鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍層起泡成因與消（xiāo）除（chú）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（yōu）勢（shì），在汽車工業、家用電器、日用五金等行（háng）業得到廣泛的應用。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（yā）鑄件，另（lìng）一類是無特殊要求的（de）零（líng）部件。由於鋅（xīn）合金（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（jié）合力不（bú）良，工件也會（huì）因（yīn）其表麵致密（mì）性不好而含電鍍（dù）液。這些潛在的問題一段時間後會以鍍層（céng）起（qǐ）泡的形式表現出來，引起嚴（yán）重的（de）質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消除對策十分重要。

本文（wén）從生產（chǎn）原（yuán）料及（jí）其精煉、壓鑄工（gōng）藝，鍍前處理和（hé）電鍍（dù）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

多層鍍層包裹的狀態，其電鍍加工是一個（gè）環環相扣的過程，每一道工序得（dé）到的表麵狀態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合金原料成（chéng）分、鋅合金和回（huí）收（shōu）料比例不合理以及精煉效（xiào）果（guǒ）差（chà），壓（yā）鑄模（mó）具（jù）設計及壓鑄工藝參數不合理（lǐ），鍍前處理質量差及後續各電鍍工藝不合理都可能導致起泡。因此（cǐ），起泡（pào）問題的排（pái）查需要在生產流程（chéng）上多點進（jìn）行監測，特別（bié）是鋅合金壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同（tóng）時也要對初（chū）始鍍層與基體的結合力以及鍍層（céng）的覆蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致起泡缺陷的原（yuán）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（bāo）括鋅、鋁、鎂、銅、鉛（qiān）、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件（jiàn）質量的影響最為顯著。在對鋅（xīn）合金壓鑄件出現起泡問（wèn）題的研究分析表明：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（jiào）高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其（qí）主要原因是鋅（xīn）合金壓鑄件中的鉛（qiān）、鎘、錫等雜質會在晶界處（chù）聚集而導致晶間（jiān）腐蝕（shí），晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金壓（yā）鑄過程中會不斷產生壓鑄澆道凝料以及其他廢料，用來壓（yā）鑄（zhù）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（jiū）了回收料摻（chān）入（rù）比率（lǜ）及精煉（liàn）對壓鑄鋅合金狀態的影響。在（zài）鋅合金的熔煉（liàn）過程（chéng）中，回收料（liào）的摻入會顯著地影響鋅合（hé）金的組織性能（néng），。

精煉前後組織對比說明：當（dāng）摻（chān）入50%回收料時，氯化氨精煉後基本可以消除鋅合金中的雜質；當全部（bù）是回收料時，精煉（liàn）雖然可以明顯地改善鋅（xīn）合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合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（dōu）不利，引（yǐn）起電（diàn）鍍後起泡的概率也會大大增（zēng）加。

鋅合金原料中的雜質（zhì）含量、熔煉回收料的摻（chān）入比率及精煉對壓鑄產品質量都有較大影響，這種（zhǒng）影響會依次傳遞，最終影響（xiǎng）到鋅（xīn）合金件電鍍後的（de）質量。因此，鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液（yè）進（jìn）行質量（liàng）監測。

2.2壓鑄模具的影（yǐng）響

壓（yā）鑄是鋅合金件製作的關鍵（jiàn）步驟，壓鑄模具的設計和（hé）壓鑄參數的設置對壓鑄件質（zhì）量都（dōu）有（yǒu）明顯的影響。其中澆口（kǒu）和澆道是將鋅合金液引（yǐn）向型腔的過道，型腔（qiāng）則是成型壓鑄件的（de）腔體和壓鑄件（jiàn）直接接觸，澆口和澆道（dào）的設計、型腔分布（bù）等對於壓鑄件（jiàn）的質量而已至關重要。合理（lǐ）的模具設計既要（yào）保證（zhèng）完整充型，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，設計橢圓形澆道在壓鑄（zhù）質（zhì）量上優要於（yú）梯（tī）形（xíng）澆道。壓（yā）鑄鋅合（hé）金件的多孔組織對其（qí）機械性能和電（diàn）鍍質量都十分不利。

在（zài）壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等對鋅合金壓鑄件（jiàn）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，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明（míng）顯的孔洞，而模溫（wēn）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（děng）缺陷都會給後續的清理和電鍍帶（dài）來（lái）困難，保證壓鑄件質量才能為電鍍（dù）提供（gòng）優質的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格（gé）的質量檢測，不能達（dá）標則果斷報廢，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（jīn）壓鑄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、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄（zhù）件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層（céng）。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出（chū）疏鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏塗抹不均勻（yún）所引起的拋光過程中局部（bù）過（guò）熱而產（chǎn）生的麻點，以及拋光膏未清理幹（gàn）淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵（miàn）的蠟及油脂清除幹淨，這樣才能（néng）保證電鍍時基體有清潔活化的（de）表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕（shí）後的鋅合金表麵（miàn）更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金（jīn）壓鑄件為了獲得良好的裝（zhuāng）飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完成後要進行相應的（de）電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍過程中一般要（yào）氰化物預鍍銅（tóng），抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現（xiàn）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）很快形成（chéng）暗紅色置（zhì）換銅（tóng）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（nà）的濃度要控製適度。鋅合金壓（yā）鑄件電（diàn）鍍鎳的過程中，一般由（yóu）於鎳孔隙率較（jiào）高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要求（qiú）。研究表明鋅合金壓鑄件（jiàn）中性（xìng）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體溶（róng）出的Zn2+。鋅合金壓鑄（zhù）件電（diàn）鍍鉻液中Zn2+的濃度不能（néng）過高，否則會使電流（liú）密度（dù）大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破（pò）壞，而是整個鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層或內層電鍍引起（qǐ）的，特別是（shì）打底鍍層的結合力和覆（fù）蓋率。

在鋅合（hé）金（jīn）壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的（de）結合力、覆蓋率和致密程度對（duì）鍍後起（qǐ）泡的影（yǐng）響至關重要，同（tóng）時電鍍過程中的過度析氫也會對起泡問（wèn）題有一定貢（gòng）獻。

(1)鋅（xīn）基體、鍍銅層、鍍鎳層（céng）均無（wú）孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷（xiàn），但鍍（dù）鎳（niè）層存在孔缺陷；

(3)鋅基（jī）體和鍍鎳層無缺（quē）陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基（jī）體無缺陷，但鍍銅層和（hé）鍍鎳層存在孔（kǒng）缺陷；

(5)鋅基體（tǐ）存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體（tǐ）和鍍鎳（niè）層（céng）存在孔缺陷，但鍍銅層（céng）無缺陷；

(7)鋅基體（tǐ）和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層（céng）和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件（jiàn）多（duō）層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中（zhōng），底層或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外（wài）部存在致密的密（mì）封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會（huì）儲存一定的電鍍液，經過一係（xì）列的反應就會影響到（dào）界麵的結合力，同時（shí）腔體內產生一定的壓力，經過一段時間就會導（dǎo）致起泡問題（tí）。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部或（huò）基體存在通向鍍層（céng）的最外表（biǎo）麵通道，通道中會（huì）儲存電鍍液等雜質，當（dāng）腐蝕發生（shēng）時，由於鋅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（fǔ）蝕（shí）產物也可能會順著孔道（dào）擴（kuò）散到表麵，形成腐蝕黴斑（bān）。

打底鍍層出現置換鍍（dù）與否以及鍍層的致密（mì）覆蓋程度對鋅合金壓鑄件電鍍質量的影響最（zuì）為關鍵，需（xū）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（kě）以利用滲（shèn）透染色的方法先用（yòng）滲透劑在表麵滲透，然後（hòu）用（yòng）顯色劑使缺陷顯露出來，從而達到（dào）檢測的效果。

3結論及建議

基於以（yǐ）上的綜述和分析（xī），總結引（yǐn）起鋅（xīn）合金壓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（zá）質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄模具及工（gōng）藝引（yǐn）起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件（jiàn）表麵致密層或拋（pāo）光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹（chè）底（dǐ）或過酸蝕；(5)打底（dǐ）電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其（qí）中，鍍前表（biǎo）麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題（tí）的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍（dù）起泡問題的防治（zhì）最為重要的是對初始鍍（dù）層質量的控製，而且對鍍前、鍍後（hòu）質量都要嚴格把關。可在電鍍前對（duì）鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體（tǐ）表麵的質量。