锌合金压铸件电镀层起泡成因与（yǔ）消除对策

相比于铜、铝等合金，锌（xīn）合金拥（yōng）有熔点较低、铸造性能好、经济效益高等优势，在汽车工业、家用电器、日用五金等行业得到广（guǎng）泛的应用（yòng）。锌合金（jīn）压铸件按使用要求分为两类，一类是结构功能性压铸件，另一类是无特殊要求的零部件。由于锌合金活泼、易腐蚀，一般覆盖保护性镀（dù）层之后才能应（yīng）用（yòng）。锌合金表面电镀时容易形成置换（huàn）反（fǎn）应层，引起镀层界面结合力不良，工（gōng）件也会（huì）因其表面致密（mì）性不（bú）好而含电镀液。这些潜在的问题一段时间后会以镀层起（qǐ）泡的形式表（biǎo）现出来，引起严重的质量问题，明确锌合金压铸件电镀后起泡原（yuán）因并制定消除对策十分重要。

本文从生产原（yuán）料及其精炼、压铸工艺，镀（dù）前处理和电镀过程等角度，分析了导致（zhì）锌合金压铸件电镀后起泡的原因，并提出了对策。

1锌（xīn）合金压铸件生（shēng）产

多层镀层包裹的状态，其电镀加（jiā）工是一个环环（huán）相扣的过程，每一道工序得到的表面状态都具有传递性（xìng）。

在生产中压铸锌（xīn）合金原料成分、锌合金和回收料（liào）比例不合理以及精炼效果差，压铸（zhù）模具设计及压铸工艺参数不（bú）合理，镀前（qián）处理（lǐ）质量差及后续各电镀工艺不合理都可能导致起（qǐ）泡。因此，起泡（pào）问题的排查需要在生产流程上多点进行监测，特别是锌（xīn）合金压铸件镀前表面状态的检测，同时也要对初始镀层与基体的结合力以及镀（dù）层的覆盖率（lǜ）、致密度进行全面的监测。

2导致起（qǐ）泡缺陷的原因

2.1原料及精炼的影响

锌合金压铸件一（yī）般使用（yòng）含铝量为3%-4%的锌铝合金，按照压铸锌合金（jīn）标准，需要检测的化学成分包（bāo）括锌、铝、镁、铜、铅、铁、镉、锡等8项（xiàng）。其中铅、镉（gé）杂质的含量对锌合金压铸件质量的影（yǐng）响最为显著。在对锌合金压铸件出现起泡问题的研究分析表明：压铸锌（xīn）合金的铅、镉含量较低（dī）(Pb<0.002%，Cd<0.002%)时起泡问题（tí）较少，较高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)时产品出现的起泡问题显（xiǎn）著增加。其主要原因是锌合金压铸件中的铅、镉、锡等杂质会在晶界处聚集而导致晶间腐蚀，晶间腐蚀处会膨胀而顶（dǐng）起镀（dù）层，引（yǐn）起起（qǐ）泡问题。

在锌（xīn）合金压铸过程（chéng）中（zhōng）会不断产生压铸浇（jiāo）道凝料以及其他废料，用来压铸的锌合金（jīn）液（yè）都是由（yóu）新料与回收（shōu）料混合熔炼而（ér）成。文献中研究了回收料掺入比率及精炼对压铸锌合金状（zhuàng）态的影响。在锌合金（jīn）的熔（róng）炼过程中，回收料的掺入会显著地（dì）影响锌合（hé）金的组织性能，。

精炼前后组织对比说明：当掺入50%回（huí）收料（liào）时，氯化氨（ān）精（jīng）炼后基本可以消除锌合金中的杂质；当（dāng）全部是回收料时，精（jīng）炼虽然可以（yǐ）明显地改善锌合金的组织，但（dàn）精（jīng）炼后（hòu）依然还存在（zài）40%杂质（zhì）。压铸锌合金中杂质含量高对锌合金液的压铸成型能力及（jí）锌合金的力学性能都不利，引起电镀后起泡的概率也会大（dà）大增加（jiā）。

锌合金原料中（zhōng）的杂质含（hán）量、熔炼回收料的掺（chān）入比率及精炼对压铸（zhù）产品质量都有较大（dà）影响，这种影响会（huì）依次传递，最终影响到锌合金件电镀后的质量。因此，锌合金压铸生产不仅要严把原料质量关（guān），而且要（yào）对压铸前锌合金液进行质（zhì）量监测。

2.2压铸模具的影响

压铸是锌合金件制作的关键步骤，压铸模具（jù）的设计和压铸参数的设置对压（yā）铸件质量都有明（míng）显的影响。其中浇口和浇道是将（jiāng）锌（xīn）合金液引向型腔（qiāng）的过道，型腔则是成型压铸件的腔体（tǐ）和压铸件直接接触，浇口和浇道的（de）设计、型腔分布等对于压铸件的质量而（ér）已至关（guān）重要。合理的模具设计既要保证完整充型，也要保（bǎo）证（zhèng）充型过程中尽量少出现卷（juàn）气等现（xiàn）象。梯形浇道所产（chǎn）生的气孔量要多于椭圆形浇口，设计椭（tuǒ）圆形浇道在压铸质量上优要于梯形浇（jiāo）道。压（yā）铸锌合金件的多孔组织对其机械性能和电（diàn）镀质量都十分不利。

在压铸过（guò）程（chéng）中，压（yā）铸的压力、温度以及模具的温度等对锌合金压铸件质量的影响（xiǎng）主要表（biǎo）现（xiàn）在气孔、冷隔等压铸缺陷方面。针对模具温度的研究表明，当模温在160°C时，压（yā）铸后（hòu）的组织有明显的孔（kǒng）洞，而模温为165°C和170°C时的组织更为致密。

锌合金压铸过程（chéng）中产生的气泡（pào）、冷隔和裂纹等缺陷都会给后续的清理和电镀带来困难，保证压铸件质量才能为电镀提供优质的基体材（cái）料。要对（duì）压铸件进行（háng）严格的质量检测，不能达标则果断报废，否则将给后续加工带来更大的损（sǔn）失。

2.3电镀前（qián）处理的影响

锌合金压铸件（jiàn）在电镀前还要（yào）进行多道前处理工序，主要包括（kuò）打磨、抛光、除蜡、除油、酸蚀活化等。

锌合金压铸件表面（miàn）只有0.05-0.10mm的表面致密层（céng）。致密层（céng）下组织疏松多孔，如果打磨露出（chū）疏松多孔组织，后续电镀将出现漏镀、孔洞、积液等问题。另外，抛光膏涂抹不均匀所引起的（de）抛光过程中（zhōng）局部（bù）过热而产生的（de）麻点，以及抛光膏未清理干净，也（yě）都会导致电镀后起泡。除蜡、除（chú）油需要将表面的蜡及油脂清除干净，这样才能保证电镀时基体（tǐ）有清洁活化的表面。酸蚀活化，一般用（yòng）弱酸短时间侵蚀，不宜时（shí）间过长，侵蚀（shí）后的锌合（hé）金表面更利于电镀。

2.4电镀过程的影响

锌合金（jīn）压铸件为了获得良好的装饰性和耐（nài）腐蚀性，在压铸完成后要进行相应的电镀处理，一般包括镀铜层、镀镍层和镀铬（gè）层。

锌合金压铸件电镀（dù）过（guò）程中一般要氰化（huà）物预镀铜（tóng），抑制预镀铜中置换（huàn）镀铜的出现至关重要。研究表明：在氰化镀铜中，当氰（qíng）化钠含量低时（shí），试样（yàng）的电位较正（zhèng），表面（miàn）很（hěn）快形成暗红色置换铜而（ér）对镀层（céng）结合力不利；氰（qíng）化钠含量较高时电位较负（fù），试样表面未见有置换铜生成。然而高的氰化钠浓度会抑制（zhì）镀层的沉（chén）积，因此氰化钠的浓度要控制适度。锌合金（jīn）压铸件电镀（dù）镍的过程中，一般由于镍孔隙率较高，需要较厚的（de）镀层才能（néng）达到密封的要求。研究表明锌合金压铸件（jiàn）中性电镀镍技术，其镀液近中性，对工件的腐蚀少，镀液中的柠檬酸钠会掩蔽基体溶出（chū）的Zn2+。锌合金压（yā）铸件电镀铬液中Zn2+的浓度不能过高，否则会使电流密度大的（de）部位上出现疏松、烧焦。

锌合金压铸件电镀后起泡现象如（rú）图8所示，一般镀件表面没有明显破坏，而是整个镀层呈（chéng）现隆起。这说明起泡（pào）问题是由底层或内层电镀（dù）引起的，特别是（shì）打底（dǐ）镀层（céng）的结合力和覆（fù）盖率。

在锌合（hé）金压（yā）铸件多层电镀过（guò）程中，镀层的结合力、覆盖率和致密程度对镀后起泡的影（yǐng）响至关重要，同时电镀过程中的过度析氢也会对起（qǐ）泡问题有一定贡献。

(1)锌基体、镀（dù）铜层、镀镍层均无孔缺陷；

(2)锌基体和镀铜层无缺（quē）陷，但镀镍（niè）层存在孔缺（quē）陷；

(3)锌基体（tǐ）和镀镍层无缺陷，但镀铜层存在孔缺陷；

(4)锌基体无（wú）缺陷，但镀铜层和（hé）镀镍层（céng）存在孔缺陷；

(5)锌基体存在孔缺陷，但镀铜层和镀（dù）镍层无（wú）缺陷；

(6)锌（xīn）基（jī）体和镀镍层存在孔缺陷，但镀铜层（céng）无缺陷（xiàn）；

(7)锌基（jī）体和镀铜层存在孔缺陷，但镀镍（niè）层无缺陷；

(8)锌基体、镀铜层和镀镍层均存在孔缺陷。

锌合金压铸件多层电镀中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四种情形中，底层或基体有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部存在致密的密封层，在电镀过程（chéng）中这样的密封腔体会储存一定的电（diàn）镀液（yè），经过一（yī）系列的反应就会影（yǐng）响到界（jiè）面的结合力，同时腔体内产生一定的（de）压力，经过一段时间（jiān）就会导致起泡问题。而在(2)、(4)、(6)、(8)四种（zhǒng）情况下，镀层内部或基（jī）体（tǐ）存在通向镀层的最外表面通道（dào），通道中会储存电镀液等杂质，当腐蚀发生时，由于锌合金基体与各镀层间的腐蚀电位不同，会形（xíng）成腐蚀原电池，同时腐蚀产物也可能会顺着孔道扩散到表面，形成腐蚀霉斑。

打底镀层出现置换镀与否以及镀层的致密覆盖（gài）程度对锌合金压铸件电镀质量的影响最为关键，需要特别（bié）关注。镀前锌合金压铸件的缺陷难以用肉眼直接观察，可以利用渗透染色的方法先用渗透剂（jì）在表面渗透，然后（hòu）用显色（sè）剂使缺陷显露出来，从而达到检（jiǎn）测的效果。

3结论（lùn）及建议

基于（yú）以上的综述和分析（xī），总结引起锌（xīn）合金压铸件电镀（dù）后起泡问题的原因有：(1)压铸锌合金液中存在有害杂质(主要是铅、镉等)；(2)锌合金压铸（zhù）模具及工（gōng）艺引起了表面缺陷(主要包括气泡、冷隔等（děng）)；(3)打磨时破坏了压铸件表（biǎo）面致密层或抛光过热而出现表面惰性区域；(4)除蜡、除油等清理不彻底或过酸蚀；(5)打底电镀层出现置（zhì）换；(6)多层电镀孔隙中含有镀液。其中，镀前表（biǎo）面质量、打底镀层置换镀及覆盖（gài）率是起泡问题的最大隐（yǐn）患。锌合金压铸件电镀起泡问题的防治最（zuì）为重要的是对初始镀（dù）层质（zhì）量的控制（zhì），而且对（duì）镀前、镀后质量都要严格把关。可在电镀前对（duì）锌合金压铸（zhù）件（jiàn）进行渗透显色检测（cè），以保证镀前基体表面的质量。