鋅合金壓鑄件電鍍層（céng）起泡成因與消除（chú）對（duì）策

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有（yǒu）熔點（diǎn）較低、鑄造性能好、經濟效益高等優勢，在汽（qì）車工業、家用電器、日用五（wǔ）金等行業得（dé）到廣泛的應用。鋅（xīn）合金壓鑄件按使用要求分為兩（liǎng）類，一類是結構功能性壓鑄件，另一類是（shì）無（wú）特殊要求的零部件。由於鋅（xīn）合金活潑、易腐蝕（shí），一般（bān）覆蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反應層（céng），引起鍍層界（jiè）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。這些潛在的問題一段時間後會以鍍層起泡（pào）的形式（shì）表現出來（lái），引起嚴重的質量（liàng）問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定消（xiāo）除對策（cè）十分重要。

本文從生（shēng）產原料及其精（jīng）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（dù）後起泡的原因，並提出了（le）對策。

1鋅合金（jīn）壓（yā）鑄件生產

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

在生產中壓鑄鋅合金原料（liào）成分、鋅合金和回收料比例不合理以及精煉（liàn）效果差，壓（yā）鑄模具設計（jì）及壓鑄工藝參數（shù）不合理，鍍（dù）前處理質量差及後續各電鍍工（gōng）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流程上（shàng）多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對初始（shǐ）鍍層與基體的結（jié）合力以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的監（jiān）測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響（xiǎng）

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合（hé）金（jīn）標準，需要檢測的化學成（chéng）分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘（gé）、錫（xī）等8項。其中鉛、鎘雜質（zhì）的（de）含量對（duì）鋅（xīn）合金壓鑄件質（zhì）量的影（yǐng）響最為顯著。在（zài）對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分（fèn）析表明：壓鑄鋅合（hé）金（jīn）的鉛、鎘含量較（jiào）低（dī）(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較（jiào）少，較（jiào）高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問（wèn）題（tí）顯（xiǎn）著增加（jiā）。其主要原因是鋅合金壓鑄件中的（de）鉛（qiān）、鎘、錫等（děng）雜（zá）質會在晶界處（chù）聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引（yǐn）起起泡問題。

在鋅合（hé）金壓鑄（zhù）過程中會不斷產生（shēng）壓鑄澆（jiāo）道凝料以及其他廢料（liào），用來壓鑄的鋅合金（jīn）液都是由（yóu）新料與（yǔ）回收料混合熔煉而成。文獻中研究了回收料摻入比率及（jí）精煉對壓鑄鋅合金狀態的影（yǐng）響。在鋅合金的（de）熔煉（liàn）過程中，回收料的摻（chān）入會顯著（zhe）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（lǜ）化氨精煉後基本可以消除（chú）鋅（xīn）合金中（zhōng）的雜（zá）質；當全部是回收料時，精煉雖然可（kě）以明顯地改善鋅合金的組織，但精（jīng）煉後依然（rán）還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量（liàng）高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能都不利，引起電鍍（dù）後起（qǐ）泡的概率也會大大增加。

鋅合（hé）金原料中的雜質含（hán）量（liàng）、熔煉回收料的摻入比（bǐ）率及精煉對壓鑄產品質量都有較大影響，這種影響會（huì）依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓（yā）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壓鑄模具的影響

壓（yā）鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄參數的（de）設（shè）置對壓鑄件質量都有明顯的影響。其中澆口和澆道是將鋅合金（jīn）液引（yǐn）向型腔的過（guò）道，型腔（qiāng）則是成型壓鑄件的腔體和壓鑄件直接接觸（chù），澆口和澆道的設計、型腔分布等對（duì）於壓鑄件（jiàn）的質量而已（yǐ）至關重（chóng）要。合理的模具設計既（jì）要保證完整充型，也要保證充型過程中盡量少出現卷氣（qì）等現象。梯形（xíng）澆道所產生的氣孔量要多於橢圓形（xíng）澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上（shàng）優要於梯形澆道。壓鑄（zhù）鋅合金件的多孔組（zǔ）織對其機械（xiè）性能和電鍍質量都十分不利（lì）。

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（jīn）壓鑄件質量的影響主要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針（zhēn）對模具（jù）溫度的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後（hòu）的組織有明顯的孔洞，而（ér）模溫為165°C和170°C時的組織更為致密。

鋅合金壓鑄過程中（zhōng）產生的氣泡、冷（lěng）隔和（hé）裂紋等缺陷都會給後續的清（qīng）理（lǐ）和電鍍帶來困難，保證（zhèng）壓鑄件質量（liàng）才能為電（diàn）鍍提供優質的基體材料（liào）。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢（jiǎn）測，不（bú）能達標（biāo）則（zé）果（guǒ）斷報廢（fèi），否則將給後續加（jiā）工帶（dài）來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄（zhù）件在電（diàn）鍍前還要進行（háng）多道前處理工序，主要包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅（xīn）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（zǔ）織疏鬆多孔，如（rú）果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔（kǒng）洞、積液等問題。另外（wài），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（má）點，以及拋光膏未清理幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油（yóu）需要將表麵的蠟及（jí）油脂清除幹淨，這樣（yàng）才能保證電鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般用（yòng）弱（ruò）酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅（xīn）合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影（yǐng）響

鋅合金壓鑄件為（wéi）了獲（huò）得良好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完成後要進行相應的電鍍處理，一般包括（kuò）鍍銅（tóng）層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一（yī）般要氰化物（wù）預鍍銅，抑製（zhì）預鍍銅（tóng）中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰（qíng）化鈉含量低時，試樣的電位較正，表麵很（hěn）快（kuài）形成暗紅色置（zhì）換銅而對（duì）鍍層結合力不利；氰化鈉（nà）含量（liàng）較高（gāo）時電位較負，試樣表麵未見有置換（huàn）銅生成。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。鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍鎳的過程中，一般由（yóu）於鎳孔隙率較（jiào）高，需要較厚（hòu）的鍍（dù）層才能達到密封的要求。研究表明（míng）鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳（niè）技術，其鍍液近中性，對（duì）工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中（zhōng）Zn2+的濃度不能（néng）過（guò）高，否則會使電流密度大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合（hé）金壓（yā）鑄件電鍍後（hòu）起泡現象如（rú）圖8所示（shì），一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是（shì）整個（gè）鍍層（céng）呈現隆起。這說明起泡問題是由底層或內（nèi）層電鍍引起的，特別是打底（dǐ）鍍（dù）層的結合（hé）力和覆蓋率。

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

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳（niè）層均無孔缺陷；

(2)鋅（xīn）基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層（céng）存在孔缺陷（xiàn）；

(3)鋅基體和鍍鎳（niè）層無缺陷，但（dàn）鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷（xiàn），但鍍銅層和鍍鎳層存（cún）在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存（cún）在孔缺陷，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)鋅基體、鍍（dù）銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金（jīn）壓鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體（tǐ）有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部存在（zài）致（zhì）密的密封層，在電鍍（dù）過程中這樣的密封腔體會儲（chǔ）存一定的電（diàn）鍍液，經過一係列的反應就會影響到（dào）界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段時間就會（huì）導致（zhì）起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種（zhǒng）情況下，鍍層內部或基（jī）體存在通向（xiàng）鍍層的最外表麵（miàn）通道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍層間的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產（chǎn）物（wù）也可能會順著孔道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍（dù）層出現置換（huàn）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（yǐng）響最為關鍵，需要（yào）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透劑在（zài）表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯（xiǎn）露出來，從而達到檢（jiǎn）測的效果。

3結（jié）論及建議

基（jī）於以上的綜述和分析，總結引起鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要（yào）是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵（miàn）缺陷(主（zhǔ）要包括氣（qì）泡、冷隔（gé）等)；(3)打（dǎ）磨（mó）時破壞了壓鑄件表麵致密層或（huò）拋光（guāng）過熱而（ér）出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清（qīng）理不徹底或過酸蝕；(5)打底電（diàn）鍍層出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍（dù）前表麵質量、打底（dǐ）鍍層置換鍍及覆蓋（gài）率（lǜ）是起泡問題的最大隱患。鋅（xīn）合金壓鑄件電（diàn）鍍起泡問題的防治（zhì）最為（wéi）重要（yào）的是對（duì）初始鍍層質量的控（kòng）製，而且對鍍前、鍍後質量都要嚴（yán）格把關。可在電鍍（dù）前對（duì）鋅合（hé）金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵（miàn）的質量。