​鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍層（céng）起泡成因與（yǔ）消（xiāo）除對策

相比於銅、鋁（lǚ）等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性（xìng）能好、經濟效益高等（děng）優勢，在（zài）汽車工業、家用電器、日用五金等行（háng）業得到廣泛（fàn）的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求（qiú）分為兩類，一類是結構功能性壓鑄件（jiàn），另一類是（shì）無（wú）特殊要求的零部件。由於（yú）鋅合金活潑、易腐蝕，一般（bān）覆蓋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（zhì）換反（fǎn）應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也（yě）會因其表麵致密性不好而含電鍍液。這些潛在的（de）問題一段時間後會以（yǐ）鍍層起泡的（de）形（xíng）式表現出（chū）來，引起嚴重的質量問題，明確（què）鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原（yuán）因並製定消除對策十分重要（yào）。

本文從生產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理（lǐ）和電鍍過程等角度，分析了導致鋅合金壓鑄件電鍍後起泡的原因（yīn），並提出了對策。

1鋅合金壓鑄件生產

多層（céng）鍍層（céng）包裹的狀態（tài），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狀（zhuàng）態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合（hé）金原料（liào）成分（fèn）、鋅合（hé）金和回收料比例不合理以及精（jīng）煉效果差，壓鑄模具設計及壓鑄工藝參數不合理，鍍前處理質量差及後續各電鍍工藝不合理都可能導致起（qǐ）泡。因（yīn）此，起泡問題的排（pái）查需要（yào）在生產（chǎn）流（liú）程上多點進行監（jiān）測（cè），特別（bié）是鋅合金壓（yā）鑄件（jiàn）鍍（dù）前（qián）表麵狀態的檢測，同時也（yě）要對初始鍍（dù）層與基體的結合力以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的監測。

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，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁（lǚ）、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（xiàn）起泡問題的研（yán）究分析表（biǎo）明：壓鑄鋅合金的鉛、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（de）起泡問題顯著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄（zhù）件中（zhōng）的鉛、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（zhàng）而頂起鍍層，引起起泡問題。

在（zài）鋅合金壓鑄過程中會不斷產生壓鑄澆道（dào）凝料以及（jí）其他廢料（liào），用來（lái）壓鑄的鋅合（hé）金液都是由（yóu）新料與回（huí）收料混（hún）合（hé）熔煉而成。文獻（xiàn）中研究了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合（hé）金狀態的影響。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（xìng）能，。

精煉前後組織對比（bǐ）說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基本可以消除鋅合金中的（de）雜質；當全部是回收（shōu）料時，精煉雖（suī）然（rán）可以明顯（xiǎn）地改善鋅合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金（jīn）中（zhōng）雜質含量高對鋅（xīn）合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也會（huì）大大增加。

鋅合金原料中的雜質含量、熔煉回收料（liào）的摻入比率及精煉對壓鑄產品（pǐn）質量都有（yǒu）較大影響，這種影響（xiǎng）會依次傳遞，最終影響（xiǎng）到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅（jǐn）要嚴把原（yuán）料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進行（háng）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（jiàn）步驟（zhòu），壓鑄模具的設計和壓鑄參數的設置對壓（yā）鑄件質量都有明顯的影響。其中（zhōng）澆口和澆道是將鋅合金液引向型腔的（de）過道，型腔則是成型壓鑄件的腔體（tǐ）和壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關重要。合理的模（mó）具設計既要保證完整充型（xíng），也要保證充型過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣孔量要多於橢圓形澆口，設計橢圓（yuán）形澆道在（zài）壓鑄質量上優要於梯（tī）形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對其機械性能和電鍍質（zhì）量都十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫（wēn）度以及模具的溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影響主要表現在氣孔、冷（lěng）隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度（dù）的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯（xiǎn）的孔洞，而模溫為165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅合金壓鑄過程中產生的氣泡、冷（lěng）隔和裂紋（wén）等缺陷都會給後續的清理和電鍍帶（dài）來困難（nán），保證壓鑄件質量才（cái）能為電鍍提（tí）供優質的基體材料。要對壓鑄件（jiàn）進行嚴格的質量檢測，不能達標則果斷報廢，否則將給後續加工帶來更（gèng）大（dà）的損失（shī）。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍（dù）前還要進行多道前處理（lǐ）工序，主要（yào）包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化（huà）等。

鋅合金壓鑄件表麵（miàn）隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致（zhì）密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露（lù）出疏鬆多孔組（zǔ）織，後（hòu）續（xù）電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液（yè）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（dǎo）致電鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清除幹淨，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（bān）用弱酸短時間（jiān）侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電（diàn）鍍。

2.4電鍍過程的影響

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

鋅合金壓鑄件電鍍過（guò）程中一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅（tóng）中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位較正，表麵（miàn）很快形（xíng）成暗紅色置換銅而對鍍（dù）層結合力不利；氰（qíng）化鈉含量較高時電位較負，試（shì）樣表（biǎo）麵未見有置換銅生成。然而高的氰化鈉濃（nóng）度會抑製鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適（shì）度。鋅合（hé）金壓鑄件電鍍（dù）鎳（niè）的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密（mì）封的要（yào）求。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中（zhōng）性，對工件的腐蝕少，鍍（dù）液中的檸檬酸鈉（nà）會掩（yǎn）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（mì）度大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍後起泡（pào）現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整個鍍層呈現隆起。這（zhè）說明起泡問題是（shì）由底層或內層電鍍引起的，特別是打底鍍層的結合力和覆（fù）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（hé）致密程度對鍍後起泡的影響至關重要，同時電鍍過程中的過度析（xī）氫也會對起泡問題（tí）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（dù）銅層（céng）無缺陷，但鍍鎳（niè）層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅（tóng）層和（hé）鍍鎳（niè）層存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳（niè）層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層（céng）存在孔缺陷，但鍍銅層（céng）無缺陷（xiàn）；

(7)鋅基體和鍍銅（tóng）層存在孔缺陷，但鍍（dù）鎳層無缺（quē）陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅（xīn）合（hé）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缺陷，而孔洞缺陷的外部（bù）存在致密的密（mì）封層，在電（diàn）鍍過程中這樣的密封腔（qiāng）體會儲存一定的電鍍液，經過一係列（liè）的反應就會影響到界麵的結合力，同時腔體內產（chǎn）生一（yī）定的壓力，經過一段時間就會導致（zhì）起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種（zhǒng）情況下，鍍層內（nèi）部或基體存在通向鍍層的最外表麵（miàn）通（tōng）道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當（dāng）腐蝕發生時（shí），由於鋅合金基體與各鍍層間的腐（fǔ）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（zhe）孔道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍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響最為關鍵，需（xū）要特別關注。鍍前鋅（xīn）合金壓（yā）鑄件的缺陷難以（yǐ）用肉眼直接觀察，可以利用滲透染色的方法先用（yòng）滲透（tòu）劑在表麵滲透，然後用顯色（sè）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（jī）於以上的綜述和分（fèn）析，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍（dù）後（hòu）起（qǐ）泡問題（tí）的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓（yā）鑄模（mó）具及工藝引起了表麵缺（quē）陷(主要包括氣（qì）泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵致密（mì）層或拋光過熱而出現（xiàn）表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底（dǐ）電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔（kǒng）隙中含有鍍（dù）液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層（céng）置換鍍及覆蓋率（lǜ）是起泡（pào）問題的最大隱（yǐn）患。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍起泡問題的防治最為重要的是對初始鍍層質量的控製，而且對（duì）鍍前、鍍後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對（duì）鋅合（hé）金壓鑄件進行（háng）滲透顯色檢測，以（yǐ）保證鍍前基體表麵的質（zhì）量。