鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成（chéng）因與消除對策（cè）

相比於銅、鋁等合金（jīn），鋅合金擁有（yǒu）熔點較低、鑄造性能好（hǎo）、經濟效益高等（děng）優勢，在汽車工業、家用電器、日（rì）用（yòng）五（wǔ）金等行業得到廣泛的應用。鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功能性壓鑄（zhù）件（jiàn），另一類是無特（tè）殊（shū）要求的零部件。由（yóu）於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋（gài）保護性鍍層之後才能應用。鋅合（hé）金表麵電鍍時容易形成置換反應層，引（yǐn）起鍍層界麵結合力不良，工件也會因其表麵致密性不（bú）好而含電鍍液。這些（xiē）潛在的問題一段時間後會以鍍層起（qǐ）泡的形（xíng）式表現出來，引起嚴重（chóng）的質量問題（tí），明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因（yīn）並製（zhì）定消除對策十分重要。

本文從生產原料及其（qí）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（xīn）合金壓鑄件電鍍後起泡的原因，並提（tí）出了對策。

1鋅合金（jīn）壓鑄件生產

多層（céng）鍍層包裹的狀態，其電鍍加（jiā）工是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性。

在生產中壓鑄鋅合（hé）金原料（liào）成分、鋅合金和回收料比例不合理以及精煉效果差，壓鑄模具設計及壓鑄工（gōng）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泡。因此，起泡問（wèn）題的排查需要在生產流程上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前表麵狀態的（de）檢（jiǎn）測，同時也要對（duì）初始鍍層與基體（tǐ）的結合力以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的監（jiān）測（cè）。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響（xiǎng）

鋅合金壓鑄件一般（bān）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（chéng）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量的（de）影響最為顯（xiǎn）著。在對鋅合金（jīn）壓鑄件出現起泡問題的研究分析表（biǎo）明：壓（yā）鑄鋅合金的鉛（qiān）、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（pào）問（wèn）題顯（xiǎn）著增加（jiā）。其主要原因（yīn）是鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）中（zhōng）的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界（jiè）處聚集而（ér）導致晶（jīng）間腐蝕（shí），晶（jīng）間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

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

精煉前後組織對比（bǐ）說明：當摻入（rù）50%回收料時，氯化氨（ān）精煉後基（jī）本可以消（xiāo）除鋅合金中的雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可以明顯地（dì）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（xīn）合金（jīn）液的壓鑄成型能力及鋅合金的（de）力學性能都不利，引（yǐn）起電鍍後起泡的概率也會大大增加。

鋅合金原料中的雜質含量、熔煉回收料的摻入比率及精煉對壓鑄產品質量都有較大影響，這（zhè）種影響（xiǎng）會依次傳遞，最終影響（xiǎng）到鋅合金件（jiàn）電鍍後的質量。因此（cǐ），鋅合金壓鑄（zhù）生（shēng）產不僅要（yào）嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模具的影響

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質量都有明顯的影響（xiǎng）。其中澆口和澆道是（shì）將鋅合金液引向型（xíng）腔的過道，型腔則是成型壓鑄件的腔體和壓鑄件直接接觸（chù），澆口和澆道的（de）設計、型腔分布（bù）等對於壓鑄件的質量而已至關重要。合（hé）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（shǎo）出現卷氣等現象。梯形（xíng）澆道所產生的氣孔量要多於橢圓形澆口，設（shè）計橢圓形（xíng）澆道在壓鑄質（zhì）量上（shàng）優要於梯形澆道（dào）。壓（yā）鑄鋅合金件的多孔組織對其機械（xiè）性能和電鍍（dù）質量都（dōu）十分不利。

在壓鑄過程中（zhōng），壓鑄的壓力、溫度以及模（mó）具（jù）的溫（wēn）度等對鋅合金壓鑄件質量的影響（xiǎng）主要表現（xiàn）在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模（mó）具溫度的研究表明，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（zhì）密。

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

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進行（háng）多（duō）道（dào）前處理工序（xù），主要包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化（huà）等。

鋅合金壓鑄件（jiàn）表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密（mì）層。致密層下（xià）組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多（duō）孔組織，後（hòu）續（xù）電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋（pāo）光膏塗抹不均勻所引起的拋光（guāng）過程中局部過熱（rè）而產生的麻點，以及拋光膏未清理（lǐ）幹淨，也都會導致電鍍後起泡（pào）。除蠟、除油需要（yào）將表麵的蠟（là）及油脂清除幹淨，這樣才能保證電鍍時基體有清潔（jié）活化的表麵。酸蝕（shí）活化，一般（bān）用弱酸短時間侵蝕（shí），不宜時間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利（lì）於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅（xīn）合金壓鑄（zhù）件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（yīng）的電鍍處理，一（yī）般（bān）包（bāo）括鍍銅層（céng）、鍍鎳層（céng）和鍍鉻層（céng）。

鋅合金壓（yā）鑄件電鍍過程中（zhōng）一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍（dù）銅中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明（míng）：在氰化鍍銅中，當氰化鈉（nà）含量低時，試樣的電位較（jiào）正，表麵很快形成（chéng）暗紅色置換銅而對鍍層結合力不利；氰（qíng）化鈉含（hán）量較高時（shí）電位較負（fù），試樣（yàng）表（biǎo）麵未（wèi）見有置換銅生成。然（rán）而高的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。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍鎳的過程中（zhōng），一般由於鎳孔（kǒng）隙率較（jiào）高，需要較厚的鍍層才能達到（dào）密封的要求。研究表明鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對（duì）工件的腐蝕少（shǎo），鍍（dù）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（shàng）出現疏鬆、燒焦（jiāo）。

鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）電（diàn）鍍後起泡（pào）現象如圖8所示，一般鍍（dù）件表麵沒有明顯破壞，而是整個鍍層（céng）呈現隆起。這說明起泡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。

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

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層（céng）存（cún）在孔缺（quē）陷；

(3)鋅基（jī）體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層（céng）和鍍鎳層存在孔缺（quē）陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅（tóng）層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅（xīn）基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷，但（dàn）鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件（jiàn）多層（céng）電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層（céng）或基體有孔（kǒng）洞（dòng）等缺陷，而孔洞缺陷的外部存在致（zhì）密的密封（fēng）層，在電鍍過程中這樣的密封腔體（tǐ）會儲存一定的電鍍液，經過一係列的反應就會影響到（dào）界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓（yā）力，經過一（yī）段（duàn）時（shí）間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種（zhǒng）情況下，鍍層內部或基體存在通向鍍層的最外表（biǎo）麵通道，通道中會儲存電鍍（dù）液等雜（zá）質，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（shí）原電池，同時腐蝕產物也可（kě）能會順著孔道擴散（sàn）到表麵（miàn），形成腐蝕黴斑。

打底鍍層（céng）出現置換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）件電鍍質量的影響最為關鍵，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，可以利用滲透染色的方法先用滲透劑在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露出來，從而達到檢（jiǎn）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（jiàn）電鍍後起泡問題的原因有：(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（mó）具及（jí）工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵致密層或拋光過熱（rè）而出現（xiàn）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)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆（fù）蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問（wèn）題的防治最為重要的是對初（chū）始鍍（dù）層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質（zhì）量都要嚴格（gé）把（bǎ）關（guān）。可（kě）在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透（tòu）顯（xiǎn）色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。