​鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍（dù）層起泡成因與消除對策

相比（bǐ）於銅、鋁等合金，鋅（xīn）合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等優勢，在汽車工業、家用電器、日用五金等（děng）行業得（dé）到廣泛（fàn）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件，另一類是無特殊要求（qiú）的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一（yī）般覆蓋保護性鍍層之後才（cái）能應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因其（qí）表麵致密（mì）性不好而含電鍍液。這些潛在的問題一段時間後會以鍍層起泡的形式（shì）表現出來，引起嚴重的（de）質量問（wèn）題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原（yuán）因並製定消除對策十分重要。

本文從生產原（yuán）料及其精煉、壓（yā）鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度（dù），分析了導致鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後起（qǐ）泡的原因（yīn），並（bìng）提出（chū）了對策。

1鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄件生產

多層鍍層包裹的狀態，其電（diàn）鍍加工（gōng）是（shì）一個環環相扣的過程，每（měi）一道工序得到的表麵狀態都具有傳遞（dì）性。

在生產中壓鑄鋅合金（jīn）原料成分（fèn）、鋅合金和回收（shōu）料比例不合（hé）理（lǐ）以及（jí）精煉（liàn）效果差，壓鑄模具（jù）設計及壓鑄工藝參數（shù）不合理，鍍（dù）前處理質量差及後續各電鍍工藝不合理都（dōu）可能導（dǎo）致起泡。因此，起泡問題的排查需要在生產流程上多點進行監測，特別是鋅合金壓（yā）鑄件鍍前表麵（miàn）狀態的檢測，同時也要對初始鍍層（céng）與基（jī）體的結合力以及鍍層的覆蓋率（lǜ）、致密度進行（háng）全麵的監測。

2導（dǎo）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（měi）、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件（jiàn）質量（liàng）的影響最為顯著。在對鋅合金（jīn）壓鑄件出現起泡問題的研究分析表明：壓鑄鋅（xīn）合金的鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題（tí）較少（shǎo），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、錫等雜質會在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（qǐ）起泡（pào）問題。

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

精煉（liàn）前後組織對比說明：當（dāng）摻入50%回（huí）收（shōu）料時，氯化（huà）氨（ān）精煉後基本可以消除（chú）鋅合金中（zhōng）的雜質；當全部是回收料時，精（jīng）煉雖然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。壓鑄鋅合金中雜質含量高對鋅合金（jīn）液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能都不利，引起電鍍（dù）後起泡（pào）的概率也會大大增（zēng）加。

鋅合金原料中的雜質（zhì）含量、熔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，這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的（de）質量。因此，鋅合金壓鑄（zhù）生（shēng）產不僅要嚴把原料質量關，而且要對（duì）壓（yā）鑄前鋅合金液（yè）進行（háng）質量監測（cè）。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵步（bù）驟，壓（yā）鑄模具的（de）設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都（dōu）有明（míng）顯的影響（xiǎng）。其中澆口（kǒu）和澆道是將（jiāng）鋅合金液引向型腔（qiāng）的過道，型腔則是（shì）成型壓鑄件（jiàn）的腔體和壓鑄件直接接觸，澆口和澆（jiāo）道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的（de）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卷氣等現象。梯形澆道所產生的（de）氣孔量要多於橢圓形澆口，設計（jì）橢圓形（xíng）澆道在壓鑄質量（liàng）上優要於梯形澆道。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（fèn）不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓（yā）力、溫度以及模具的溫度等對鋅合金壓（yā）鑄件質量的影響主要表（biǎo）現在氣孔、冷隔等壓鑄缺（quē）陷方麵。針對模具溫度的研究表明（míng），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時的組織更（gèng）為致密。

鋅合金壓鑄過程中產（chǎn）生的氣泡（pào）、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續的清理和電鍍帶來困難，保證壓鑄（zhù）件質量才（cái）能為（wéi）電鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢測，不（bú）能達標則果斷報廢，否則將給後續加工帶來更大的損（sǔn）失。

2.3電鍍前處理的（de）影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進行多道前處理工序（xù），主要包（bāo）括（kuò）打磨、拋光（guāng）、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅（xīn）合金壓（yā）鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵（miàn）致（zhì）密（mì）層。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問（wèn）題。另（lìng）外，拋光膏塗抹不均（jun1）勻所引起的拋光過（guò）程（chéng）中局部過熱而產生的麻點，以及（jí）拋光膏未清理幹（gàn）淨，也都會導致電（diàn）鍍後起泡。除蠟（là）、除油（yóu）需要將表麵（miàn）的蠟及油脂清除幹淨，這樣才能保證電鍍時（shí）基（jī）體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時（shí）間侵蝕，不（bú）宜時間過（guò）長，侵蝕後的鋅合金（jīn）表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄件（jiàn）為了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，一般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓（yā）鑄件電（diàn）鍍過（guò）程中一般要氰（qíng）化物預（yù）鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣（yàng）的電位（wèi）較正，表麵很快形成暗紅色（sè）置（zhì）換銅而對鍍層結合力不利；氰（qíng）化鈉含量較高時（shí）電位較負，試樣表麵未見有置換（huàn）銅生成。然而高的氰化鈉濃度（dù）會抑（yì）製鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙（xì）率較高，需要較厚（hòu）的鍍層才能達到密封的要求。研究表明（míng）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（tǐ）溶出（chū）的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高，否則會使電流密度大的部位上出（chū）現疏鬆、燒（shāo）焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡現象如圖8所（suǒ）示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整（zhěng）個鍍層（céng）呈現隆（lóng）起。這說明（míng）起泡問題是由底層或（huò）內層電鍍引起的，特（tè）別是打底鍍層的結合力和覆蓋率（lǜ）。

在鋅合金壓鑄（zhù）件多層電鍍過程（chéng）中，鍍層的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍後（hòu）起泡的影響至（zhì）關重要，同時（shí）電鍍過程中的過（guò）度析氫也會對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均（jun1）無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺（quē）陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層（céng）存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷（xiàn），但鍍銅層和鍍鎳層存在（zài）孔（kǒng）缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅（tóng）層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基（jī）體和鍍鎳層存在孔（kǒng）缺陷，但鍍銅層無（wú）缺陷；

(7)鋅基（jī）體和鍍銅層存在孔缺（quē）陷，但鍍（dù）鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅（xīn）合（hé）金壓（yā）鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層（céng）或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部存（cún）在（zài）致密（mì）的密封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液（yè），經（jīng）過一係列的反應就會影響到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段時間就會導致（zhì）起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍（dù）層內部或基體存在通向鍍層的最外表麵通道，通道中會（huì）儲存電鍍液等（děng）雜質（zhì），當腐蝕發生時，由於鋅合金基（jī）體與各鍍層間（jiān）的腐蝕電位不同，會形成腐（fǔ）蝕原電池，同時腐蝕產物（wù）也可能（néng）會順著孔道擴散到（dào）表麵，形成（chéng）腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置換鍍與否以及（jí）鍍（dù）層的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件電鍍質量的影響最為關鍵，需要特別關（guān）注。鍍前鋅合金壓鑄件的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（miàn）滲透，然後用（yòng）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

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後起泡問題（tí）的原因有：(1)壓鑄（zhù）鋅合金液中存在（zài）有害雜質(主要（yào）是鉛、鎘等)；(2)鋅（xīn）合金壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣（qì）泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞（huài）了壓（yā）鑄件表麵致密層或（huò）拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不（bú）徹底（dǐ）或（huò）過酸蝕；(5)打底電鍍層（céng）出現置（zhì）換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍起泡問題（tí）的防治最為重要的是對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）件進行滲（shèn）透顯（xiǎn）色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。