鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）電鍍層起泡（pào）成因與消（xiāo）除對策

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、家用電器、日用五（wǔ）金等行業得到廣泛的（de）應用。鋅合金壓鑄件按使用（yòng）要求分為兩類，一（yī）類是結構功能性壓鑄（zhù）件（jiàn），另一類是無（wú）特殊要求的零部件。由於鋅合（hé）金（jīn）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（dù）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（yīn）其表麵致密性不好而含（hán）電鍍液。這些潛在的問題一段（duàn）時間後會以（yǐ）鍍（dù）層起泡的形式（shì）表現出來，引起（qǐ）嚴重的質量問題，明確鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對策十分重要。

本（běn）文從生產原（yuán）料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分析了（le）導致鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍後起泡的（de）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（kòu）的過程，每一道工序得到的表麵狀態都具（jù）有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金和回收（shōu）料比例（lì）不合理以及精（jīng）煉效果差，壓鑄模具設計（jì）及壓鑄工藝參數（shù）不合理，鍍前處理質量差及後續各電（diàn）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（cè），特別（bié）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（hé）力以及鍍層的覆蓋率、致（zhì）密（mì）度進行全麵的（de）監測。

2導致起泡缺陷的原（yuán）因

2.1原料及（jí）精煉的（de）影響

鋅合金壓鑄件（jiàn）一般（bān）使用（yòng）含鋁量為3%-4%的鋅鋁合金（jīn），按照壓鑄鋅合（hé）金標準，需要檢測的化學成分（fèn）包括（kuò）鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘（gé）、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。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分析表明：壓鑄鋅合（hé）金的鉛（qiān）、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較（jiào）少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時（shí）產品（pǐn）出現的起泡問題顯著增加。其主要原因是（shì）鋅合金壓（yā）鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在（zài）晶界處聚集而導致晶（jīng）間腐（fǔ）蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起（qǐ）泡問題。

在鋅（xīn）合金壓鑄過程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（shōu）料混合熔煉而成。文獻中研究了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態的（de）影響。在鋅合金（jīn）的熔煉過（guò）程中，回收料的摻入會顯（xiǎn）著地影響（xiǎng）鋅合金的（de）組織性能，。

精煉（liàn）前後組織對比說明：當摻（chān）入50%回（huí）收料時，氯化氨精煉後基本可以消除鋅合金中的雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅（xīn）合金的組織，但精煉後依然還（hái）存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量高對鋅（xīn）合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的（de）力學性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也會大大增加。

鋅合金（jīn）原料中的雜質（zhì）含量（liàng）、熔煉回收料的摻入比率及（jí）精煉對壓鑄產品質量都（dōu）有較大影響，這種影響會依次傳遞，最終影響（xiǎng）到鋅（xīn）合金件電鍍（dù）後的（de）質量。因此，鋅合金（jīn）壓鑄生產不僅要嚴（yán）把原料質（zhì）量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進（jìn）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（jì）和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量（liàng）都有明顯的（de）影響。其中澆口（kǒu）和澆道是將鋅合（hé）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，澆口和澆道（dào）的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量（liàng）而已至關重要。合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出現（xiàn）卷氣等現象。梯形澆道所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（tī）形澆道。壓鑄鋅合（hé）金件的多孔組（zǔ）織對其機械性能和電鍍質量都十分不利（lì）。

在壓鑄過程（chéng）中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的（de）溫度等對（duì）鋅合金壓鑄件質量的影響主要表現在氣（qì）孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具（jù）溫度的研究表明，當模（mó）溫（wēn）在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的孔洞（dòng），而模溫為165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅合金壓鑄（zhù）過程中產生的氣泡、冷隔和裂紋（wén）等缺陷都會給後續的清理和電鍍（dù）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。要對壓鑄件進（jìn）行嚴格（gé）的（de）質量檢測，不能達標則果（guǒ）斷報（bào）廢，否則（zé）將給後（hòu）續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影響（xiǎng）

鋅合金（jīn）壓鑄件在電鍍（dù）前還要進行多道前處理工序，主（zhǔ）要包括打磨（mó）、拋光、除蠟、除油、酸蝕活（huó）化等。

鋅合金（jīn）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，如果打磨露出疏鬆（sōng）多孔（kǒng）組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題（tí）。另外，拋光膏塗抹不均勻所引起的拋光過程中局部過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理（lǐ）幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及（jí）油脂（zhī）清（qīng）除幹淨，這樣才能保證電鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化（huà），一般用弱酸短（duǎn）時間侵蝕，不宜（yí）時（shí）間過長，侵蝕（shí）後的鋅合金表麵更利於電（diàn）鍍。

2.4電（diàn）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性，在壓鑄完成後要進行相應的電鍍（dù）處理，一般包（bāo）括鍍銅（tóng）層、鍍鎳（niè）層和（hé）鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預（yù）鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至（zhì）關重要。研究表明（míng）：在氰化鍍銅中，當氰（qíng）化鈉（nà）含量低時，試樣的電位（wèi）較正，表（biǎo）麵很快形成暗紅色置換銅而對鍍層結合力不利；氰（qíng）化鈉含量較高時電位較（jiào）負，試樣表麵（miàn）未見有置換銅生成。然而高的氰化鈉濃度會抑（yì）製鍍（dù）層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合（hé）金壓鑄（zhù）件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才（cái）能達到密封的要求。研究表明鋅合（hé）金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工件的（de）腐（fǔ）蝕少，鍍液中的檸（níng）檬酸鈉會掩蔽基（jī）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（shū）鬆、燒焦。

鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵（miàn）沒有明顯破壞（huài），而是整個（gè）鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是（shì）由底層或內層電（diàn）鍍引起的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率（lǜ）。

在鋅合金壓鑄（zhù）件多層電鍍過程中，鍍（dù）層（céng）的結合（hé）力、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡（pào）的影（yǐng）響至關重要，同時電鍍過程中的過度析氫也會對（duì）起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基（jī）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（niè）層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無（wú）缺陷（xiàn），但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷（xiàn），但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在（zài）孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷（xiàn），但（dàn）鍍鎳層（céng）無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中，上述（shù）(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有孔洞等缺陷，而孔（kǒng）洞缺陷的外部存在致密的密封層（céng），在電鍍（dù）過程中這樣的密封腔體會儲存一定（dìng）的電（diàn）鍍液，經過一係列的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外表麵（miàn）通道，通道中（zhōng）會儲存電（diàn）鍍液（yè）等雜質，當腐蝕發（fā）生時，由於鋅合金基（jī）體與各鍍層間的腐蝕（shí）電位（wèi）不同，會形成腐（fǔ）蝕（shí）原（yuán）電池，同時（shí）腐蝕產（chǎn）物也可能會順著孔道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置換鍍（dù）與否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件電鍍質（zhì）量的影響最為關鍵，需要特別關注。鍍前（qián）鋅合金壓（yā）鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察（chá），可以利用（yòng）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（xiǎn）露出來，從而達到檢測的（de）效果。

3結（jié）論及建議（yì）

基於以上的綜述和分析，總結引起（qǐ）鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液（yè）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）包括氣泡、冷隔等（děng）)；(3)打磨時破壞了壓鑄（zhù）件表麵致密層或拋（pāo）光過熱而出現表麵惰性（xìng）區域；(4)除蠟、除油等清理不徹（chè）底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出（chū）現置換；(6)多層（céng）電鍍孔隙中（zhōng）含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層（céng）置換鍍及覆蓋率是起泡問題的（de）最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起（qǐ）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（qiě）對鍍前、鍍後質（zhì）量都要嚴格把關（guān）。可在電鍍（dù）前對鋅合金壓鑄件進（jìn）行滲透（tòu）顯色檢測，以保證鍍前基（jī）體表麵的質量。