鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消（xiāo）除對（duì）策

相比於銅、鋁等合（hé）金，鋅合金擁（yōng）有熔點較低、鑄造性能好、經（jīng）濟效益高（gāo）等優勢，在汽車工（gōng）業、家用電（diàn）器、日用五金等（děng）行業得到廣泛（fàn）的應用。鋅合金（jīn）壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結（jié）構功能性壓鑄件，另一類是無特殊要求（qiú）的零部件。由於鋅（xīn）合金活（huó）潑、易腐蝕，一般覆蓋保（bǎo）護性鍍層之後才能應用（yòng）。鋅合金表麵電鍍時容（róng）易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合（hé）力不良，工件也會因其表麵（miàn）致密性不好（hǎo）而含電鍍液。這（zhè）些潛在的（de）問題一段時間後會以（yǐ）鍍層起泡的（de）形式（shì）表現出來（lái），引起嚴重的質量問題，明（míng）確鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍後起泡原因並製定消除對策十分重要。

本文從生（shēng）產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，分析了（le）導致鋅合金壓（yā）鑄（zhù）件（jiàn）電鍍（dù）後起泡的原因，並提（tí）出了對策。

1鋅（xīn）合金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的狀態，其電鍍加工是一個環環（huán）相扣的過程，每一道工序得到的（de）表麵（miàn）狀態都具有傳遞性。

在生產中（zhōng）壓鑄（zhù）鋅合金原料成分、鋅合（hé）金和回（huí）收料比例不合理以及精煉效果差，壓鑄模具（jù）設計及（jí）壓鑄工藝參數不合理，鍍前處理質量差及後續各電鍍（dù）工藝（yì）不合（hé）理都可能導致起泡。因此，起泡問題的排查需要（yào）在生產流（liú）程上多點進行監測，特別是（shì）鋅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層的覆（fù）蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致（zhì）起泡（pào）缺陷的（de）原因

2.1原料及精煉的影（yǐng）響

鋅合金（jīn）壓鑄件一般使用（yòng）含鋁量為3%-4%的鋅鋁（lǚ）合金，按（àn）照壓鑄鋅（xīn）合金標準，需要檢測（cè）的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含（hán）量對鋅合金壓鑄件質量的（de）影響最為顯著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究（jiū）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，較高（gāo）(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題顯（xiǎn）著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶間（jiān）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（fèi）料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新料與（yǔ）回收料混合熔（róng）煉而（ér）成。文獻中研（yán）究了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態的（de）影響。在鋅合金的熔煉過（guò）程中，回收料的（de）摻入會（huì）顯著地影響鋅合金的組織性能，。

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

鋅合（hé）金原料中（zhōng）的（de）雜質含量、熔煉回收料的摻入比率及精煉對壓鑄產品質量都有較大（dà）影響，這種影響會依次傳（chuán）遞（dì），最終（zhōng）影（yǐng）響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合（hé）金壓鑄生產不（bú）僅要嚴把原料（liào）質量關，而且要對壓鑄前鋅（xīn）合金液進行質量監測。

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（dōu）有明顯的影響。其中澆口（kǒu）和澆道是將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄件的腔體和壓鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔（qiāng）分布等（děng）對於壓鑄件的質量而已至關重要。合理的模具設計既要保證（zhèng）完整充（chōng）型，也要保證充型過程中盡量少出現卷（juàn）氣等現象（xiàng）。梯形澆道所（suǒ）產生的氣孔量要（yào）多於橢圓形澆（jiāo）口，設計橢圓形澆（jiāo）道在壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄（zhù）鋅合（hé）金件的多孔組織對（duì）其（qí）機械性能和電鍍質量都十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以及模具的溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影響主（zhǔ）要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對（duì）模具溫度的研究表明，當模溫在（zài）160°C時，壓鑄後的組（zǔ）織（zhī）有明顯的孔洞，而（ér）模溫為165°C和170°C時的（de）組織更為致密。

鋅合金壓鑄過程中產生（shēng）的氣泡、冷隔（gé）和裂紋等（děng）缺（quē）陷都會（huì）給後續的清理和電鍍帶來困難，保證壓（yā）鑄件質量才能為電鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄件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大的損失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進行多道（dào）前（qián）處理工序，主要包括打磨、拋光（guāng）、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻（zhī）有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下組織疏鬆多孔（kǒng），如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍（dù）、孔洞、積液等問題。另外，拋光（guāng）膏塗抹（mò）不均（jun1）勻所引起的拋光過程中局部過熱而產生的麻點，以及拋（pāo）光膏未清（qīng）理幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要（yào）將（jiāng）表麵的蠟及油脂清除幹淨，這樣才能保證電（diàn）鍍時（shí）基（jī）體（tǐ）有清（qīng）潔活化的表（biǎo）麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間（jiān）侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

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

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明：在（zài）氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低（dī）時，試樣的電位較正，表麵很快形成暗紅（hóng）色置換銅而對鍍層結合力不利；氰化鈉含量較（jiào）高時電位較負，試樣表麵未見有置換銅（tóng）生成。然而高的氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合（hé）金壓鑄件（jiàn）電鍍（dù）鎳的過程中，一般由於鎳孔（kǒng）隙（xì）率較高，需要較厚的鍍層（céng）才（cái）能達到密封的要（yào）求。研究表明鋅合金壓鑄件（jiàn）中性（xìng）電鍍鎳技術，其鍍液近中（zhōng）性（xìng），對工件的腐（fǔ）蝕（shí）少，鍍液中的檸檬酸鈉（nà）會掩蔽基體溶出（chū）的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度（dù）不能過高（gāo），否（fǒu）則會使（shǐ）電流密度大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍後起泡現象（xiàng）如圖8所（suǒ）示，一般鍍件表（biǎo）麵沒有明（míng）顯破壞，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的，特（tè）別是打底（dǐ）鍍層的（de）結合力和覆蓋率。

在鋅合金（jīn）壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結合力、覆蓋率（lǜ）和致密程（chéng）度對鍍後起（qǐ）泡（pào）的影響至（zhì）關重要，同時電鍍（dù）過程中的（de）過度析（xī）氫也會對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體（tǐ）、鍍銅層、鍍鎳（niè）層均無孔缺陷；

(2)鋅基（jī）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（wú）缺陷，但（dàn）鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但（dàn）鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基（jī）體存（cún）在孔缺陷（xiàn），但鍍銅層（céng）和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無（wú）缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷，但（dàn）鍍（dù）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（dù）中，上述（shù）(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（xiàn）的外部（bù）存在（zài）致密的密封層，在電鍍過程中（zhōng）這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一係列的反（fǎn）應就會影響到界麵的結合力（lì），同時腔體內產（chǎn）生一定（dìng）的（de）壓力，經過（guò）一段時間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部（bù）或基體存在通向（xiàng）鍍層的最外（wài）表麵通道，通道中會（huì）儲存電鍍液等雜質（zhì），當腐蝕發生時，由於鋅合金基（jī）體與各鍍層間的腐（fǔ）蝕電位（wèi）不同，會形成腐蝕原電池（chí），同時腐蝕產物也可能（néng）會順著孔（kǒng）道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現置換鍍與（yǔ）否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍質量的影響最為關鍵，需要特別關（guān）注。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以（yǐ）用肉眼直接觀察，可以利用（yòng）滲透染色的（de）方法先用（yòng）滲透劑在表（biǎo）麵滲透，然後用顯色劑使缺陷（xiàn）顯露出來，從而達到檢測的效果。

3結論及建議

基於以上的綜述和（hé）分析，總（zǒng）結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金（jīn）液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模（mó）具及工藝引起了（le）表麵缺陷（xiàn）(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞（huài）了壓鑄件表麵致密層或拋光過熱而出現表麵（miàn）惰性區域；(4)除蠟、除（chú）油等清理不徹底或過酸蝕；(5)打（dǎ）底（dǐ）電鍍層出現置換；(6)多層（céng）電鍍孔隙（xì）中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置（zhì）換鍍及覆蓋率是（shì）起泡問題的最大隱患。鋅合（hé）金壓鑄件電鍍起泡問題的防（fáng）治最（zuì）為重要的是對初始（shǐ）鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質量都要嚴格把關。可（kě）在電鍍前對鋅合金（jīn）壓鑄件進（jìn）行滲透（tòu）顯色（sè）檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。