​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡（pào）成因與消除對策

相比於銅（tóng）、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等（děng）優勢（shì），在汽車工業、家用電器（qì）、日用五金等行業（yè）得到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分（fèn）為兩類，一類是（shì）結（jié）構功能性壓鑄件，另一類是（shì）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（biǎo）麵電鍍時容（róng）易（yì）形成置（zhì）換反應層，引起鍍層界麵結合（hé）力不良，工件也（yě）會（huì）因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（yǐ）鍍層起泡的（de）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後起泡原因並製定消除對策十分重要。

本文從生產原料及其精（jīng）煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電（diàn）鍍過（guò）程等角度，分析了導致鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡（pào）的原因，並（bìng）提出了（le）對策。

1鋅合金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的狀態，其電鍍加工是一個環環相扣的過程，每一道（dào）工（gōng）序得到（dào）的表（biǎo）麵狀態都具（jù）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，壓鑄模具（jù）設計及壓鑄工藝參數不合理，鍍前處理（lǐ）質量差及後續各電鍍（dù）工藝不合理都可能導致（zhì）起泡（pào）。因此，起泡問題的排查需要（yào）在生產流程上多（duō）點（diǎn）進行監測，特別是鋅（xīn）合（hé）金（jīn）壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時（shí）也要對初始鍍層與基體的結合力以（yǐ）及鍍層的覆蓋率、致密（mì）度進行（háng）全麵的（de）監測。

2導致起（qǐ）泡缺（quē）陷的原因

2.1原料及精煉的影響（xiǎng）

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（hé）金標（biāo）準，需要檢測的化（huà）學（xué）成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質（zhì）量的影響最為顯著（zhe）。在對（duì）鋅合金（jīn）壓鑄件出現起泡問題的研究分析表明：壓鑄（zhù）鋅合金的（de）鉛、鎘含量（liàng）較（jiào）低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時（shí）起（qǐ）泡問題較少（shǎo），較（jiào）高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品（pǐn）出現的起泡問題顯著增加。其（qí）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（huì）膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題（tí）。

在鋅合金壓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（yè）都是（shì）由新（xīn）料與回收料混合熔煉而成。文獻中研（yán）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（zhōng），回收料的摻入會顯著地影響鋅合金（jīn）的組織性能，。

精煉（liàn）前後組織對比說明（míng）：當摻入50%回收料（liào）時，氯化氨精（jīng）煉後基本可以消除鋅合金（jīn）中的雜質；當全部是回收（shōu）料時，精煉雖然可（kě）以（yǐ）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液的壓鑄成型能力及鋅合金（jīn）的力學性能都不利，引起電鍍後起泡的（de）概率也會大大增加。

鋅合金原料中的雜質含量、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（dà）影響，這種影響會依次傳遞，最終影響（xiǎng）到鋅合金件電鍍後的質（zhì）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（hé）金液進（jìn）行質量（liàng）監（jiān）測。

2.2壓鑄模具（jù）的影響

壓鑄是鋅合金件（jiàn）製作的關鍵步驟，壓（yā）鑄模具的設（shè）計和壓鑄參數的設置（zhì）對壓鑄（zhù）件質量都有明顯的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金（jīn）液引向型腔的過道，型（xíng）腔則是成型（xíng）壓鑄（zhù）件的腔體和壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布（bù）等對於壓（yā）鑄件（jiàn）的質（zhì）量而已至（zhì）關重要。合理的模具設計既要（yào）保證完整充型，也要保證充型（xíng）過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所（suǒ）產（chǎn）生（shēng）的氣孔量要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量（liàng）上優（yōu）要（yào）於梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對（duì）其機械性能和電鍍質量都十分（fèn）不利。

在壓鑄（zhù）過程中（zhōng），壓鑄的壓力、溫度以及模具的（de）溫度等對鋅合金壓鑄（zhù）件質量的影響主要表現在氣（qì）孔、冷隔等壓鑄（zhù）缺陷方麵。針（zhēn）對模具溫度的研究表明，當模溫在（zài）160°C時，壓鑄後的組織有（yǒu）明顯的孔（kǒng）洞，而模溫為165°C和170°C時的組織更為致密。

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

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄（zhù）件在（zài）電鍍前還要進行多道前處理工序，主要包括打磨、拋（pāo）光、除蠟、除（chú）油、酸蝕（shí）活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致（zhì）密層下組織疏鬆多（duō）孔，如果打磨露出疏（shū）鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔（kǒng）洞、積液等問題。另外，拋光膏塗（tú）抹不均勻所引（yǐn）起的拋光過程中局部過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理幹淨，也都會導致電鍍後起（qǐ）泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清除幹淨，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，不宜時間過（guò）長，侵蝕後的鋅合金（jīn）表麵更（gèng）利於電鍍（dù）。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄件為了獲（huò）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（tóng）層（céng）、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅（xīn）合金壓鑄（zhù）件電鍍過程中一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置（zhì）換鍍銅的出現至關重要。研究表明：在氰化鍍（dù）銅中，當（dāng）氰化鈉含量低時（shí），試（shì）樣的電位較正，表麵很快形成暗紅色置換銅而對鍍層結合力（lì）不（bú）利；氰化鈉含量較高時電位較（jiào）負，試樣表（biǎo）麵未見有置換銅生成。然而高（gāo）的氰化鈉濃（nóng）度（dù）會抑製鍍層的沉積，因此（cǐ）氰化鈉的濃度要控製適度（dù）。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍鎳的過（guò）程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚（hòu）的鍍層才能（néng）達到密封的要求。研究表明鋅合金壓鑄件中性（xìng）電鍍鎳（niè）技術，其鍍液近中性，對工件的腐蝕少（shǎo），鍍液中（zhōng）的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的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（dà）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（méi）有明顯破壞，而是整個鍍層呈現隆（lóng）起。這說明起泡（pào）問題是由底層或內層電鍍引起的（de），特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄（zhù）件多層電鍍過程中，鍍層的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡（pào）的影（yǐng）響至關（guān）重（chóng）要，同時電（diàn）鍍過程中的（de）過度析氫也會對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅（xīn）基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺（quē）陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺（quē）陷，但鍍銅層和鍍鎳（niè）層存（cún）在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但（dàn）鍍銅層和鍍鎳層無缺陷（xiàn）；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅（tóng）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、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅（xīn）合金壓鑄件多（duō）層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形（xíng）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（zài）電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經（jīng）過一係（xì）列的反應就會影響到界麵的結合力，同時腔（qiāng）體內產生一定的壓力，經過一段時（shí）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麵通道，通（tōng）道中會儲存電鍍液等雜質（zhì），當腐蝕發生時，由於（yú）鋅合金基體與各鍍層間的腐（fǔ）蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產物也可能會順著孔道擴散到表麵，形成腐蝕（shí）黴斑。

打底（dǐ）鍍層出現置換鍍與否以及鍍（dù）層的致密覆蓋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（tòu）染色的方法先用滲透（tòu）劑在表麵（miàn）滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露出來，從而達到檢測的效（xiào）果。

3結論及建議

基（jī）於以上的綜述和分析，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問（wèn）題的原（yuán）因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜（zá）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（xiàn）(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時（shí）破壞了壓（yā）鑄件表麵（miàn）致密層或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（huò）過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙（xì）中含有鍍液（yè）。其（qí）中（zhōng），鍍前（qián）表（biǎo）麵質量（liàng）、打底鍍（dù）層置換（huàn）鍍及覆蓋率（lǜ）是（shì）起泡問題的最大隱患。鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍起泡問（wèn）題（tí）的防治最為重要的（de）是對初始鍍層質（zhì）量的控製，而且對鍍前、鍍（dù）後質量都要（yào）嚴格把（bǎ）關（guān）。可在電鍍前對鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。