​鋅合金壓鑄件電鍍層起泡（pào）成因與消除對策

相比於銅、鋁（lǚ）等合金，鋅合金擁有（yǒu）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（diàn）器（qì）、日用五金等（děng）行業得到廣泛的應（yīng）用。鋅合金壓鑄件按（àn）使用要求分為兩類，一類是結（jié）構功能性壓鑄件，另一類是無特殊要求的（de）零部件。由於（yú）鋅合金（jīn）活潑、易腐蝕，一般覆蓋（gài）保護性鍍層之（zhī）後才能應用。鋅合金表麵電鍍時（shí）容易形成置換反（fǎn）應層，引起鍍（dù）層界麵結合（hé）力不良，工件也會因（yīn）其表麵致密性不好而含電鍍液。這些潛在的問題一段時（shí）間後會以（yǐ）鍍層起（qǐ）泡的形式表（biǎo）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）製定消除對策十分重要。

本文從生產原料及其精煉、壓鑄（zhù）工藝，鍍（dù）前處理（lǐ）和電鍍過程（chéng）等角度，分析了導致鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）件電鍍後起泡的原（yuán）因，並提出了對策（cè）。

1鋅（xīn）合金壓鑄件生產

多層鍍（dù）層包裹（guǒ）的狀態，其電鍍加工是一個環環相扣的過程，每一（yī）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原料成分、鋅合金和回收料比例不合理以（yǐ）及精煉效果差（chà），壓鑄模具設計及壓鑄工藝參數不合理，鍍前處理質量（liàng）差及（jí）後續各（gè）電鍍工（gōng）藝（yì）不合理都可能導致起泡（pào）。因此，起泡（pào）問題的排查（chá）需要在生（shēng）產流程上多點進行監測（cè），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（fù）蓋率、致密度進行全麵的（de）監（jiān）測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件（jiàn）一（yī）般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁合金，按照（zhào）壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學（xué）成分包括鋅、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影響最為顯著。在對鋅合金（jīn）壓鑄件出現起泡問（wèn）題的研究分析（xī）表明：壓鑄（zhù）鋅合金的鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問（wèn）題較少，較（jiào）高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時（shí）產品出現的起泡問題顯著增加。其（qí）主要（yào）原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等（děng）雜質會在晶界處聚集（jí）而導致晶（jīng）間腐蝕，晶間腐蝕處（chù）會膨脹而頂起鍍層，引（yǐn）起（qǐ）起泡（pào）問題。

在鋅合金（jīn）壓鑄過程（chéng）中會不斷產生壓鑄澆道凝料以及其他廢料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新料與回收料（liào）混合熔煉而成。文（wén）獻中研究（jiū）了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅（xīn）合金狀態的影響。在鋅（xīn）合金的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著地（dì）影響鋅合（hé）金的組織（zhī）性能，。

精煉前後組織（zhī）對比說明：當摻入50%回（huí）收料時，氯化氨精煉後基本可以消除鋅合（hé）金中（zhōng）的雜質；當全部是回收料時，精煉（liàn）雖（suī）然可以明（míng）顯地改（gǎi）善鋅合金的組織，但（dàn）精煉後依然還存（cún）在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量高（gāo）對鋅合金液的壓鑄成型（xíng）能力及鋅合金的力學性能都不利，引起電鍍後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（liào）的摻入比率及（jí）精煉對壓（yā）鑄產品質量都有較大影響，這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質（zhì）量（liàng）。因（yīn）此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴把原料（liào）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（de）影響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵步（bù）驟，壓鑄模具的（de）設計和壓鑄參（cān）數的（de）設置對（duì）壓鑄件質量都有明顯（xiǎn）的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金（jīn）液引向型腔的過道，型腔（qiāng）則是（shì）成型（xíng）壓鑄件的腔體和壓鑄件（jiàn）直接接觸，澆口和澆（jiāo）道的設計（jì）、型腔分布等（děng）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（děng）現象。梯形澆道（dào）所產生的氣孔量要多於橢圓（yuán）形澆口，設計橢圓（yuán）形澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件（jiàn）的多孔組織對其機械性能和電（diàn）鍍質量都十分不（bú）利。

在壓鑄過程中，壓（yā）鑄的壓力、溫度以及模具的（de）溫度等對鋅合金壓鑄件質量（liàng）的影響主要表現在氣孔、冷隔（gé）等壓鑄（zhù）缺陷方麵。針對模具溫度的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的（de）孔洞，而模溫為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氣泡、冷隔和裂紋等缺陷（xiàn）都會給後續的清理（lǐ）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（yào）對壓鑄件進行嚴格的質量檢測，不能達標則果（guǒ）斷報廢，否則將給（gěi）後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處（chù）理的影響

鋅合金壓鑄（zhù）件在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、除油、酸蝕活化（huà）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，如果打磨露出疏（shū）鬆多（duō）孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏（gāo）塗抹（mò）不均勻所引起的拋（pāo）光過程中局部過熱而產（chǎn）生的麻（má）點，以及拋光膏未清理幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除（chú）蠟、除油（yóu）需要將表麵的蠟及油（yóu）脂（zhī）清除幹淨，這（zhè）樣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

鋅合金壓鑄（zhù）件（jiàn）為了（le）獲得良好的裝飾性和耐（nài）腐蝕性，在壓鑄完成後要進行相應的（de）電（diàn）鍍處理，一（yī）般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰（qíng）化物預鍍銅（tóng），抑製預鍍（dù）銅中置換鍍銅的出現至（zhì）關重要。研究表明：在（zài）氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試（shì）樣的電位較（jiào）正，表麵（miàn）很快形成暗紅色置換（huàn）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（huàn）銅生成。然而高（gāo）的氰化鈉濃度會抑製鍍（dù）層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件電鍍（dù）鎳的過程中（zhōng），一般（bān）由於鎳孔隙率較高（gāo），需要（yào）較厚的鍍層才能達到密封的要求。研究（jiū）表明鋅合金壓鑄件（jiàn）中性電鍍（dù）鎳技術，其鍍液近中性（xìng），對工件的腐蝕少，鍍液（yè）中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出（chū）的Zn2+。鋅合（hé）金壓（yā）鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高，否則會（huì）使電流密度大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表（biǎo）麵沒有明顯破壞，而（ér）是整個鍍層呈現隆起。這（zhè）說明起泡問題是由底層或內層電鍍引起的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率。

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

(1)鋅（xīn）基（jī）體、鍍（dù）銅層、鍍鎳（niè）層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基（jī）體和鍍鎳層（céng）無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅（xīn）基體無缺陷，但鍍（dù）銅層和鍍鎳層存（cún）在（zài）孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無（wú）缺陷；

(6)鋅基（jī）體和鍍鎳層存在孔（kǒng）缺陷，但鍍銅（tóng）層無缺陷（xiàn）；

(7)鋅基（jī）體和鍍（dù）銅層存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍（dù）銅層和鍍（dù）鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體（tǐ）有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷（xiàn）的外部存在致密（mì）的密封（fēng）層，在電鍍過程中這樣（yàng）的密封腔（qiāng）體會儲存一定的（de）電鍍液，經過一係列的（de）反應就會影響到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一（yī）段時間就會導致起（qǐ）泡問題。而（ér）在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內（nèi）部或基體存在通向鍍（dù）層的最外（wài）表麵通道，通道中會儲存電鍍液等（děng）雜質，當腐蝕發生時（shí），由於鋅合金基體與各鍍層間的腐蝕電位不同（tóng），會形成腐蝕原電池，同時（shí）腐蝕產物（wù）也可能會順著（zhe）孔道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍（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（dù）質量的（de）影響最為（wéi）關鍵，需要特別關注。鍍前鋅（xīn）合金壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可以（yǐ）利用滲透（tòu）染色的方法先用滲透劑在表麵滲透（tòu），然後用顯（xiǎn）色劑使缺陷顯露出來，從而達（dá）到檢測的效果。

3結論及建議

基於以上的綜述和分析，總（zǒng）結引起鋅（xīn）合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓（yā）鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包（bāo）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而出現表（biǎo）麵惰性區域；(4)除蠟（là）、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打（dǎ）底（dǐ）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（huàn）鍍（dù）及覆蓋（gài）率是起泡（pào）問題的最（zuì）大隱患。鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍起泡問題的防治最為重要（yào）的是對初始鍍層質量（liàng）的控製，而且對鍍前、鍍後（hòu）質（zhì）量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件（jiàn）進行（háng）滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。