​鋅合金壓鑄（zhù）件電（diàn）鍍層起泡成因與消除對策

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔點（diǎn）較低、鑄（zhù）造性能好、經（jīng）濟效益高等優勢，在汽車工業、家用（yòng）電器、日用五金等行業得到廣（guǎng）泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為（wéi）兩類（lèi），一類（lèi）是結構功（gōng）能性壓鑄件，另一類是（shì）無特殊要（yào）求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆（fù）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，引起鍍層（céng）界麵結合力不良，工件也會因其（qí）表麵致密（mì）性不好而含電鍍液。這些潛在的問題一段時間後會以鍍層起（qǐ）泡的形式表現出來，引起嚴（yán）重的質量問題，明（míng）確鋅合金壓鑄件電鍍後（hòu）起泡原因並製定消除對策十（shí）分（fèn）重要。

本文從生產原料（liào）及其精煉、壓鑄工（gōng）藝，鍍前處理和（hé）電鍍過程（chéng）等角度（dù），分析了導致鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍後起泡的原因，並提（tí）出了（le）對策。

1鋅合金（jīn）壓鑄件生產

多層鍍層包（bāo）裹的狀態，其電鍍加工是（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有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合金原料成（chéng）分、鋅合金和（hé）回收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（lǐ），鍍前處理質量差及後續各電（diàn）鍍工藝不合理都可能導（dǎo）致起泡。因此，起泡問題的排查需要在生產流程上多點進行（háng）監測（cè），特別是鋅合金壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍層與基體的（de）結合力以及鍍層的覆蓋率、致（zhì）密度進行全麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精（jīng）煉的影響

鋅（xīn）合金壓鑄件一般使用含鋁量為（wéi）3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合（hé）金標準（zhǔn），需要檢測的化學成分包括（kuò）鋅、鋁、鎂、銅（tóng）、鉛（qiān）、鐵、鎘、錫（xī）等8項。其中（zhōng）鉛（qiān）、鎘（gé）雜質的含（hán）量對（duì）鋅（xīn）合金壓鑄件質量的（de）影響最（zuì）為顯著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分析表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘（gé）含量較（jiào）低（dī）(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在（zài）晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層（céng），引起起泡（pào）問題。

在鋅合金壓鑄過程（chéng）中會不斷產生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（xīn）料與回收料混合熔煉而成。文獻中研究（jiū）了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅（xīn）合金狀態的影（yǐng）響。在鋅（xīn）合金的熔（róng）煉過程中，回收料的摻（chān）入會顯著地影響鋅合金的組（zǔ）織性能，。

精煉前後組織對比說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基本可以消除鋅合金中的雜質（zhì）；當全部是回收料時，精煉雖（suī）然可以明顯地改（gǎi）善鋅合金的組織，但精煉後依然還（hái）存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜（zá）質含量高對鋅合金液（yè）的壓鑄成型能力及鋅合金的（de）力學性能都不利，引起電（diàn）鍍後起泡的概（gài）率也會大大增加。

鋅合金原料中的雜質含（hán）量、熔煉回收料的摻入（rù）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（chuán）遞，最終影響到鋅合金件電（diàn）鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴（yán）把原料質量（liàng）關，而且要對壓鑄前鋅合（hé）金（jīn）液進行質量監（jiān）測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都有明顯的影響。其中澆口和澆道是將（jiāng）鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是成型壓（yā）鑄件的（de）腔體和壓（yā）鑄件直接接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等對（duì）於壓鑄件的質量而已（yǐ）至關重要。合理（lǐ）的模具（jù）設計既要保證完整充型，也要保（bǎo）證充型過程（chéng）中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所產（chǎn）生的氣孔量要多於（yú）橢圓形澆口，設計橢圓形（xíng）澆道在壓鑄（zhù）質量（liàng）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（liàng）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（yā）鑄件質量的影響主要表（biǎo）現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵（miàn）。針對（duì）模具（jù）溫度的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明（míng）顯的孔洞，而模溫為165°C和170°C時（shí）的組織更為致密。

鋅合金壓鑄過程中（zhōng）產生的（de）氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續的（de）清理和（hé）電鍍帶來困難（nán），保證壓鑄件質量才能為電鍍提供優質的基體材料。要（yào）對壓鑄件進行嚴格的質量檢測（cè），不能達標則果斷報（bào）廢，否則將給後（hòu）續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影（yǐng）響

鋅合金壓鑄（zhù）件在電鍍前還要進行多道前處理工序，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（shū）鬆（sōng）多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔（kǒng）洞、積液等問題。另外，拋光（guāng）膏塗（tú）抹不均勻（yún）所引起的拋光過程中局部過熱而產（chǎn）生的麻點，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）需要將表麵的蠟及油脂清除幹淨，這樣才能保證電（diàn）鍍時基（jī）體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕（shí），不宜時間過長，侵蝕後的鋅合（hé）金表麵更利於電鍍。

2.4電（diàn）鍍過程的影響（xiǎng）

鋅合金壓鑄件為了獲得良好的裝飾（shì）性和耐腐蝕性，在壓鑄完成後要進（jìn）行相應的電鍍處理，一般包括鍍銅層（céng）、鍍（dù）鎳層和鍍（dù）鉻層。

鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍過程中一般要氰化物預鍍銅，抑製（zhì）預（yù）鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要（yào）。研究表明：在氰化鍍（dù）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不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵未見有（yǒu）置換銅生成。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（hé）金壓鑄（zhù）件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔（kǒng）隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要求（qiú）。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍（dù）鎳技（jì）術（shù），其鍍液近中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸（níng）檬（méng）酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高（gāo），否則會使電流密（mì）度（dù）大（dà）的部位上出現疏鬆、燒（shāo）焦。

鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後起泡現象（xiàng）如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整個（gè）鍍層呈現隆起。這（zhè）說明起泡問題是由底層或內層電（diàn）鍍引起的，特別是打底鍍層的結合力（lì）和覆蓋率。

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（chéng）度對鍍後起（qǐ）泡的影響至關重要，同時電鍍（dù）過程中的過度析氫也會對起泡問題有一（yī）定貢獻。

(1)鋅基（jī）體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅（tóng）層無缺陷，但鍍鎳層（céng）存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無（wú）缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺（quē）陷，但鍍銅（tóng）層（céng）和鍍鎳層存在孔（kǒng）缺陷；

(5)鋅基（jī）體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和（hé）鍍鎳層存在孔缺陷，但（dàn）鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷（xiàn），但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳（niè）層均存在孔缺陷。

鋅合金壓（yā）鑄件多層電鍍中（zhōng），上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中（zhōng），底層或基體有孔（kǒng）洞等缺陷，而孔洞缺陷的（de）外部存（cún）在致密（mì）的（de）密封層，在電鍍過程中這樣的密封（fēng）腔體會儲存（cún）一定的電鍍液，經過一係列的反應就會影響到界麵的結合力，同（tóng）時腔體內產生一定的壓（yā）力，經過一段時間就會導（dǎo）致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍（dù）層內（nèi）部或基（jī）體存在通向鍍層的最外表麵通道，通道中會（huì）儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生（shēng）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（shí）產物也可能會順著孔道擴散到表麵，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鑄（zhù）件電鍍質量的影響最為關鍵，需要特別關注。鍍前鋅合（hé）金壓鑄（zhù）件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可（kě）以利用滲透染色的方（fāng）法先用滲透劑在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露出來，從而達（dá）到檢測的效果。

3結論及建議

基於以上的綜述和分析，總（zǒng）結引起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問（wèn）題的（de）原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）模（mó）具及工藝引起了（le）表（biǎo）麵缺（quē）陷（xiàn）(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時（shí）破壞了壓鑄件表麵致密層或拋光過熱而出現表麵惰性區域；(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；(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（dù）及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合（hé）金壓（yā）鑄件電（diàn）鍍起泡問題的防治最為重要的是（shì）對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍（dù）後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測（cè），以保證鍍前基體表麵的質量（liàng）。