔煉而成。文獻中研究了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金（jīn）狀態的（de）影（yǐng）響。在鋅合金的熔煉（liàn）過（guò）程中，回收料的摻入會顯著地影響鋅合金的組織性（xìng）能，。

精煉前後組織對比說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基本可以（yǐ）消除（chú）鋅合金（jīn）中（zhōng）的（de）雜質（zhì）；當全部是回收料時，精煉雖然（rán）可以明顯（xiǎn）地改善鋅合金的組織，但精煉（liàn）後依然還存（cún）在40%雜質。壓鑄鋅合金（jīn）中雜質含量高對鋅（xīn）合金液（yè）的壓鑄成型能力及鋅合金（jīn）的力學性能都不利（lì），引起電鍍（dù）後（hòu）起泡的概率也會大大增加。

鋅合（hé）金原料中的雜質含量、熔煉回收料的摻入比率及精（jīng）煉對壓鑄產品質量都有較大影響，這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍（dù）後的質量。因（yīn）此，鋅（xīn）合金壓鑄生產不僅要（yào）嚴（yán）把原料質（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（de）影響

壓（yā）鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的（de）設計和（hé）壓鑄參數的設置（zhì）對壓鑄件質量都有明顯的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金液引向（xiàng）型腔的過道，型腔則（zé）是成型壓鑄件的腔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（liàng）而已至關重（chóng）要。合理（lǐ）的模具設（shè）計既要保證（zhèng）完整充型，也（yě）要保證充型過程中盡量少出（chū）現卷（juàn）氣（qì）等現象。梯形澆道所產生的氣孔（kǒng）量要多於（yú）橢圓形澆口，設計橢圓形澆（jiāo）道在壓鑄質量上優要於梯（tī）形澆道。壓鑄鋅合金件的（de）多孔組織對其（qí）機械性能和電鍍質量都十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄（zhù）的壓（yā）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（miàn）。針對模具溫度的研究表明，當（dāng）模溫（wēn）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。

鋅合金壓鑄過程中產生（shēng）的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都（dōu）會給後續的清理（lǐ）和電鍍帶來困難，保證壓鑄（zhù）件質量才能為電鍍提供優質的（de）基體材料。要對壓鑄件（jiàn）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（gōng）帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的（de）影響

鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件在電鍍前還要進行多道（dào）前處理工序，主（zhǔ）要（yào）包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸（suān）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（zhì）密層下組織疏鬆多孔，如果打（dǎ）磨露出疏鬆（sōng）多孔組織，後續電鍍將（jiāng）出現漏鍍（dù）、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏塗（tú）抹不均勻所引起的拋光過（guò）程中局部過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理（lǐ）幹淨，也（yě）都會導致電鍍後起泡。除蠟（là）、除（chú）油（yóu）需要將表麵的蠟及油脂清除幹淨，這（zhè）樣才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（duǎn）時間侵蝕，不宜時（shí）間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於（yú）電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓（yā）鑄件為了獲（huò）得良好的裝飾性和耐腐（fǔ）蝕性，在壓鑄完成後要（yào）進行相應的電鍍處理，一（yī）般包（bāo）括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預（yù）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（dù）銅中，當氰化鈉含量低時，試（shì）樣的（de）電位較正，表（biǎo）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較（jiào）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鍍層的沉積，因此氰（qíng）化鈉的濃度要控製（zhì）適度。鋅合（hé）金壓（yā）鑄件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較（jiào）厚的鍍層才能達到密（mì）封的要（yào）求。研究表明鋅合金壓鑄件（jiàn）中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體（tǐ）溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍鉻液（yè）中Zn2+的濃度不能過高，否則會使電流密度大的部位上出現疏（shū）鬆、燒焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡現象如圖（tú）8所示，一般鍍件表麵（miàn）沒有明顯破壞，而是整個鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層或內層電鍍引起的，特別是打（dǎ）底（dǐ）鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅（xīn）合金壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層（céng）的結合力、覆蓋率和致密程度（dù）對鍍後起泡的影響至（zhì）關重要，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（dù）鎳層均無孔（kǒng）缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍（dù）鎳層存在（zài）孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺（quē）陷（xiàn），但鍍銅層存在（zài）孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍（dù）銅（tóng）層和鍍鎳層存在孔（kǒng）缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無（wú）缺陷（xiàn）；

(7)鋅基體和鍍銅層存在（zài）孔（kǒng）缺陷，但鍍鎳層（céng）無缺陷（xiàn）；

(8)鋅（xīn）基體、鍍銅層和鍍鎳（niè）層均存在孔缺（quē）陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中（zhōng），上述（shù）(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有（yǒu）孔洞等（děng）缺陷（xiàn），而孔洞缺陷的外部存在致密的（de）密封層，在（zài）電鍍過程中（zhōng）這樣的密封腔體會儲存（cún）一定的（de）電鍍液，經過一係列的反應就會影響到界（jiè）麵（miàn）的結（jié）合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段（duàn）時間就會導致起泡問題（tí）。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種（zhǒng）情（qíng）況下，鍍層內部或基體存在通向鍍層的最（zuì）外表麵通道，通道中會儲存（cún）電鍍液等雜質，當腐（fǔ）蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍（dù）層間（jiān）的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同（tóng）時腐蝕產物也（yě）可能會順著孔道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置換鍍與（yǔ）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（jiàn），需要特別（bié）關（guān）注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用（yòng）肉眼直接觀察，可以利用滲透染色的（de）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，從而達到檢測的效果。

3結論及建議

基（jī）於（yú）以（yǐ）上（shàng）的綜述和分析，總結引（yǐn）起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金（jīn）液（yè）中存在有害（hài）雜質(主（zhǔ）要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起（qǐ）了表麵缺陷(主要包（bāo）括氣泡、冷隔等)；(3)打（dǎ）磨時破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、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍（dù）孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質（zhì）量、打底（dǐ）鍍層置（zhì）換鍍及覆蓋率是起泡問題（tí）的最（zuì）大隱患。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍起泡問題的防治最為重要的是對初始（shǐ）鍍層質（zhì）量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都（dōu）要嚴格把關。可在電鍍（dù）前對鋅合金（jīn）壓鑄件進行滲（shèn）透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量（liàng）。