​鋅合金壓（yā）鑄件電（diàn）鍍（dù）層起泡成因與消除對策

相比（bǐ）於銅（tóng）、鋁等合（hé）金，鋅合金擁有熔點較低、鑄（zhù）造性能好、經濟效益高等優勢，在汽車工業、家用電器、日用五金等行業得到廣泛的（de）應（yīng）用（yòng）。鋅合金壓鑄件按使（shǐ）用要求分為兩類，一類是（shì）結構功能性壓鑄（zhù）件，另一（yī）類是無特殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋（gài）保護（hù）性（xìng）鍍層之後才能應用。鋅合金表麵電鍍（dù）時容易（yì）形成置換（huàn）反應層，引起（qǐ）鍍層界麵結合力不良，工件也會因其表麵致密性（xìng）不好而含電鍍液（yè）。這些潛在的問題（tí）一段時（shí）間後（hòu）會（huì）以鍍層起泡的形式表現出來，引（yǐn）起嚴重的質量問題，明確鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍（dù）後起泡原因並製定（dìng）消除對策十分重（chóng）要（yào）。

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

1鋅合金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的狀（zhuàng）態，其電鍍加工是一個環環相扣的（de）過程（chéng），每一道工序（xù）得到的表麵狀態都（dōu）具有傳遞性（xìng）。

在生產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金（jīn）和（hé）回收料比例不合理以及精煉效果差，壓鑄（zhù）模具（jù）設計及壓鑄工藝參數不合理，鍍前處理質量差及後續各電鍍工藝（yì）不合理都可能導致起泡。因此，起泡問題的排查（chá）需要在生產流程上多點進行監測，特別是（shì）鋅合金（jīn）壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時也（yě）要對初始（shǐ）鍍層（céng）與（yǔ）基體的（de）結合力以及鍍層的覆蓋率（lǜ）、致密度進行全（quán）麵的監測。

2導（dǎo）致起（qǐ）泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁（lǚ）合金，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學（xué）成分包括鋅、鋁、鎂（měi）、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合（hé）金壓鑄件質量的影響最為顯著。在對鋅合金壓鑄件（jiàn）出現起泡問題的研究分（fèn）析表明：壓鑄鋅（xīn）合金的（de）鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問（wèn）題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其主要原因是（shì）鋅（xīn）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（jiān）腐（fǔ）蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起（qǐ）起泡問題。

在鋅合金壓鑄過（guò）程中會不斷產生（shēng）壓鑄澆道凝料以及其他廢料，用來壓鑄的鋅合金液（yè）都是由新料與回收料混合熔煉而成。文獻中研究了回收料摻入比（bǐ）率及精煉對壓（yā）鑄鋅合金狀態的影響。在（zài）鋅合（hé）金的（de）熔煉過程中，回收料的摻（chān）入會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（ān）精煉後基本可以消除鋅合金中的雜質；當全（quán）部是回收料時，精煉雖然可以（yǐ）明顯地改善鋅（xīn）合金的組織，但精煉後依然還存（cún）在40%雜質。壓鑄鋅合（hé）金中雜（zá）質含量高對鋅合（hé）金液的壓鑄（zhù）成型能力（lì）及（jí）鋅合（hé）金的力學性能（néng）都不利，引起電鍍後起泡的概率也會大大增加（jiā）。

鋅（xīn）合（hé）金原料中的雜質含（hán）量、熔煉回收料的摻入比率及精煉對（duì）壓鑄（zhù）產品質量都（dōu）有（yǒu）較大影（yǐng）響，這種（zhǒng）影（yǐng）響會（huì）依次（cì）傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄（zhù）生（shēng）產不僅要嚴把原料（liào）質量關，而且要對（duì）壓鑄前鋅合金液進行質量監測（cè）。

2.2壓（yā）鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵（jiàn）步驟，壓鑄（zhù）模具的設計和壓鑄參數的設置（zhì）對壓鑄件質量都有明顯的影響。其中澆口和澆道（dào）是將鋅合金液引向型腔的（de）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、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已（yǐ）至關重要。合理的（de）模具設計既要保（bǎo）證完整充型，也要保證（zhèng）充型過程中盡量（liàng）少（shǎo）出現卷（juàn）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質量（liàng）上優要（yào）於（yú）梯形澆道。壓鑄鋅合金（jīn）件的多孔組織對其機械性能和電鍍（dù）質量都十分不（bú）利（lì）。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度（dù）以及模具的溫度等對鋅合金（jīn）壓鑄件質量（liàng）的影響主要表現在氣（qì）孔、冷隔等壓鑄（zhù）缺陷方麵。針對模具溫度的研究（jiū）表明，當模溫在160°C時，壓（yā）鑄後的組織有明顯的孔（kǒng）洞，而模溫為（wéi）165°C和170°C時的組織更為（wéi）致密。

鋅合金壓鑄（zhù）過（guò）程中產生的（de）氣泡、冷隔和裂紋（wén）等（děng）缺陷都會給後續的清理和（hé）電鍍帶來困難，保（bǎo）證壓鑄件質量才（cái）能為電鍍提供優質（zhì）的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格（gé）的質量檢測，不（bú）能達標則果斷報廢，否則將給後續加工（gōng）帶來更大（dà）的損失（shī）。

2.3電鍍前處理的影響（xiǎng）

鋅合金壓鑄件在電（diàn）鍍（dù）前（qián）還要（yào）進行多道前處理工序，主要（yào）包括打磨、拋光、除蠟、除油（yóu）、酸蝕活化等。

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起的拋光過（guò）程中局部過熱而產生（shēng）的麻點，以及拋光膏未清理幹淨，也都（dōu）會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要將（jiāng）表麵的（de）蠟及油脂清除幹淨（jìng），這樣（yàng）才能保證電鍍時基體有清潔活化（huà）的表麵。酸蝕活化，一般（bān）用弱（ruò）酸短時間侵蝕，不宜時間（jiān）過（guò）長，侵蝕後的（de）鋅合金表麵更（gèng）利於電鍍。

2.4電鍍過程（chéng）的影響

鋅合（hé）金壓鑄件為（wéi）了獲得良好（hǎo）的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完（wán）成後（hòu）要進行相應的電鍍處理，一般包括（kuò）鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍過程（chéng）中一般要（yào）氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅（tóng）中置（zhì）換（huàn）鍍銅的出（chū）現至關重要。研究表（biǎo）明：在氰化鍍（dù）銅中，當氰化鈉含量（liàng）低時，試樣的電位較正，表麵很（hěn）快形成暗紅色置換銅而對（duì）鍍層結合力不利；氰（qíng）化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未見有（yǒu）置（zhì）換銅生成（chéng）。然而高的氰化鈉濃度會抑製鍍（dù）層的沉積，因此氰化（huà）鈉的濃度要控製適度。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍鎳的過（guò）程中，一般由於鎳孔隙率較高（gāo），需要較厚的鍍層才（cái）能達到密封的要求。研究表明鋅合（hé）金壓鑄件中性電鍍鎳（niè）技術，其鍍液（yè）近中性（xìng），對工件的腐蝕少，鍍液中的檸（níng）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，否則（zé）會使電流密度大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡（pào）現（xiàn）象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有（yǒu）明顯破壞，而是整個鍍層呈現隆起。這說（shuō）明起泡問題是由底層或內層電鍍引起的，特別是打底鍍層的結合力（lì）和覆蓋（gài）率。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結合力、覆蓋率和致密程度（dù）對鍍後起泡的影響至關重（chóng）要，同（tóng）時電鍍過程中的過度析氫（qīng）也會對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均（jun1）無（wú）孔缺陷（xiàn）；

(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（zài）孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅（xīn）基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體（tǐ）和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺（quē）陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體（tǐ）、鍍銅層和鍍鎳（niè）層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中（zhōng），上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底（dǐ）層或基體有孔洞等（děng）缺陷，而孔洞缺陷的外部存在（zài）致密（mì）的密封層，在電鍍過程中這樣的密封（fēng）腔（qiāng）體會儲存一定的電鍍液，經過一係列的反應（yīng）就會影響到界麵的結合力，同（tóng）時（shí）腔體內產生一定的壓力，經過一段時間就會（huì）導致起泡問題。而（ér）在(2)、(4)、(6)、(8)四種情（qíng）況下，鍍層內部或（huò）基（jī）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（zá）質（zhì），當腐蝕發生時，由（yóu）於鋅合金基體與各鍍層間的腐蝕電位不（bú）同，會（huì）形成腐蝕原電池，同（tóng）時腐蝕產物也可能（néng）會順（shùn）著（zhe）孔道擴散到表麵，形成（chéng）腐蝕黴斑。

打底（dǐ）鍍層出現置換鍍與否（fǒu）以（yǐ）及鍍層的致密覆蓋程（chéng）度對鋅合金壓鑄件電鍍質（zhì）量的影響最為關鍵，需要特別關注。鍍前（qián）鋅合金壓鑄件的缺陷難以（yǐ）用肉眼（yǎn）直接觀察，可以利用滲透染色的方法先用滲透劑在表麵滲透（tòu），然後用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，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害（hài）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陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時（shí）破壞了（le）壓鑄（zhù）件表（biǎo）麵（miàn）致密層或拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油（yóu）等清理不徹底（dǐ）或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打（dǎ）底鍍層置換鍍及（jí）覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍起泡問題的防治最為（wéi）重要（yào）的是對初始鍍層（céng）質量的控製，而且對鍍前、鍍後（hòu）質量（liàng）都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）進行滲透（tòu）顯色檢（jiǎn）測，以（yǐ）保證鍍前基體表麵的質量。