​鋅合（hé）金壓鑄（zhù）件電鍍層起泡成因與消除對策

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等優勢，在汽車工（gōng）業、家用電器、日用五金等行（háng）業得到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功能性壓鑄（zhù）件，另一類是無特殊要求的零部（bù）件。由於鋅合（hé）金活潑（pō）、易腐蝕，一般覆蓋保（bǎo）護性鍍（dù）層之後才能應用。鋅合金表麵電鍍時容（róng）易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也（yě）會因其表麵致密性（xìng）不好而含電鍍液。這些潛在（zài）的問題一段時間後會以鍍層起泡的形式表（biǎo）現出來，引起（qǐ）嚴重的質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因（yīn）並製定消（xiāo）除對策（cè）十分重要。

本文從生產原料及（jí）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（diàn）鍍後起泡的原因，並提出了對策。

1鋅合金（jīn）壓鑄件生產

多層（céng）鍍層包（bāo）裹的狀態，其電鍍加工是一個環環相（xiàng）扣的過程，每一道工序得（dé）到（dào）的（de）表麵狀態都具有傳遞（dì）性。

在生產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金和回收（shōu）料比例不合理以及精煉效（xiào）果差，壓鑄模具（jù）設計及壓鑄（zhù）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，起泡問題的排查需要在生產流程上多（duō）點進行監（jiān）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（dù）層與基體的結合力以及（jí）鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的（de）監測。

2導（dǎo）致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影（yǐng）響

鋅合金壓鑄件一（yī）般使用含（hán）鋁（lǚ）量為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的（de）化學成分包（bāo）括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其（qí）中（zhōng）鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質量（liàng）的影響（xiǎng）最為顯著。在對鋅合（hé）金壓鑄件出現起泡問題（tí）的研究分析表明：壓鑄鋅合金的（de）鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較少，較高（gāo）(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產（chǎn）品出現的起泡問題顯著增加。其主要原因是（shì）鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕處會膨（péng）脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金壓鑄（zhù）過程中會不斷產生壓鑄澆道凝料以（yǐ）及其他廢料，用來壓鑄的鋅（xīn）合金液都是由新料與回收料混合熔煉而成。文獻中研究了回收（shōu）料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態的影響。在鋅合（hé）金（jīn）的熔煉過程中，回（huí）收（shōu）料的摻入會顯著地影響鋅合金的組織性能，。

精煉前後組（zǔ）織對比說明：當摻入50%回（huí）收料時，氯化氨精煉後基（jī）本可（kě）以消除鋅合金中的雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可以（yǐ）明顯地改善鋅合金（jīn）的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量高對鋅合金（jīn）液的（de）壓鑄成型能力及鋅合金的（de）力學性能都不利（lì），引起電鍍後起（qǐ）泡（pào）的概率也會（huì）大大增加。

鋅合金原料中的雜質（zhì）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，這種影響會（huì）依次傳遞，最終影響到鋅合（hé）金件電鍍後的（de）質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要（yào）嚴把原料（liào）質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進行質量（liàng）監測。

2.2壓鑄模具的影（yǐng）響

壓鑄是（shì）鋅合金件製作的關鍵步驟，壓（yā）鑄模具（jù）的設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都（dōu）有明顯（xiǎn）的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金液引向型腔的（de）過道，型（xíng）腔則是成型壓鑄件（jiàn）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而已至關重要。合理的模具設計既要保證完整充型，也要保證充型過程中盡量少出現（xiàn）卷氣（qì）等現象。梯形澆道所產生的氣孔量要多於（yú）橢圓形澆口，設計橢圓（yuán）形澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆（jiāo）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（yā）鑄過（guò）程中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等對鋅合金壓鑄（zhù）件質量的影響主要表現在（zài）氣孔、冷（lěng）隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的孔洞，而模溫為165°C和170°C時的（de）組織更為致密。

鋅合金壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和裂紋等缺（quē）陷都會給後（hòu）續的清理和（hé）電鍍（dù）帶來困難，保證壓鑄件質量才能為電鍍提（tí）供（gòng）優（yōu）質的（de）基體材料。要（yào）對壓鑄件（jiàn）進（jìn）行嚴格（gé）的質量檢（jiǎn）測，不能達標則果斷報廢，否（fǒu）則將給後續加工帶來更大的損（sǔn）失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓（yā）鑄件在電鍍（dù）前還要進行多道前處理工序，主要包括（kuò）打（dǎ）磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金壓（yā）鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露（lù）出疏鬆多孔組織（zhī），後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋光（guāng）膏塗抹不均勻所引起的拋光過程中局（jú）部過熱而產生的麻（má）點（diǎn），以及拋光膏未清理幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的（de）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。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不（bú）宜時間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的（de）影響（xiǎng）

鋅（xīn）合金壓鑄件為了（le）獲得良好的裝飾性和（hé）耐腐蝕性，在壓鑄完成後要進行相應（yīng）的電鍍（dù）處理，一般包括鍍（dù）銅層、鍍（dù）鎳（niè）層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程（chéng）中一般要氰（qíng）化物預鍍銅，抑製預鍍銅（tóng）中置換鍍銅的出（chū）現至關重要。研（yán）究表明：在氰化鍍銅中，當氰化（huà）鈉含量低時，試樣的電位較正，表麵很快形成暗紅（hóng）色置換銅而對鍍層結合力不利；氰化鈉（nà）含量較高時電位較負，試樣表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（jī），因此氰化鈉的濃度要控製適（shì）度。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率（lǜ）較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要求。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術（shù），其鍍液近中（zhōng）性（xìng），對工件的（de）腐蝕少，鍍液中的（de）檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出（chū）的Zn2+。鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高，否（fǒu）則會使電流（liú）密度大的部位上出（chū）現疏鬆、燒焦。

鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍後起泡現象如圖（tú）8所示，一（yī）般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整個鍍層（céng）呈現（xiàn）隆起。這說明起泡問題是由底（dǐ）層或內層電鍍（dù）引起的，特別（bié）是打（dǎ）底鍍層的結合力和覆蓋（gài）率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中，鍍（dù）層的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍後（hòu）起泡的影響（xiǎng）至關重要，同時電鍍過程中（zhōng）的過度析氫也會對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基（jī）體（tǐ）和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體（tǐ）無缺陷，但鍍（dù）銅層（céng）和（hé）鍍（dù）鎳層存（cún）在孔缺（quē）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（niè）層存在孔缺陷（xiàn），但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳（niè）層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄（zhù）件多層（céng）電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情（qíng）形中，底層（céng）或基體有孔洞等缺陷，而（ér）孔洞缺陷的外部存在致密的密封層，在電鍍過（guò）程中這樣的密封腔（qiāng）體會儲（chǔ）存一定的電鍍液，經過一係列的反應就（jiù）會（huì）影響（xiǎng）到界麵的（de）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題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部或基體（tǐ）存在通向鍍層的最外表（biǎo）麵通道，通道中會儲存電鍍液（yè）等雜（zá）質，當腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍（dù）層間（jiān）的腐蝕（shí）電位不同，會形成腐（fǔ）蝕原電池，同時腐蝕產物也可（kě）能會（huì）順著孔（kǒng）道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑（bān）。

打底鍍層出現置換鍍與否以及鍍層的致密（mì）覆蓋程度對鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍質量的影響（xiǎng）最為關鍵（jiàn），需要特（tè）別關（guān）注。鍍（dù）前鋅合金壓鑄件的（de）缺陷難以用肉眼直接觀察，可以利用滲透染色（sè）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，從而達到檢測的效果。

3結論及建議

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質（zhì）(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝（yì）引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等（děng）)；(3)打（dǎ）磨時破壞了壓（yā）鑄件表（biǎo）麵致密層或拋光（guāng）過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除（chú）油等清理不徹底或過酸蝕（shí）；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層（céng）置換鍍及覆蓋率是起泡問（wèn）題的最大隱（yǐn）患（huàn）。鋅合金壓鑄件電鍍（dù）起泡問題的防治最為重要（yào）的是對（duì）初始鍍層質量的控（kòng）製，而且對鍍前、鍍後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對（duì）鋅合金壓鑄件（jiàn）進行滲透顯（xiǎn）色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。