​鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍層起泡成因與消除對策

相比於銅、鋁（lǚ）等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能（néng）好、經濟效益高等優勢，在汽（qì）車工（gōng）業、家用電器、日用五金等行業（yè）得到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類（lèi）是結構功能性壓鑄件，另一類是無特殊要（yào）求的（de）零部（bù）件。由於鋅（xīn）合金活（huó）潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才（cái）能應用。鋅合金表麵電（diàn）鍍時容易形成（chéng）置換反應層，引起鍍層（céng）界麵結合力不良，工件也會因其表麵（miàn）致密性不（bú）好而含電鍍液。這些（xiē）潛在的（de）問題一段時間（jiān）後會以鍍層起泡的形式表現出來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合（hé）金壓鑄（zhù）件電（diàn）鍍後（hòu）起泡原因並製定消除（chú）對策（cè）十分重（chóng）要。

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

1鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的狀態，其電鍍加工（gōng）是（shì）一個環環相扣的過程，每（měi）一道工序得到的表麵狀態都具（jù）有傳遞（dì）性。

在生產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金和（hé）回收料（liào）比例不合理以及精煉效果差，壓（yā）鑄模具設（shè）計及壓鑄工藝（yì）參（cān）數不（bú）合理，鍍前處理（lǐ）質量差及後續各電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（chǎn）流程上多點進行（háng）監測（cè），特別是鋅合金壓鑄件鍍（dù）前表麵狀態的檢測，同時也要對（duì）初始鍍層與基體的結合力以及鍍（dù）層的覆（fù）蓋率、致密度進行全麵（miàn）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（hé）金壓（yā）鑄件（jiàn）一般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁合（hé）金，按（àn）照壓鑄鋅（xīn）合金標準，需要檢測的化學成分包括（kuò）鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄件（jiàn）質量的影響（xiǎng）最為顯著。在對鋅合金壓（yā）鑄（zhù）件出現起泡問題的研究分析（xī）表（biǎo）明：壓（yā）鑄鋅合金的鉛、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%)時產品（pǐn）出現的起泡問（wèn）題顯著增（zēng）加。其主要原因（yīn）是鋅合金壓鑄件中（zhōng）的鉛、鎘、錫（xī）等雜質會在晶（jīng）界處聚集而導（dǎo）致晶間腐蝕，晶間腐（fǔ）蝕處會膨脹而頂起鍍層，引（yǐn）起（qǐ）起（qǐ）泡問題。

在鋅合金壓鑄過程中（zhōng）會不斷產生壓鑄澆（jiāo）道凝料以及其他廢料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新料（liào）與回收料混（hún）合熔煉而成。文獻中研究了回（huí）收料（liào）摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態的影響。在鋅合金的熔煉過程（chéng）中，回收料的摻入會顯著地影響鋅合金的組織性（xìng）能（néng），。

精煉前後組織對比說明：當摻入50%回收料時（shí），氯（lǜ）化氨精煉（liàn）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（suī）然（rán）可以明顯地改善鋅合金的組織，但精（jīng）煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜（zá）質含量高對鋅（xīn）合金液（yè）的壓（yā）鑄成型能力及鋅（xīn）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。

鋅合金原料中的雜質含量、熔煉（liàn）回收料的摻入比率及精煉對壓鑄產品質量都有較大影響，這種影響會依次傳遞，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（yán）把原料質量關，而（ér）且要對壓鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合（hé）金件製作的關鍵步驟（zhòu），壓鑄模（mó）具的設計和壓鑄參數的設置（zhì）對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液引向型腔的過（guò）道，型腔則是成型壓鑄件的腔體和壓鑄件直接接（jiē）觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等對於壓鑄件（jiàn）的質量而已至關（guān）重要。合理的（de）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卷氣等現（xiàn）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（xíng）澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對其機械性能和電鍍質量都十分不利（lì）。

在壓鑄過程中，壓（yā）鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等對（duì）鋅（xīn）合金壓鑄件質（zhì）量的影響主要表現在氣（qì）孔（kǒng）、冷隔等壓鑄缺（quē）陷方麵。針對模具溫度的研（yán）究（jiū）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（shí）的組織更（gèng）為致密。

鋅合金（jīn）壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都（dōu）會給後（hòu）續的清理和電鍍帶來困難（nán），保證壓（yā）鑄件質量才（cái）能為電鍍提供優質（zhì）的基體材料。要對壓鑄（zhù）件（jiàn）進行嚴格的質量檢測，不能達標則果斷（duàn）報廢，否則將給後續加工帶來更（gèng）大（dà）的損（sǔn）失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前（qián）還（hái）要進行（háng）多（duō）道前處理工序，主要包括打磨（mó）、拋光、除蠟、除油、酸蝕（shí）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（céng）下組織疏鬆多孔，如果打磨露出（chū）疏鬆多（duō）孔組織，後（hòu）續電鍍將出現漏鍍（dù）、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏塗抹不均勻所引（yǐn）起的拋光過（guò）程中局部過熱而產生的（de）麻（má）點，以及拋光膏（gāo）未清理幹淨，也都會導致電（diàn）鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清除幹淨，這樣才能保證電鍍時基（jī）體有清潔活化的表（biǎo）麵。酸蝕（shí）活化，一般（bān）用弱（ruò）酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更（gèng）利於電鍍。

2.4電（diàn）鍍過程的影響

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

鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍過程中一般要氰化（huà）物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出（chū）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，表麵很快形成暗紅色置換銅而對鍍層結合力（lì）不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵（miàn）未見有置換銅生成。然而高的氰化鈉濃度（dù）會抑製鍍（dù）層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封（fēng）的要求。研（yán）究表（biǎo）明鋅合金壓鑄件中性（xìng）電鍍（dù）鎳技術，其（qí）鍍液（yè）近中性（xìng），對工件（jiàn）的腐（fǔ）蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅（xīn）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（bù）位（wèi）上出（chū）現疏鬆（sōng）、燒焦。

鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍後起（qǐ）泡現象如（rú）圖8所示，一般鍍（dù）件表麵（miàn）沒有明顯破壞，而是整個（gè）鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層或內層電（diàn）鍍引起的，特別是（shì）打（dǎ）底鍍層的結合力和（hé）覆蓋率。

在（zài）鋅合金（jīn）壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結合力（lì）、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡的影響（xiǎng）至關重要，同時電鍍過程中的過度析氫（qīng）也會（huì）對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層（céng）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)鋅基體（tǐ）和鍍鎳層（céng）無缺陷，但鍍銅層存（cún）在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷（xiàn）；

(5)鋅基（jī）體存（cún）在孔缺陷，但鍍銅層和（hé）鍍鎳層無（wú）缺陷；

(6)鋅基（jī）體和鍍鎳（niè）層（céng）存在孔缺陷，但鍍銅層（céng）無缺（quē）陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺（quē）陷；

(8)鋅（xīn）基（jī）體、鍍（dù）銅層和鍍鎳層均存在（zài）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，底層或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外（wài）部存在致密的密封（fēng）層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一係列的反應就會影響（xiǎng）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（jiù）會導致（zhì）起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部（bù）或基體存在通向鍍層的最外表麵通道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由（yóu）於鋅合金基體與各鍍層（céng）間的腐蝕（shí）電位不同（tóng），會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產物也可能會順著孔道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底（dǐ）鍍層出（chū）現置換鍍（dù）與否以及鍍層的致（zhì）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缺陷難以用肉眼直接觀察，可以（yǐ）利用滲透染色的方法先用滲（shèn）透劑在表麵滲透，然後用顯色劑使（shǐ）缺陷顯露出來，從（cóng）而達到檢測的效果。

3結論及（jí）建議

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存（cún）在（zài）有害雜質(主（zhǔ）要是鉛（qiān）、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等（děng）)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵致（zhì）密層或拋光過熱而出現表麵（miàn）惰（duò）性區域（yù）；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換（huàn）；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的（de）最大隱患。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍起泡問題的防治（zhì）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（dōu）要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的（de）質量。