鋅合金壓鑄（zhù）件（jiàn）電鍍層起泡成因與消除對策（cè）

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等優勢，在汽車工業、家（jiā）用電器、日用五金等行業得到廣泛的應用。鋅合金（jīn）壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功能性壓鑄件，另一類是無特殊要（yào）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，工件也會因其表麵致密性不好而含（hán）電鍍液。這些潛在的問題一段時間後會以鍍層起（qǐ）泡的形式表現出來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起（qǐ）泡（pào）原因並製定消除對策十分重要。

本文從生產原（yuán）料及其精煉、壓鑄工藝，鍍（dù）前處理和電鍍（dù）過程等角度（dù），分析了導致鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍（dù）後起泡的原因，並（bìng）提出了對策。

1鋅合金（jīn）壓鑄件生產

多（duō）層鍍層包裹的狀態，其電鍍加工是一個環環相扣的過程，每（měi）一道工序得（dé）到的表麵狀態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合（hé）金（jīn）原料成分、鋅合金和（hé）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藝參數（shù）不（bú）合理，鍍前處理質量差（chà）及（jí）後續各電鍍工藝不合理都可能（néng）導致起泡。因此，起泡問題的排查需（xū）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、致密度進行全（quán）麵的監測。

2導致起（qǐ）泡（pào）缺陷的原因

2.1原料及（jí）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，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成（chéng）分包括鋅、鋁、鎂、銅（tóng）、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的（de）含量對（duì）鋅合金壓鑄件質量的影響最為顯（xiǎn）著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分析表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量較低（dī）(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起（qǐ）泡問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問（wèn）題顯著增加。其主要原因是鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶（jīng）間腐（fǔ）蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金（jīn）壓鑄過程中會不斷產生壓鑄澆（jiāo）道凝料以及其他（tā）廢料，用來壓鑄的鋅合金液（yè）都是由新料與回收料混合熔煉而成。文（wén）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（yǐng）響。在鋅合金的熔（róng）煉過程中，回（huí）收料的摻入會顯著地影響（xiǎng）鋅（xīn）合金的組織性能，。

精煉前後組織對比說明：當摻入50%回收料時（shí），氯化氨精（jīng）煉後基本可以消除鋅合（hé）金中的雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依然還存（cún）在40%雜質。壓鑄鋅合（hé）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性能都不利，引起電鍍後（hòu）起泡的概率也會大大增（zēng）加。

鋅合金原料中（zhōng）的雜質含量、熔煉回收（shōu）料的摻入比率及精煉（liàn）對壓鑄產品質量都有較（jiào）大影響，這種影響會（huì）依次傳（chuán）遞，最終影響（xiǎng）到（dào）鋅合金件（jiàn）電鍍後的（de）質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要（yào）嚴把原料質量關（guān），而且要對壓鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模（mó）具的影響

壓鑄是鋅合金件製作的關（guān）鍵步驟（zhòu），壓鑄模具的設計和壓鑄參數（shù）的設置（zhì）對壓鑄件質量都有明顯的影響。其中澆口和澆道是將鋅（xīn）合金液引向型腔（qiāng）的過道，型腔則是成型壓鑄件的腔體和壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等對於壓（yā）鑄件的質量而已至關重要。合理的模具設計既（jì）要保證完整充型（xíng），也要保證充型過（guò）程中（zhōng）盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所（suǒ）產生的氣孔量要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對其機械性（xìng）能和電鍍質量都十分不利（lì）。

在壓鑄過程中，壓鑄的（de）壓力、溫度以及模具的（de）溫度等對鋅合金壓鑄件質量的（de）影響主要表（biǎo）現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研究（jiū）表明（míng），當模溫在160°C時，壓鑄（zhù）後的組織有明顯的孔洞，而（ér）模（mó）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生的（de）氣泡（pào）、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續的（de）清（qīng）理和電鍍帶來困難，保證壓鑄件質量才能為（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，不能達標則果斷報廢，否則將給後續加（jiā）工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在（zài）電鍍（dù）前還要進行多道前處（chù）理工序，主要（yào）包括打磨、拋（pāo）光、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下組織疏鬆多孔，如果打（dǎ）磨露出疏鬆多孔組織，後續電（diàn）鍍將出現漏（lòu）鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏塗抹不均勻所引起的（de）拋光（guāng）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（huì）導致電（diàn）鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清除幹（gàn）淨，這樣（yàng）才能保證電鍍時基體有（yǒu）清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般（bān）用弱酸短時間侵蝕，不（bú）宜時（shí）間過長，侵蝕後的（de）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（zhù）件為了獲得良好的（de）裝飾性和耐（nài）腐蝕性，在壓鑄完成（chéng）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（zhù）件電鍍（dù）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：在氰化鍍銅中，當（dāng）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力不利（lì）；氰化鈉含量較高時（shí）電位較負，試樣表麵（miàn）未見有置換（huàn）銅生成。然而高的氰化鈉濃度會抑製鍍層（céng）的（de）沉積，因（yīn）此（cǐ）氰化鈉的濃（nóng）度要控製適度。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍（dù）鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較（jiào）高，需要較厚的鍍層（céng）才能達到密封的要求。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（jī）體溶出的Zn2+。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃（nóng）度不能過（guò）高，否則（zé）會使電流密度大（dà）的部位上（shàng）出現疏鬆（sōng）、燒焦。

鋅合（hé）金壓鑄件電（diàn）鍍（dù）後起泡（pào）現象如圖8所示（shì），一般鍍件表麵沒有明顯（xiǎn）破（pò）壞，而（ér）是整（zhěng）個鍍層呈現隆起（qǐ）。這（zhè）說明起（qǐ）泡問題（tí）是（shì）由底層或內層電鍍引（yǐn）起的，特別是打底鍍層的結合力和（hé）覆蓋率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過（guò）程中，鍍層的結合力、覆蓋率和（hé）致密程度對鍍（dù）後起泡的影響至關重要（yào），同（tóng）時電鍍過程（chéng）中的過度析氫也會對（duì）起泡問題有一定貢獻（xiàn）。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳（niè）層均無孔缺陷；

(2)鋅基體（tǐ）和鍍銅層無（wú）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（dù）銅層存在（zài）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（quē）陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和（hé）鍍鎳層存在孔（kǒng）缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍（dù）銅層存（cún）在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和（hé）鍍鎳層（céng）均存在孔缺（quē）陷。

鋅合金壓鑄件多（duō）層電鍍中，上述（shù）(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中（zhōng），底層或基體有孔洞等缺陷（xiàn），而孔洞缺陷（xiàn）的外部存在致密的密封層，在（zài）電鍍過程（chéng）中這樣（yàng）的密封腔體（tǐ）會儲存一定的電鍍（dù）液，經過一係列的反應就會（huì）影響到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力（lì），經過一段時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向鍍層的最（zuì）外表麵通道，通道中（zhōng）會儲存電鍍液（yè）等雜質，當（dāng）腐蝕發（fā）生時，由於鋅（xīn）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道擴散到表麵，形成腐蝕黴（méi）斑。

打（dǎ）底鍍（dù）層出現置換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件電鍍質量的影（yǐng）響最為（wéi）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，從而達到檢測的效果。

3結（jié）論及建議

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅合金壓鑄（zhù）件電（diàn）鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金（jīn）液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要（yào）包括氣（qì）泡、冷隔（gé）等)；(3)打磨時破（pò）壞了壓鑄件表麵致（zhì）密（mì）層或（huò）拋光過熱而（ér）出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電（diàn）鍍層出現置換；(6)多層電鍍（dù）孔隙（xì）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（shì）起泡問題的最（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（chū）始鍍層質量的控製，而且對鍍（dù）前、鍍後質量都要嚴格把（bǎ）關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件（jiàn）進行（háng）滲透顯色檢測，以（yǐ）保證鍍前基體表麵的質量。