​鋅合金壓（yā）鑄件電（diàn）鍍層起泡成因與消除對策

相比於銅、鋁（lǚ）等合金，鋅合金（jīn）擁有（yǒu）熔點較低、鑄造性能好、經濟（jì）效益高（gāo）等優勢，在汽車工業、家用電器、日用五（wǔ）金等行業（yè）得到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功能（néng）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（shí），一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅（xīn）合金表麵（miàn）電鍍時容易（yì）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（bú）好（hǎo）而含電（diàn）鍍液。這些潛在的問題一段時間後會以鍍層起泡的形（xíng）式（shì）表現出（chū）來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合金（jīn）壓（yā）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（yuán）料及其精煉、壓鑄工藝，鍍（dù）前（qián）處理和電鍍過程等角度，分析了導致鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍後起泡的原因，並提出了對策。

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（xīn）合（hé）金和回收（shōu）料比例不合理以及精（jīng）煉效果差，壓（yā）鑄模具設計及壓鑄工藝參數不合（hé）理，鍍前（qián）處理質量差及（jí）後續各電鍍工藝不合理都可能導致起泡。因此，起泡問題的排查需要在生產流程上多點進行監測，特別（bié）是鋅（xīn）合金壓鑄件鍍前表麵狀態的（de）檢測，同時也要對初始鍍層與基體的結合力以（yǐ）及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致起（qǐ）泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一（yī）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（de）含量對鋅合金壓鑄件質量的影（yǐng）響最為顯著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分析表明：壓鑄鋅（xīn）合金的鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較（jiào）少（shǎo），較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時（shí）產品出現（xiàn）的起泡問題（tí）顯著（zhe）增加。其主要原因是（shì）鋅合金壓鑄件中的鉛（qiān）、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題（tí）。

在鋅合金壓鑄過程中（zhōng）會不（bú）斷產生（shēng）壓鑄澆道凝料以（yǐ）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。文獻中研究了回收料摻入比率及（jí）精煉對（duì）壓鑄鋅合金狀態（tài）的影響。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，。

精煉前後組織對比說明：當摻（chān）入50%回收料時，氯化氨精煉後基本（běn）可以消除鋅合金中的（de）雜質；當全（quán）部是回收料時，精煉雖然可以明顯（xiǎn）地改善鋅合金的組織，但精煉後依然還存在（zài）40%雜質。壓鑄（zhù）鋅合金中雜質含量高對（duì）鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學（xué）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、熔煉回（huí）收料的摻入比率及精煉對壓鑄產品質量（liàng）都有較大影響，這種影響（xiǎng）會依次傳遞（dì），最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅（xīn）合（hé）金壓（yā）鑄生產不僅要嚴（yán）把原料質量關，而（ér）且要對壓鑄（zhù）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（yǐng）響。其中澆口和（hé）澆道是將鋅合金液引（yǐn）向型腔的過道，型腔則是成（chéng）型壓（yā）鑄件的腔體（tǐ）和壓鑄件（jiàn）直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而（ér）已至關重要。合理的模具設計既要保證完整充（chōng）型，也要保（bǎo）證充型過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所產（chǎn）生的氣孔量要多於橢圓形（xíng）澆口，設（shè）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（diàn）鍍質量都十分不（bú）利。

在壓（yā）鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等（děng）對鋅合金壓鑄件質量的影響主要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研究表明（míng），當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的（de）孔（kǒng）洞，而模溫為165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅（xīn）合金壓鑄過程中產（chǎn）生的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續的清理和電（diàn）鍍帶來困難，保證壓鑄件質量（liàng）才能為電鍍（dù）提供（gòng）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（guǒ）斷（duàn）報廢，否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（mó）、拋光、除蠟、除（chú）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（mì）層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍（dù）將出現漏鍍、孔洞、積液（yè）等（děng）問題。另外，拋光膏塗（tú）抹不均（jun1）勻所引起（qǐ）的（de）拋光過程中（zhōng）局部過熱（rè）而產生的麻點，以及拋光膏未清（qīng）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及油脂清除幹（gàn）淨，這樣（yàng）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，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響（xiǎng）

鋅合金壓鑄件為了獲（huò）得良好的裝飾性和耐腐蝕（shí）性（xìng），在壓鑄完成後要進行相應的電鍍處理，一般包括鍍銅層（céng）、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物（wù）預（yù）鍍銅，抑（yì）製預鍍銅中置換鍍（dù）銅的出現至關重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰（qíng）化鈉含（hán）量低時，試樣的電位較正（zhèng），表麵很快形（xíng）成暗紅（hóng）色（sè）置（zhì）換銅而對鍍層結合力不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未見有置換銅生成。然而高（gāo）的氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因此氰（qíng）化鈉的濃度要控製適度。鋅合（hé）金壓鑄件電鍍（dù）鎳（niè）的過程中（zhōng），一般由於鎳孔隙率（lǜ）較高，需要較厚（hòu）的鍍層（céng）才能達到密封的要求。研究表（biǎo）明（míng）鋅合金壓（yā）鑄件中性電鍍鎳技術（shù），其鍍液近中性，對工件（jiàn）的腐蝕少（shǎo），鍍液中的檸檬酸鈉會掩（yǎn）蔽（bì）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）電鍍後起（qǐ）泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞（huài），而是整個鍍（dù）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，特別是打底鍍層的（de）結合力和覆（fù）蓋率。

在鋅合（hé）金壓鑄（zhù）件多層（céng）電鍍過程中（zhōng），鍍層的結（jié）合力、覆蓋率和致密程度對鍍（dù）後起泡的影響至關重（chóng）要，同時電鍍過程中的過度析氫也會對起泡問題有一（yī）定貢獻。

(1)鋅基體、鍍（dù）銅層、鍍鎳層均無孔缺陷（xiàn）；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無（wú）缺（quē）陷，但（dàn）鍍（dù）銅層存在孔缺陷；

(4)鋅（xīn）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（niè）層無缺陷（xiàn）；

(6)鋅基體和鍍鎳（niè）層（céng）存在孔缺陷，但鍍銅層無（wú）缺陷；

(7)鋅（xīn）基體和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅（xīn）基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷（xiàn）。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中（zhōng），上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有孔洞等（děng）缺陷，而孔洞缺陷的外部存在致（zhì）密的密封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體（tǐ）會儲存一定的電（diàn）鍍液，經過一（yī）係列的反應就會影響到界麵的結合（hé）力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段時間（jiān）就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部或基體存在通向（xiàng）鍍層的（de）最外表麵通（tōng）道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍層間的腐蝕（shí）電位不同，會形成腐蝕原電池，同（tóng）時腐蝕產物也可能會順著孔道擴散到表麵（miàn），形（xíng）成腐蝕黴斑。

打（dǎ）底鍍層出現置換鍍與否以及鍍層（céng）的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍質量的影響（xiǎng）最（zuì）為（wéi）關鍵，需要特別關注（zhù）。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可以（yǐ）利用滲透染色的方法先用滲透劑在（zài）表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷（xiàn）顯露出（chū）來，從而達到檢測的效果。

3結論及建（jiàn）議（yì）

基於以上的綜（zōng）述和分析，總（zǒng）結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡（pào）問題的原因有：(1)壓鑄鋅（xīn）合金液中存在有害雜（zá）質(主要是鉛、鎘（gé）等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起（qǐ）了（le）表麵缺陷(主（zhǔ）要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞（huài）了壓鑄件表麵致密（mì）層或拋（pāo）光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清（qīng）理不徹底或過酸蝕；(5)打底電（diàn）鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙（xì）中含有鍍液。其中，鍍前表麵質（zhì）量、打底鍍層置（zhì）換鍍及覆蓋率是（shì）起泡問題的（de）最大隱患。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍起泡問題（tí）的防治最為重要的是對初始鍍層（céng）質量的控製，而且對鍍前、鍍（dù）後質量都要嚴格（gé）把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯（xiǎn）色（sè）檢測，以保證鍍前基體（tǐ）表麵的質（zhì）量。