鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成（chéng）因與消除對策

相比於銅、鋁等（děng）合金，鋅合金（jīn）擁有熔點較低、鑄造性能好（hǎo）、經濟效益高（gāo）等優勢，在汽車工（gōng）業、家用電器、日用五金等行業得到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一（yī）類是結構功能性壓鑄件，另一類是無特殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保（bǎo）護性鍍層之後才能應用。鋅合金（jīn）表麵電鍍時容易形成（chéng）置換反應層，引起鍍層界麵結（jié）合力不良，工件（jiàn）也會因其表麵致密性不（bú）好而含電（diàn）鍍液。這些潛在的（de）問題一段時間後會以鍍層起泡的形式（shì）表現出來，引起（qǐ）嚴重的質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起（qǐ）泡原因並（bìng）製定消除對策十分重要。

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

1鋅合（hé）金壓鑄件生產

多層鍍層包（bāo）裹的（de）狀態（tài），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成（chéng）分、鋅合（hé）金和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，鍍前處理質量差及後（hòu）續各（gè）電鍍工藝（yì）不合理都可能導（dǎo）致起泡。因此，起泡問題的排查需（xū）要在生（shēng）產流程（chéng）上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前（qián）表麵（miàn）狀態的檢測，同時也要（yào）對初始鍍層與基體的結合力以及（jí）鍍層（céng）的覆蓋率、致密度進行（háng）全麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影（yǐng）響

鋅合金壓鑄件一般使用含（hán）鋁量為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準，需（xū）要檢測的化（huà）學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中（zhōng）鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質量的影響最為顯著。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（qiān）、鎘含量較低(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（chū）現的起泡問題顯著增加。其（qí）主要原因是鋅合金壓鑄件（jiàn）中的（de）鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集而導致晶間腐（fǔ）蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡（pào）問題。

在鋅合金壓鑄過程中會不斷產生（shēng）壓鑄澆（jiāo）道凝料以及其他廢料，用來壓鑄的（de）鋅合金液都是由新料與回收料混合熔（róng）煉而成。文獻中研究了（le）回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金（jīn）狀態的影響。在（zài）鋅合金的熔煉過程中（zhōng），回（huí）收（shōu）料的摻入會顯（xiǎn）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（liào）時，氯化氨精煉後基本可（kě）以消除鋅合金（jīn）中的雜質；當全（quán）部是（shì）回收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量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（diàn）鍍後起泡的概率（lǜ）也會大大（dà）增加。

鋅合金原料中的雜質（zhì）含量、熔煉回收料的摻入比率及精煉對壓鑄產品（pǐn）質量都有較大影響，這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的（de）質量。因此，鋅合金壓鑄（zhù）生產（chǎn）不僅要嚴把原料質（zhì）量（liàng）關，而且要對壓（yā）鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄（zhù）模具（jù）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（zhì）對壓鑄件質量都有明（míng）顯的影（yǐng）響。其中澆（jiāo）口和澆道是將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是成（chéng）型壓鑄件的腔體和壓鑄件（jiàn）直（zhí）接接觸，澆口（kǒu）和澆道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關重（chóng）要。合理的模具設計既（jì）要（yào）保證（zhèng）完整充（chōng）型，也要保證充型過程中盡（jìn）量少出現卷氣（qì）等現象。梯形（xíng）澆道所產生的氣孔量（liàng）要多於橢圓（yuán）形澆口，設（shè）計橢圓形澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆（jiāo）道。壓鑄鋅合（hé）金件的多孔組織（zhī）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（de）壓（yā）力、溫（wēn）度以及模具的溫度等對鋅合金壓鑄（zhù）件（jiàn）質量的影（yǐng）響主要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。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（de）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（de）氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都會給（gěi）後續的清理和（hé）電鍍（dù）帶來困難，保證壓鑄件質量才能為電鍍提供優質的基體材（cái）料。要對壓鑄件（jiàn）進行嚴格的（de）質量檢測，不能達標則果斷（duàn）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

鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄件在電鍍前還（hái）要進行多道前處理工序（xù），主要（yào）包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金壓（yā）鑄件（jiàn）表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下組織疏（shū）鬆多孔，如果打磨（mó）露出（chū）疏鬆多孔組織，後續電鍍將出（chū）現漏鍍、孔（kǒng）洞、積（jī）液等問題。另外（wài），拋光（guāng）膏塗抹不均勻所引起的拋光過程中局（jú）部過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理（lǐ）幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除（chú）蠟、除油需要將表麵（miàn）的蠟及油脂清除幹淨，這（zhè）樣（yàng）才能（néng）保證電鍍時基體有清潔活化的（de）表麵。酸蝕活化（huà），一般用弱（ruò）酸短時間（jiān）侵（qīn）蝕（shí），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

鋅合金壓鑄件為了（le）獲得良（liáng）好的裝飾（shì）性和（hé）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。

鋅合金壓鑄件電鍍過程（chéng）中一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換（huàn）鍍銅的出（chū）現至關重要。研究表明：在氰化鍍銅（tóng）中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位較正，表麵很快（kuài）形成（chéng）暗紅色置換銅而對鍍層結合力不利；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（qíng）化鈉的濃度要（yào）控製適（shì）度。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍鎳的過程中，一（yī）般由於鎳（niè）孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達（dá）到（dào）密封的要求。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其（qí）鍍液近中性，對工件的腐（fǔ）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Zn2+的濃度（dù）不能過高，否則會使電流密度大的部（bù）位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後起泡（pào）現象如圖8所示，一般鍍件表（biǎo）麵沒有明顯破壞，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）別是打底鍍層的結合力和覆蓋率。

在鋅合（hé）金壓鑄件（jiàn）多層電鍍過程中（zhōng），鍍層的結合力、覆蓋率和致密程度對鍍（dù）後起泡的影響至關（guān）重（chóng）要，同時電鍍過（guò）程中的過度（dù）析氫也會對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺（quē）陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔（kǒng）缺陷；

(3)鋅基體和鍍（dù）鎳層無缺陷，但（dàn）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)鋅基（jī）體存在（zài）孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無（wú）缺陷（xiàn）；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺（quē）陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基（jī）體（tǐ）和鍍銅層存在（zài）孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍（dù）鎳層均存在孔缺（quē）陷。

鋅合金壓（yā）鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形（xíng）中，底層或基體（tǐ）有（yǒu）孔洞等缺陷，而孔洞（dòng）缺陷的外部存在致密的密封（fēng）層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存（cún）一定的電鍍液，經過一係列的反應就（jiù）會影響到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力（lì），經（jīng）過一段時間就會導致起泡（pào）問題。而（ér）在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層（céng）內（nèi）部或基體存在通向鍍層的（de）最外表麵通道，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（jiān）的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同時（shí）腐蝕產物（wù）也可能會順著孔道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層（céng）出現置換鍍（dù）與否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍質量的影響最為（wéi）關鍵，需要特別（bié）關注。鍍前（qián）鋅合金壓鑄件的（de）缺陷難以用肉眼直接觀察，可以利用滲（shèn）透染色的方（fāng）法先用滲透劑在表麵滲透，然（rán）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（jī）於以上的綜述和分析，總結引起鋅（xīn）合金壓（yā）鑄（zhù）件電鍍後（hòu）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（hé）金壓鑄模具及工藝引（yǐn）起了表麵缺陷（xiàn）(主要（yào）包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨（mó）時破壞（huài）了（le）壓鑄件表麵（miàn）致密層或拋光過熱（rè）而出現表麵惰（duò）性區域；(4)除蠟（là）、除油等清理不徹底或（huò）過酸蝕；(5)打底電鍍（dù）層出現置換；(6)多（duō）層電鍍（dù）孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打（dǎ）底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問題的防治（zhì）最（zuì）為（wéi）重要的是對初始鍍層質量的控製，而且對鍍前、鍍後質（zhì）量（liàng）都要（yào）嚴格把（bǎ）關（guān）。可在電鍍前對鋅合金壓（yā）鑄件（jiàn）進行滲透（tòu）顯色（sè）檢測，以保（bǎo）證鍍前基體表麵的質（zhì）量（liàng）。