​鋅合（hé）金壓鑄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（dī）、鑄造性能好、經濟效益（yì）高等優勢，在汽（qì）車工（gōng）業、家用電器、日用五金等行業得（dé）到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件（jiàn）按使用要求分為兩類，一類是結構功能性壓鑄件（jiàn），另（lìng）一類是無特殊要求的零部件（jiàn）。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋（gài）保（bǎo）護性鍍層之後（hòu）才能應用（yòng）。鋅（xīn）合金表麵電鍍時容（róng）易形成置換反應層（céng），引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因其表麵致密性不好而含電（diàn）鍍（dù）液。這（zhè）些潛在的問題一段（duàn）時間後會以鍍層起泡的形式表現出來，引起嚴（yán）重的質量問（wèn）題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對策（cè）十分重要。

本文從生產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和（hé）電鍍過（guò）程（chéng）等角度，分析了導致鋅合金壓鑄件電鍍後起泡的原（yuán）因，並提出了對策。

1鋅合（hé）金壓鑄件生產

多層鍍（dù）層包裹的狀態，其電鍍加工是一個環環（huán）相扣的過程，每一道工序得（dé）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、鋅合金和回收料比例不合理以及精煉效果差，壓（yā）鑄模具設計（jì）及（jí）壓鑄工藝參數不合理，鍍前處理質量差及後續各電鍍工藝（yì）不合理都可能導致起泡。因（yīn）此，起泡問題的排查（chá）需要在生產流程上多（duō）點進（jìn）行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前表（biǎo）麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍層與基體的結合力以及鍍（dù）層的覆蓋率、致密度（dù）進行全麵（miàn）的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使（shǐ）用含鋁量為3%-4%的鋅鋁合金，按（àn）照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化（huà）學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵（tiě）、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓（yā）鑄件質量的影響最為（wéi）顯著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分（fèn）析表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量較低(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（chū）現的起泡問題（tí）顯著增加。其主要原因是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，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，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，用來壓鑄的（de）鋅合金（jīn）液都是由新料與回收料混合熔（róng）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（zhuàng）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（zǔ）織性能，。

精煉前後組織對比說明：當摻入（rù）50%回收料時，氯化氨精煉後基本可以消除鋅合金中的雜質；當全部是回收料時，精煉（liàn）雖然（rán）可以明顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質（zhì）。壓鑄鋅（xīn）合金中雜質含量高（gāo）對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學（xué）性能都不利，引起電鍍後起（qǐ）泡的概率也會大大增加。

鋅合金原料（liào）中的（de）雜質含量、熔煉回收（shōu）料的摻入比率（lǜ）及精煉對壓鑄產品質量都有較大影響，這種影響會依次傳遞，最（zuì）終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進（jìn）行質量監測。

2.2壓鑄模具的（de）影響

壓鑄是鋅合金件製（zhì）作的關鍵步驟，壓鑄模具（jù）的設計和壓鑄參數（shù）的設置對壓鑄（zhù）件質量都（dōu）有明顯的影響。其中澆（jiāo）口和澆道是將鋅合金液（yè）引向型腔的（de）過道，型腔則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而已至關重要。合理的（de）模（mó）具設計既要保證完整充型，也（yě）要保（bǎo）證充（chōng）型過程中盡量（liàng）少出現卷氣等現象。梯形澆道（dào）所產生的氣孔量要多（duō）於橢圓形澆口，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（xìng）能和電鍍質量都（dōu）十分不（bú）利。

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（jīn）壓鑄件質量的影響主要表現在氣孔、冷（lěng）隔等壓鑄缺（quē）陷方麵。針對模具溫（wēn）度的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄（zhù）後的組織有明顯的孔洞，而模溫（wēn）為165°C和170°C時的組織更為（wéi）致密。

鋅合金壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都會（huì）給後續的清理和電鍍帶來困難，保證（zhèng）壓鑄件質量（liàng）才能為電鍍提（tí）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（jiāng）給後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影（yǐng）響

鋅合金壓鑄件在（zài）電鍍前還要進行多道（dào）前處理工序，主要包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金（jīn）壓鑄件表麵隻有（yǒu）0.05-0.10mm的表麵致（zhì）密層。致密層下（xià）組（zǔ）織疏鬆多孔，如果打磨露（lù）出疏鬆多孔組織，後續電（diàn）鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題。另外（wài），拋光膏塗抹不均勻所引起的拋光過程（chéng）中局部過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理幹（gàn）淨（jìng），也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要（yào）將表麵的蠟及（jí）油脂清除幹淨，這（zhè）樣才能保證電鍍時（shí）基（jī）體有清潔活化的表麵。酸（suān）蝕（shí）活化，一般用弱酸短（duǎn）時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的（de）鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄件為了獲得良好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完（wán）成後要進行相應的電鍍（dù）處理，一般包括鍍銅（tóng）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鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅（tóng）的出現（xiàn）至關重要。研究表明：在氰化（huà）鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位較正，表麵很快形成暗紅色置（zhì）換銅而對鍍層結合力不利；氰（qíng）化（huà）鈉含量（liàng）較高時電位較負，試樣表麵未（wèi）見有置換銅生成。然而高的氰化鈉濃（nóng）度（dù）會抑製（zhì）鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳（niè）的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要求（qiú）。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的（de）Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度（dù）不能過高，否則會使電流密度大的（de）部位上出現疏鬆、燒焦（jiāo）。

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

在鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）件多層電鍍過程（chéng）中，鍍層（céng）的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍後（hòu）起泡的影響至關重要，同時電鍍過（guò）程中的過度析氫也會對起泡問題有一（yī）定（dìng）貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和（hé）鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺（quē）陷（xiàn）；

(3)鋅基體（tǐ）和鍍（dù）鎳層無缺陷，但鍍銅層存（cún）在（zài）孔缺陷；

(4)鋅基體（tǐ）無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳（niè）層（céng）存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷（xiàn），但鍍銅層和鍍鎳層無缺（quē）陷；

(6)鋅基（jī）體（tǐ）和鍍鎳層（céng）存在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍（dù）鎳層無（wú）缺陷（xiàn）；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合（hé）金壓鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部存在致密的密封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存（cún）一定的電鍍液，經過一係列的反應就會影響到界麵的（de）結合力，同時腔體內產生一定的壓（yā）力，經過一段時間就（jiù）會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層（céng）內部或基體存在通向鍍層的最外表麵通道（dào），通道中會儲存電鍍液等（děng）雜質，當腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍層間的腐蝕（shí）電位不同，會形成腐蝕原電池（chí），同時腐蝕產物也可能會順著孔（kǒng）道擴散到表麵，形（xíng）成腐（fǔ）蝕黴斑。

打底鍍（dù）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（zhì）量的影響最為關鍵，需要特別關（guān）注。鍍前鋅合金壓鑄（zhù）件的缺陷難以用肉眼直接（jiē）觀察，可（kě）以利用滲透染（rǎn）色的方法（fǎ）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（jí）建議

基於以上（shàng）的（de）綜述和（hé）分析，總（zǒng）結引（yǐn）起鋅合金壓鑄件電鍍後（hòu）起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中（zhōng）存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞（huài）了壓鑄件（jiàn）表麵致密層或（huò）拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層（céng）出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前（qián）表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋（gài）率是起（qǐ）泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍起泡問題的（de）防治最為（wéi）重要的（de）是對初始鍍層質量的控（kòng）製，而（ér）且（qiě）對鍍前、鍍後質量都要嚴格把關（guān）。可在（zài）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（de）質量。