鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍層起泡（pào）成因與消除對策

相比於銅、鋁等合金（jīn），鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟（jì）效益高等優勢，在汽車工業、家用（yòng）電器、日用五金等行業得（dé）到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件按（àn）使用要求分為兩類（lèi），一類是結構功能性（xìng）壓鑄件，另一類是無特殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一（yī）般覆蓋保護性鍍層之後才能應用（yòng）。鋅合金表麵（miàn）電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界（jiè）麵結（jié）合（hé）力不良，工件（jiàn）也會（huì）因其表麵致密性不好而含（hán）電鍍液。這些潛在的問題（tí）一段（duàn）時間後會以鍍層起泡的形（xíng）式表現（xiàn）出來，引起（qǐ）嚴重的質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡（pào）原因（yīn）並製定消除對策十分重要（yào）。

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

1鋅合金壓（yā）鑄件生產（chǎn）

多層鍍層包裹的狀態，其電（diàn）鍍加工是（shì）一個環環相扣的過（guò）程，每（měi）一道工序得到的表麵狀態都具有傳遞性（xìng）。

在生產中壓（yā）鑄（zhù）鋅合金原料成（chéng）分、鋅（xīn）合金和回收（shōu）料比例不合理以及精煉效果差，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（hòu）續各電鍍工藝不合理（lǐ）都（dōu）可能導致起泡。因此，起泡問題的排查需要在生（shēng）產流（liú）程上多點進行監測，特（tè）別（bié）是鋅合金壓鑄件鍍前（qián）表麵狀態的檢測，同時也要對初（chū）始鍍層與基體的結合力（lì）以及鍍層的覆蓋率、致密度進（jìn）行全麵的監測。

2導致起泡缺（quē）陷的原因

2.1原料及（jí）精煉的影響

鋅合金（jīn）壓鑄件一般使用含鋁（lǚ）量為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合（hé）金標準，需要檢測的（de）化學成分包括鋅、鋁（lǚ）、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質（zhì）量的影響最為顯著。在對鋅合金壓（yā）鑄件出現起泡問題的研究分析表明：壓鑄鋅合（hé）金的鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡（pào）問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡（pào）問題顯著（zhe）增加。其（qí）主要原因是鋅（xīn）合金壓（yā）鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶（jīng）界處聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金壓鑄（zhù）過程中會不斷產生壓鑄澆道凝料以及其他廢料，用（yòng）來壓鑄的鋅合金液都是由新料與回收料混合熔煉而成（chéng）。文獻中研究了回收料摻入比率及精（jīng）煉對壓鑄鋅合金狀態的（de）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能，。

精煉前後（hòu）組織對比說明（míng）：當（dāng）摻入50%回（huí）收料（liào）時，氯（lǜ）化氨（ān）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（zǔ）織，但精煉後依然還存在（zài）40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量（liàng）高對鋅合（hé）金液的壓鑄成型能力及（jí）鋅合金的力（lì）學性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也（yě）會大大增加。

鋅合金原料中的雜（zá）質含量、熔（róng）煉回收料的摻入（rù）比率及精煉對壓（yā）鑄產品質量（liàng）都（dōu）有較大影響，這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金（jīn）件電鍍後（hòu）的質量（liàng）。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前（qián）鋅合金液進行質量監測。

2.2壓（yā）鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件製作的（de）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都有明顯的影響（xiǎng）。其中澆口和澆（jiāo）道是將鋅合金液引向型腔的過道，型（xíng）腔則是成型壓鑄件的腔（qiāng）體和壓鑄（zhù）件直接接（jiē）觸，澆口和澆道的設計（jì）、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關重要（yào）。合理的模（mó）具（jù）設（shè）計既要保證（zhèng）完整充（chōng）型，也要保證充型過（guò）程中盡量少出現卷（juàn）氣等現象（xiàng）。梯形（xíng）澆道所產生（shēng）的氣孔量要（yào）多於（yú）橢圓形（xíng）澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄（zhù）鋅合金（jīn）件的多孔組織對其機械性能和電鍍質量都（dōu）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（jīn）壓鑄件質量的影響主要表現在氣孔、冷隔（gé）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，壓鑄後的組織有明顯的孔洞，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、冷隔和裂（liè）紋等缺陷都會（huì）給（gěi）後續的清理和電鍍帶來困難，保（bǎo）證壓鑄件質量才能為（wéi）電鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄件進行（háng）嚴（yán）格的質量（liàng）檢測，不能達標則果斷報廢，否則將（jiāng）給後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影響（xiǎng）

鋅合金壓鑄件（jiàn）在電鍍前還要進行多道（dào）前處理工序，主要包括打（dǎ）磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密（mì）層。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題。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，以及拋光膏未清理幹淨，也都會導致電鍍後（hòu）起泡。除（chú）蠟（là）、除油需（xū）要將（jiāng）表麵的（de）蠟及油脂清除幹淨，這樣才能保證電（diàn）鍍時基體有清潔（jié）活化的表麵。酸蝕（shí）活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的（de）鋅合金表麵更利於（yú）電（diàn）鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄（zhù）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電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍（dù）鉻層。

鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預鍍銅（tóng），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（dù）銅（tóng）中，當氰化（huà）鈉含量低時，試樣的電位較正，表（biǎo）麵很快形成暗紅色（sè）置換（huàn）銅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（rán）而高的氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因此氰化鈉的（de）濃度要控（kòng）製適度（dù）。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍（dù）鎳的過程中，一般由（yóu）於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的（de）要求。研究表明鋅合金壓鑄（zhù）件中性電鍍鎳技術，其鍍液近（jìn）中性（xìng），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+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高，否（fǒu）則會使（shǐ）電流密度大的部位上（shàng）出現疏鬆、燒焦。

鋅合金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（xiǎn）破壞，而是整個（gè）鍍層呈現隆起。這（zhè）說明（míng）起泡問題（tí）是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（lǜ）。

在鋅合金壓鑄件（jiàn）多層電鍍過（guò）程中，鍍層的（de）結合力、覆蓋率和致密程度對（duì）鍍後起泡的影響至關重要，同時電鍍過程（chéng）中的過度析氫也會對起泡問題有一定貢獻（xiàn）。

(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（quē）陷，但鍍（dù）銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基（jī）體存在孔缺陷，但鍍（dù）銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體（tǐ）和鍍鎳（niè）層存在孔（kǒng）缺（quē）陷，但（dàn）鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存（cún）在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(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(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）存在致密的密封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍（dù）液，經過一係（xì）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（lì），經過（guò）一（yī）段時間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍（dù）層內（nèi）部或基體存在（zài）通向鍍層的最外表麵通道，通道（dào）中會（huì）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（shí）電位不同，會形成腐蝕原電池（chí），同時腐蝕產物也可能會順著孔道（dào）擴散（sàn）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（yā）鑄件電鍍質量的影響（xiǎng）最為關鍵，需要（yào）特別關注。鍍（dù）前鋅合金（jīn）壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接（jiē）觀察，可以利用滲透染色的方（fāng）法先用滲透劑在表麵滲（shèn）透，然後用顯色劑使缺陷顯露出來，從而達到檢測（cè）的效果。

3結論及建議

基於（yú）以上的綜述和（hé）分析，總結引起鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）電鍍後（hòu）起泡（pào）問（wèn）題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘（gé）等)；(2)鋅合金壓鑄模（mó）具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵致（zhì）密（mì）層或拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等（děng）清理不徹底或過（guò）酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電（diàn）鍍孔隙中含有鍍液。其中（zhōng），鍍（dù）前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱（yǐn）患。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍（dù）起泡問題的防治最為重要的（de）是對初（chū）始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓（yā）鑄件進（jìn）行滲（shèn）透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。