鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍層起泡成（chéng）因與消除對策

相比於銅、鋁（lǚ）等合金，鋅合金（jīn）擁有熔點較低、鑄（zhù）造性能好、經濟效益（yì）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，一類是結（jié）構功（gōng）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（xìng）鍍層之後才能應用。鋅合金表麵電鍍時（shí）容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結（jié）合力（lì）不良，工件也會因（yīn）其表（biǎo）麵致密性（xìng）不好而含電鍍液（yè）。這些潛在（zài）的問題一段時間後會（huì）以鍍層起泡的形式表（biǎo）現出來（lái），引起嚴重的質（zhì）量問題，明（míng）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（shēng）產原（yuán）料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和（hé）電鍍過程等角度，分析了導致鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍後起泡的原因，並提出了對策。

1鋅合金壓鑄件（jiàn）生產

多層鍍層包裹的狀態，其電鍍加工是一個環環相（xiàng）扣的過程，每一道工序得到的表麵（miàn）狀態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金（jīn）和回收（shōu）料比例（lì）不合理以及精煉效果差，壓鑄模具設計及壓鑄工藝參數不合（hé）理，鍍前處理質量差及後續各電鍍（dù）工藝不合理都可能導致起泡。因此，起泡問題（tí）的排查需要（yào）在生（shēng）產流程（chéng）上多點進行監測，特別（bié）是鋅合金壓（yā）鑄件鍍前（qián）表麵狀態的檢測（cè），同（tóng）時（shí）也要對初始鍍層（céng）與（yǔ）基體的結合力以及鍍層的覆蓋（gài）率、致密度進行全麵的監測。

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（zhù）鋅合金標準，需要檢測的（de）化學成分包括鋅（xīn）、鋁、鎂（měi）、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其（qí）中鉛、鎘雜質的含量對（duì）鋅合金壓鑄件質量的影響最為顯著。在（zài）對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分析表（biǎo）明：壓鑄鋅合金（jīn）的（de）鉛（qiān）、鎘（gé）含量較（jiào）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（zhe）增加。其（qí）主要原因是鋅合金壓鑄（zhù）件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界（jiè）處聚集而導致（zhì）晶間腐蝕，晶（jīng）間腐蝕處會膨脹而頂起鍍（dù）層，引起起（qǐ）泡問題。

在鋅合金壓鑄過程中會不斷產生壓鑄（zhù）澆道（dào）凝（níng）料以及其他廢料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新料與回收料混合熔煉而成。文（wén）獻中（zhōng）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（zài）鋅合金的熔（róng）煉過程中（zhōng），回收料的摻入會顯著地影響鋅合金的（de）組織性能，。

精煉前後組（zǔ）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（zhōng）的雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合金（jīn）的組織（zhī），但精煉後依然還存在（zài）40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含（hán）量高對鋅（xīn）合金（jīn）液的壓鑄成型能力及鋅（xīn）合金的（de）力學性能都不利，引起電鍍後起泡的（de）概率（lǜ）也會大大增加（jiā）。

鋅合金原料中的雜質含量、熔煉回收料的摻入（rù）比率及精煉對壓鑄產（chǎn）品質（zhì）量都有（yǒu）較大影響，這種影響會依次傳遞，最終（zhōng）影響到鋅合（hé）金件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓（yā）鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而且要對壓（yā）鑄前鋅（xīn）合金液（yè）進行質量監測。

2.2壓鑄模具的影（yǐng）響（xiǎng）

壓鑄是鋅合金件製作的關（guān）鍵步驟，壓鑄模具的（de）設計（jì）和壓鑄參數的設置對壓鑄（zhù）件質量都有明顯的影響。其中澆（jiāo）口和澆道（dào）是將鋅合金液引（yǐn）向型腔的過道，型腔則是（shì）成型壓鑄件的腔（qiāng）體和壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計（jì）、型腔分布等對於壓鑄件的質（zhì）量而（ér）已至關重要（yào）。合理的模具（jù）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（yú）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不利。

在壓鑄過（guò）程中，壓鑄的壓力、溫度以及模（mó）具的溫度等對鋅合金壓鑄件質（zhì）量的影響主要表現在氣孔、冷隔等壓（yā）鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研（yán）究表明，當模溫在160°C時（shí），壓鑄後的組織有明顯的孔洞，而（ér）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、冷隔和裂紋等（děng）缺陷都（dōu）會給後續的清理和（hé）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（yā）鑄（zhù）件進行嚴格的質（zhì）量檢測，不能達標則果斷報廢，否則將給後續加工帶來更大（dà）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（duō）道前處理工序，主要（yào）包括打磨、拋光（guāng）、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金壓（yā）鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密（mì）層下（xià）組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆（sōng）多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏塗抹不均勻所引起的拋（pāo）光過程中局部過熱而產生的麻點，以（yǐ）及拋光膏未清理幹（gàn）淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟（là）及油脂清除幹淨，這樣才能保（bǎo）證電（diàn）鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般（bān）用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕（shí）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得良好的裝飾性和耐腐蝕（shí）性，在壓鑄完成後要進行相應的電（diàn）鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍過程中一般（bān）要氰化物預鍍銅，抑製預（yù）鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要。研（yán）究（jiū）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（sè）置換銅而對鍍層結合（hé）力不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未見有置換銅（tóng）生成。然而高的（de）氰化鈉（nà）濃度會抑（yì）製鍍層的沉積，因此（cǐ）氰化鈉（nà）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（yú）鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能（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（jiàn）電鍍後（hòu）起（qǐ）泡現象如圖（tú）8所示，一（yī）般（bān）鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整個鍍層呈現隆起。這說（shuō）明起泡問題是由底層或內（nèi）層電（diàn）鍍引起的，特別是（shì）打（dǎ）底（dǐ）鍍層的結合力和覆蓋（gài）率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中（zhōng），鍍層的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍（dù）後起泡的影響至關重要（yào），同時電鍍過程中的過度析氫（qīng）也會對起泡問題（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（hé）鍍（dù）銅層無缺陷（xiàn），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（xiàn）；

(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（dàn）鍍銅層和鍍鎳（niè）層無缺陷；

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

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（céng）或基體有孔洞等缺（quē）陷，而孔洞缺陷的外部存在致密的密（mì）封層，在（zài）電鍍過程（chéng）中這（zhè）樣（yàng）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響到界麵（miàn）的結合力，同時腔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，鍍層內部或基體存在通（tōng）向鍍層（céng）的最（zuì）外表（biǎo）麵通道，通道中會儲存電鍍液等雜質（zhì），當腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍層間的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產物也可能會順著孔（kǒng）道擴散到（dào）表麵，形成腐蝕黴斑（bān）。

打底鍍層出現置換鍍與否以及鍍層的致（zhì）密覆（fù）蓋程度對鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍質量的影響最（zuì）為關鍵，需要（yào）特別關注。鍍前鋅（xīn）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滲透（tòu），然後（hòu）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題的原因有（yǒu）：(1)壓鑄鋅（xīn）合（hé）金液中存在有害雜質(主（zhǔ）要（yào）是鉛、鎘等（děng）)；(2)鋅合金壓鑄模具（jù）及工藝引起了表（biǎo）麵缺陷(主要包（bāo）括氣（qì）泡、冷隔等)；(3)打磨時破（pò）壞了壓鑄件表麵致（zhì）密層或拋光過熱而出現表麵（miàn）惰性區域；(4)除蠟、除（chú）油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現（xiàn）置換；(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（de）最（zuì）大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問題的防治最為重要的是對初始鍍層質（zhì）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壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。