​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消除對策

相比於銅、鋁（lǚ）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、日用五金等行業得到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類（lèi）是結構功能性壓鑄件，另一類是無特殊要（yào）求的零部件。由於鋅合金（jīn）活潑、易腐（fǔ）蝕，一般（bān）覆蓋保護性（xìng）鍍（dù）層（céng）之後才能應用。鋅合金表麵電鍍時容易形（xíng）成置換（huàn）反應層，引起鍍（dù）層界麵結合力（lì）不良，工件也會因其表麵致密性不（bú）好而含電鍍液。這些潛在的（de）問題一段時間後會以鍍層起泡的形式（shì）表現出來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並（bìng）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（chù）理和電鍍過程（chéng）等角度，分析了導致鋅合金壓鑄件電鍍後起泡的原因，並（bìng）提出了對策。

1鋅合金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的狀態（tài），其電鍍加工（gōng）是一個環環（huán）相扣（kòu）的過程，每一道工序得到的表麵狀態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合金（jīn）原料成（chéng）分、鋅合金和回收料比例（lì）不合理以及精（jīng）煉效果差，壓（yā）鑄模（mó）具設計及壓鑄工藝參數不合理，鍍前處理質量差（chà）及後續各電鍍工藝不合理都可能導致起（qǐ）泡。因此，起泡問題的排查需要在（zài）生產流程上多點進行監測（cè），特別是鋅合金壓（yā）鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍層與基體的結合力以及鍍層的覆蓋率（lǜ）、致密度進行全麵的監測（cè）。

2導致起泡缺陷的（de）原因（yīn）

2.1原料及精煉的影響（xiǎng）

鋅（xīn）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（xū）要（yào）檢測的化學成分（fèn）包括鋅、鋁、鎂（měi）、銅（tóng）、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜（zá）質的（de）含量對鋅（xīn）合金壓鑄件質量的影響最為顯著。在對鋅合（hé）金壓鑄件出現起泡問題的研究分析（xī）表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量較低（dī）(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（qǐ）泡問題顯著增（zēng）加。其主要原因是鋅（xīn）合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而（ér）導致晶間腐（fǔ）蝕，晶間腐蝕處會膨脹而（ér）頂起鍍層，引起起泡（pào）問題。

在鋅（xīn）合金壓鑄過程中會不斷產生壓鑄澆道凝料以（yǐ）及其他廢料，用（yòng）來壓鑄的鋅合金液都是由新料與回收（shōu）料混合熔（róng）煉而成。文獻中研究了回收料（liào）摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態的影響。在鋅（xīn）合金的熔煉過程（chéng）中，回收料的摻入會顯著地影響鋅合金的組織性能，。

精煉前後（hòu）組織對比說明：當摻入50%回收料（liào）時，氯化氨精煉後基（jī）本可以消（xiāo）除鋅合金中的（de）雜質；當全部是（shì）回（huí）收料時，精（jīng）煉（liàn）雖然可以明顯地改善鋅合金的組織，但精煉後（hòu）依然還存在（zài）40%雜質。壓鑄（zhù）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的力學（xué）性能都（dōu）不利，引起電鍍（dù）後起泡的概（gài）率也會大大增加。

鋅合金原料中的雜質（zhì）含（hán）量、熔煉回（huí）收料的摻入比率及精煉對壓鑄（zhù）產品質量（liàng）都有（yǒu）較大影響，這種影（yǐng）響會（huì）依（yī）次傳遞，最終影響（xiǎng）到鋅合金（jīn）件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅（jǐn）要嚴把原料質量關，而且要對壓（yā）鑄前鋅合（hé）金液進（jìn）行質量監（jiān）測。

2.2壓（yā）鑄模（mó）具的影響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件（jiàn）質量都有明顯的影響。其中澆口和澆道是（shì）將鋅合金液引（yǐn）向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄件的腔體和（hé）壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等對於壓鑄（zhù）件的質量而已至關重要。合理的模（mó）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（juàn）氣等現象。梯形（xíng）澆道所產生的氣孔量要多於橢圓形澆（jiāo）口，設計橢圓形澆道在壓（yā）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（xiè）性能和電鍍質量（liàng）都（dōu）十分不利。

在壓鑄（zhù）過程中，壓鑄的壓力、溫度（dù）以及模具（jù）的溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影響主要（yào）表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度（dù）的研究（jiū）表明，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時的組織更為致密。

鋅合金壓鑄過程中產生的氣泡（pào）、冷隔和裂紋（wén）等缺陷都會給後續（xù）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。要對壓鑄件進行嚴格的質（zhì）量檢測，不能達標則果斷報廢（fèi），否則將給後續加工（gōng）帶來更大的（de）損失。

2.3電鍍前處（chù）理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前（qián）還要進行多道前處理（lǐ）工序，主要包括打磨、拋光、除蠟、除油、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（mì）層。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔（kǒng）組織，後續電（diàn）鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等（děng）問題（tí）。另外，拋光膏塗抹不（bú）均勻（yún）所（suǒ）引起的拋光過程中局部過（guò）熱而產生的麻點，以及拋光膏（gāo）未清理幹淨，也都會導致電鍍後（hòu）起泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清（qīng）除幹淨，這（zhè）樣才能保證電鍍時基體有清潔（jié）活化的表（biǎo）麵。酸蝕活化，一般用弱（ruò）酸短時間侵蝕，不宜時（shí）間過長，侵蝕後的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（huò）得良好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完成後要（yào）進行相（xiàng）應的電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍過程中一般要氰化物（wù）預鍍銅，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，試樣的電位較正，表麵很快形成暗紅色置換銅而對鍍層結合（hé）力不利；氰（qíng）化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未見有置換銅生成。然而高的（de）氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅（xīn）合（hé）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（dù）層才能達到密封的（de）要求。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術（shù），其鍍液近中性，對工件的腐蝕（shí）少，鍍（dù）液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出（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（pò）壞，而是整個鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層或內層電鍍引起（qǐ）的，特別是打（dǎ）底鍍層的結合力（lì）和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程（chéng）中，鍍層的結合力、覆蓋率（lǜ）和致（zhì）密程度對鍍後起泡的影響至關（guān）重要，同時電（diàn）鍍過程中的過度析（xī）氫也會對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅（tóng）層無缺陷（xiàn），但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺（quē）陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體（tǐ）和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅（tóng）層和鍍鎳（niè）層均（jun1）存在孔（kǒng）缺陷。

鋅合金壓鑄（zhù）件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四（sì）種情形中，底層（céng）或（huò）基（jī）體有孔（kǒng）洞等缺陷，而孔洞缺（quē）陷的（de）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（yè），經過一係列的反應就（jiù）會影響到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過（guò）一段時間（jiān）就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內（nèi）部或基體存在通向鍍層的最外表麵通（tōng）道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發（fā）生時，由於鋅合金基體（tǐ）與各鍍（dù）層間的腐蝕電位不同，會形成（chéng）腐蝕原電池，同時腐蝕產物也（yě）可能（néng）會順著孔（kǒng）道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底（dǐ）鍍層出現置換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍（dù）質量的影響最（zuì）為關（guān）鍵，需要特別關（guān）注。鍍前鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件的缺陷難以（yǐ）用肉眼直接觀察，可以利用滲（shèn）透染色的方法先用滲（shèn）透劑在（zài）表麵（miàn）滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露（lù）出（chū）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的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存（cún）在有害雜質（zhì）(主要是鉛、鎘等（děng）)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起（qǐ）了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷（lěng）隔等)；(3)打磨（mó）時破壞（huài）了壓鑄（zhù）件表麵致密（mì）層或拋光過熱而（ér）出現表（biǎo）麵惰性區域；(4)除蠟、除油（yóu）等清理不徹底或過（guò）酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有（yǒu）鍍液。其中，鍍前（qián）表麵質量、打底鍍層置（zhì）換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡（pào）問題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（dōu）要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的（de）質量。