​鋅合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（hé）金擁有熔點（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用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類（lèi），一類是結構功能性壓鑄件，另一類是無特殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅合金表麵電鍍（dù）時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因（yīn）其表麵致密性不好而含電鍍液（yè）。這些潛在的問題一段時間後會以鍍層（céng）起泡的形式表現出來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍（dù）後起泡原因並（bìng）製定消（xiāo）除對策十分重要。

本文從生產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程（chéng）等角（jiǎo）度，分析了導（dǎo）致鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後起泡的原因，並提（tí）出了對策。

1鋅合金壓鑄件（jiàn）生產

多層（céng）鍍層包裹的狀態，其電鍍（dù）加工是一個環環相扣的過程，每一道工（gōng）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（liào）比例不合理（lǐ）以及精煉（liàn）效果差，壓鑄（zhù）模具設計及壓鑄（zhù）工藝參數不合理，鍍前處（chù）理質量差及後（hòu）續各（gè）電鍍工（gōng）藝不（bú）合理都可能導致起泡。因此，起泡問題的排（pái）查（chá）需要在生產流程上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同（tóng）時也要（yào）對初始鍍層與基體的（de）結合力以及鍍層的覆（fù）蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原（yuán）料及精煉（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（zhào）壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成分包括（kuò）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的影響最為顯（xiǎn）著。在對（duì）鋅合金壓鑄件出現起（qǐ）泡問題的（de）研究分析表（biǎo）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%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜（zá）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（céng），引起起泡問題。

在鋅合金壓鑄過程中會不斷（duàn）產生壓（yā）鑄（zhù）澆道凝料以及其他廢料，用來壓鑄的鋅合金（jīn）液（yè）都是由新料與回收料（liào）混合熔煉而成。文獻（xiàn）中研究了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態（tài）的影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著地（dì）影響鋅合金的組織性能，。

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消除鋅合金中的雜質；當全（quán）部是回收料時，精煉雖然可以明（míng）顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質（zhì）。壓鑄鋅合金中（zhōng）雜質含量高對鋅合金液的壓鑄成型（xíng）能力及鋅合金的（de）力（lì）學性能（néng）都不利（lì），引起電鍍後起泡的概率（lǜ）也會（huì）大大增加。

鋅合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（liàng）都有較大影響，這種影（yǐng）響會依次傳遞，最終影響到鋅合金（jīn）件電鍍後的質量。因此，鋅（xīn）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（yè）進行（háng）質量監測。

2.2壓鑄模具的影響（xiǎng）

壓鑄是鋅（xīn）合金件製作（zuò）的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓（yā）鑄參數（shù）的設置對壓鑄件質量都有明（míng）顯（xiǎn）的影響。其中澆口和澆（jiāo）道（dào）是將鋅合金液引向型腔（qiāng）的過道，型（xíng）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。合理的模具設計既（jì）要保證完整充型，也要保證（zhèng）充型過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道（dào）所產生的氣孔量要多於（yú）橢圓形澆口，設計橢圓形澆道（dào）在壓鑄質量上優要於梯形澆（jiāo）道。壓鑄鋅合金（jīn）件（jiàn）的多孔組織對其機械性能和電鍍質量都十分不（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（hé）金壓鑄件質量的影響主（zhǔ）要表現在（zài）氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研究（jiū）表明，當模溫在160°C時，壓鑄後（hòu）的組織（zhī）有明顯的（de）孔洞，而模溫為（wéi）165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅（xīn）合金壓（yā）鑄過程（chéng）中產生的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續（xù）的清理和電鍍帶來困難，保證（zhèng）壓鑄件質量才能為電鍍提供優（yōu）質的基體材料。要對壓鑄件（jiàn）進行嚴格的（de）質量檢測，不能達標則果斷報廢，否則將給後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進行多道前（qián）處理工序，主要包括（kuò）打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活（huó）化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致（zhì）密層。致密層下組（zǔ）織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出（chū）現漏鍍、孔洞、積液等問題（tí）。另外，拋光膏（gāo）塗抹不均勻所引起的拋光（guāng）過（guò）程（chéng）中（zhōng）局部過熱而產生的麻點，以及拋（pāo）光膏未清理幹淨，也都會導致電（diàn）鍍後起泡。除（chú）蠟、除油需（xū）要（yào）將表麵的蠟及油脂清除幹淨，這樣才（cái）能保證電（diàn）鍍時基體有清潔活化的（de）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（yú）電鍍。

2.4電鍍過程的影響（xiǎng）

鋅合金壓鑄件（jiàn）為了（le）獲得良好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完成後要進行相應的電鍍處理，一般包括鍍（dù）銅層（céng）、鍍（dù）鎳層和鍍鉻層。

鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）電鍍過程中一般要（yào）氰（qíng）化物預鍍銅，抑製（zhì）預鍍銅中置換鍍銅（tóng）的出現至關重要（yào）。研究表明：在（zài）氰化鍍銅中，當氰化鈉（nà）含量低時，試樣的電（diàn）位較正，表麵很快形成暗紅色置換銅而對鍍層結（jié）合力不利；氰（qíng）化鈉含量較高時電位較負，試樣（yàng）表麵未見有置換銅生成。然而高的氰化鈉濃度會抑製鍍（dù）層的沉積，因此氰化鈉（nà）的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的（de）鍍層才能達到密（mì）封（fēng）的要求。研究表明鋅合金（jīn）壓鑄件中（zhōng）性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工（gōng）件的腐蝕少，鍍液（yè）中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合（hé）金壓鑄件（jiàn）電鍍鉻液中Zn2+的濃度不（bú）能過高，否則會使電（diàn）流密度大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整（zhěng）個鍍層呈現隆起。這說（shuō）明起泡（pào）問題是由底（dǐ）層或（huò）內層電（diàn）鍍引（yǐn）起的，特別（bié）是打底鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓（yā）鑄件多（duō）層電鍍過程中，鍍層的（de）結合力、覆蓋率和致（zhì）密程度對鍍（dù）後起泡的影響至關（guān）重要，同時電鍍過程中的過度析氫（qīng）也會對起泡問（wèn）題（tí）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（céng）無缺陷，但鍍鎳層（céng）存在孔缺陷；

(3)鋅基體和（hé）鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層（céng）和鍍鎳層（céng）存在孔（kǒng）缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層（céng）無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存（cún）在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍（dù）鎳層均（jun1）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（xíng）中，底層或基體有孔（kǒng）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（chéng）中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一係列的反應就會影（yǐng）響到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段時間就（jiù）會導致（zhì）起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層（céng）內部或基體存（cún）在通向鍍層的最外表麵通道，通道中會儲存電鍍液等（děng）雜質，當腐蝕發生時，由於（yú）鋅（xīn）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（chí），同（tóng）時腐蝕產物也可能會順著孔道擴散到（dào）表（biǎo）麵，形成腐蝕黴斑。

打（dǎ）底鍍層出現置換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件電鍍質量（liàng）的影響最為關鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺（quē）陷難以用肉眼直接（jiē）觀察，可以利用（yòng）滲透染色的（de）方法先用滲透劑在（zài）表麵滲透，然（rán）後用顯（xiǎn）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）以上的綜述和分析，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題（tí）的（de）原因有：(1)壓（yā）鑄鋅（xīn）合金液（yè）中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具（jù）及工（gōng）藝（yì）引起了表麵缺陷(主（zhǔ）要包括氣（qì）泡、冷隔等)；(3)打磨（mó）時破壞了壓鑄件表麵致密層或拋光過（guò）熱（rè）而出現表麵惰性區（qū）域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電（diàn）鍍層出（chū）現置（zhì）換；(6)多層電（diàn）鍍孔（kǒng）隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量（liàng）、打底鍍層置換鍍及覆蓋（gài）率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問題（tí）的防（fáng）治最為重（chóng）要的是對初始鍍層質（zhì）量的控（kòng）製，而且對鍍前、鍍後質量都要嚴格把關（guān）。可在（zài）電鍍（dù）前對鋅合金壓（yā）鑄件進行滲透顯色檢測，以保（bǎo）證鍍前（qián）基體表（biǎo）麵的質量。