鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消除對策（cè）

相比於銅、鋁等合金，鋅合（hé）金擁有熔點較低、鑄造性能好、經（jīng）濟效益（yì）高等優（yōu）勢，在汽車工業、家用電器、日用五金等行業得到廣泛（fàn）的應用。鋅合金壓（yā）鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功能性壓鑄件，另一（yī）類是無特（tè）殊要求（qiú）的零部件。由（yóu）於鋅合（hé）金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保（bǎo）護性鍍層之後才能應（yīng）用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置（zhì）換反應層，引起鍍層界麵（miàn）結合力不良，工件也會因其表麵致密性不好而含電鍍液。這（zhè）些潛在的問題一段時間後會以鍍層（céng）起泡的形式表現出來，引起嚴重的（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（duì）策十分重要。

本（běn）文從生產原料及其（qí）精煉、壓鑄（zhù）工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分析了導（dǎo）致鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍後起泡的原因，並（bìng）提出（chū）了對策。

1鋅合金壓鑄件生產

多（duō）層鍍（dù）層包（bāo）裹的狀態（tài），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（miàn）狀態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合金原（yuán）料成（chéng）分、鋅合金和回收料比例不合理（lǐ）以（yǐ）及精煉效果差，壓鑄模具設計及壓鑄工藝參（cān）數不合理（lǐ），鍍前（qián）處理質量差及後續各電鍍工藝不合（hé）理都可能導致起泡。因此，起泡（pào）問題的排查需要在生產流程上多點（diǎn）進行監測，特別是鋅（xīn）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（dù）層的覆蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致起泡缺陷的（de）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（wéi）3%-4%的鋅鋁合金（jīn），按照壓鑄鋅（xīn）合金標（biāo）準（zhǔn），需要檢測的化學成分包括鋅（xīn）、鋁（lǚ）、鎂、銅、鉛、鐵（tiě）、鎘、錫等8項。其中（zhōng）鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件（jiàn）質量的影響最為顯著。在對鋅合（hé）金壓鑄（zhù）件出現（xiàn）起泡問題的研究分析表明：壓鑄鋅合金的（de）鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題（tí）較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時（shí）產（chǎn）品出現的起泡問題顯著增（zēng）加。其主要原（yuán）因是鋅合（hé）金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而（ér）導致晶間腐（fǔ）蝕，晶間腐蝕處會膨脹（zhàng）而頂起鍍層，引起（qǐ）起泡問題。

在鋅合金（jīn）壓鑄過程中（zhōng）會不斷產生壓鑄（zhù）澆道凝料以及其他廢料，用來壓鑄的鋅（xīn）合（hé）金液都是由新（xīn）料與回收料混合熔煉而成。文獻中研（yán）究了（le）回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅（xīn）合金狀態的影響。在鋅合金的熔煉（liàn）過程中，回收料的摻入會顯著地影響鋅合金的組織（zhī）性能，。

精煉前後組織對比說明：當摻（chān）入50%回收料時（shí），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合金的組織，但精煉後依然還存在（zài）40%雜質。壓（yā）鑄鋅合金中（zhōng）雜（zá）質含量高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金（jīn）的力學性能都不利，引起電鍍後起（qǐ）泡（pào）的概率也會大大增加。

鋅合金原（yuán）料中的（de）雜質含量、熔煉回收料的摻入比（bǐ）率（lǜ）及精煉對壓鑄產品質量都有較大影響（xiǎng），這種（zhǒng）影響會依次傳遞，最終（zhōng）影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴把原料質量（liàng）關，而且要（yào）對壓鑄前鋅合（hé）金液進行質量監（jiān）測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件（jiàn）製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄參數的設（shè）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向型腔的過道，型（xíng）腔則是成型壓（yā）鑄件的腔體和壓鑄件（jiàn）直接接觸，澆（jiāo）口和澆道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量（liàng）而（ér）已至關重要。合理的模具設計既要保證完整充型，也要（yào）保（bǎo）證充型過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所（suǒ）產生的氣孔（kǒng）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形（xíng）澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對其機械性能和電（diàn）鍍質量都十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等對鋅合（hé）金壓（yā）鑄件質量（liàng）的影響主要表（biǎo）現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的（de）研（yán）究表明，當模溫在160°C時，壓鑄（zhù）後的組織（zhī）有明顯的孔洞，而模溫為165°C和170°C時的組織更為致（zhì）密。

鋅合金壓鑄過程中產（chǎn）生的氣（qì）泡、冷隔和裂紋等（děng）缺陷都會給後續的清理和電鍍帶來困難，保證壓鑄件質量才能（néng）為電鍍提供（gòng）優質的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格的（de）質量檢測，不能達標則果斷報廢（fèi），否則將給後續加工帶來更大（dà）的損失。

2.3電鍍前（qián）處理的影響

鋅合金壓鑄件（jiàn）在電鍍前還要進行多道前處理工序，主要包括（kuò）打磨、拋光、除蠟、除油、酸（suān）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、積液等問題。另外，拋光（guāng）膏塗抹（mò）不均勻所引起的拋光過程（chéng）中局部（bù）過熱而產生（shēng）的麻點，以及拋光膏未清理（lǐ）幹淨，也都（dōu）會導致電鍍後起泡。除（chú）蠟、除油需要將表（biǎo）麵的蠟（là）及油脂清除幹淨，這樣才能保證電鍍時基體有清潔活化的表麵（miàn）。酸蝕活化，一般用弱酸（suān）短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕（shí）後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅（xīn）合金壓鑄（zhù）件為了獲得良（liáng）好的裝飾性和耐腐蝕性，在（zài）壓鑄完成後要（yào）進行（háng）相（xiàng）應的電鍍處理，一般（bān）包括（kuò）鍍銅（tóng）層、鍍鎳（niè）層和鍍鉻層（céng）。

鋅合金壓鑄件電鍍（dù）過程中一般（bān）要氰化（huà）物預鍍銅，抑製預鍍銅（tóng）中置換鍍銅的（de）出現至關重（chóng）要（yào）。研究表明：在氰化鍍銅中（zhōng），當氰化鈉含量（liàng）低時，試樣的電位較正，表麵很快形成暗紅色置換銅而對鍍（dù）層（céng）結合（hé）力不利；氰化（huà）鈉含量較高時電位較負，試樣表（biǎo）麵未見有置換銅生成。然而高的氰化鈉濃度會（huì）抑製鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度要（yào）控製適度。鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍鎳的過（guò）程中，一般（bān）由於鎳孔隙率較高，需要較（jiào）厚的鍍層才能達到密封的要求。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍（dù）液近中性，對工件的（de）腐蝕少，鍍液中（zhōng）的檸檬酸鈉會（huì）掩蔽基體溶（róng）出的Zn2+。鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能（néng）過高，否則會使電（diàn）流密度大的部位上出現（xiàn）疏鬆、燒（shāo）焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般（bān）鍍件表麵沒有明顯破壞，而是（shì）整個鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是（shì）由底（dǐ）層或內層電鍍引起（qǐ）的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合金壓鑄（zhù）件多層電鍍過程中，鍍層的結合力（lì）、覆蓋率和致密程（chéng）度（dù）對鍍後起泡的影響至（zhì）關重（chóng）要（yào），同時電鍍過程（chéng）中的過度析氫也（yě）會對起泡問題有（yǒu）一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔（kǒng）缺陷；

(3)鋅基（jī）體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無（wú）缺陷（xiàn），但鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺（quē）陷；

(5)鋅（xīn）基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍（dù）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（jī）體和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基（jī）體（tǐ）、鍍銅層和鍍鎳層均存（cún）在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層（céng）電鍍中，上（shàng）述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部存在致密的密封層，在（zài）電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經（jīng）過（guò）一係列的反應就會影響到界麵的結（jié）合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段（duàn）時間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況（kuàng）下，鍍層（céng）內部或基體存在通向鍍層的（de）最（zuì）外表麵通道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時（shí），由於鋅合金（jīn）基體與各鍍層間的腐蝕電位不同（tóng），會形（xíng）成腐蝕原電池（chí），同時腐蝕產（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（chū）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，需要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄件的（de）缺陷難以用肉眼直接觀察，可以利用滲透染色的（de）方法（fǎ）先用（yòng）滲透劑在表麵滲透，然後用（yòng）顯色劑使缺陷顯露出來，從而（ér）達到檢測的效果。

3結論及建議

基於（yú）以上的綜述和分析，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的（de）原（yuán）因有：(1)壓（yā）鑄鋅合金液（yè）中存在（zài）有（yǒu）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（quē）陷(主要包括（kuò）氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓（yā）鑄件（jiàn）表麵致密層或拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底（dǐ）或過酸蝕；(5)打（dǎ）底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍（dù）孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量（liàng）、打底鍍層置換鍍（dù）及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合（hé）金壓鑄件電鍍起泡問題的防治最為（wéi）重要的是對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都要（yào）嚴（yán）格把關。可在（zài）電鍍前對鋅（xīn）合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以（yǐ）保證鍍前（qián）基體表麵的質量。