鋅合（hé）金壓鑄（zhù）件電鍍層起泡成因與消除對策

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較（jiào）低、鑄造性能好、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）應用。鋅合金壓鑄（zhù）件（jiàn）按使用要求分為兩類，一類是結構功能性壓鑄（zhù）件，另一類是無（wú）特殊要求的零部件。由於鋅合（hé）金活潑、易腐蝕，一（yī）般覆蓋保護性鍍層之後才能應用（yòng）。鋅合金表麵（miàn）電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因其表麵致密性不好而含電鍍液。這些潛在的問（wèn）題一段時間後（hòu）會以鍍層起泡的形（xíng）式（shì）表（biǎo）現（xiàn）出來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起泡原因並製定（dìng）消除對策（cè）十分重要（yào）。

本文從生產原料及其精煉、壓（yā）鑄工藝，鍍前處理（lǐ）和電鍍過程等（děng）角度，分析了導致鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍後起泡的原因，並提出了對策。

1鋅合金壓鑄件（jiàn）生（shēng）產

多層鍍層包裹的狀態，其電鍍加工是一個（gè）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（jí）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續各電鍍工藝不（bú）合理都可能導致起泡。因此，起泡問（wèn）題（tí）的排查需要在生產流程上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍（dù）前表麵狀態的檢測，同時也要對初始鍍層與基體的結合力（lì）以及鍍層的覆（fù）蓋率、致密度進行全（quán）麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及（jí）精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁（lǚ）量為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的（de）化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項（xiàng）。其中鉛（qiān）、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質量的影響最為（wéi）顯著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分（fèn）析表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量（liàng）較（jiào）低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題較少（shǎo），較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其主（zhǔ）要（yào）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（shí），晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金壓鑄過程中會不斷（duàn）產生壓鑄澆道凝料以及其他廢料，用來壓鑄的鋅合金液都（dōu）是由新料與回收（shōu）料混合熔煉而成。文獻中研究了回收料摻（chān）入（rù）比率及（jí）精煉對壓鑄鋅（xīn）合金狀態的影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著地影響（xiǎng）鋅合金的組織性能，。

精（jīng）煉前後組織（zhī）對比說明：當（dāng）摻入50%回收料時，氯化氨精煉後（hòu）基本可以消除鋅合金中的雜質；當全（quán）部是回收料時，精煉雖然可以明顯（xiǎn）地（dì）改善鋅合金的組織，但精煉（liàn）後依然還存在40%雜質（zhì）。壓鑄鋅合金中雜（zá）質含量高（gāo）對鋅（xīn）合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力（lì）學性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也會大大增加。

鋅合金原料中的雜質含量（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（yǐng）響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而且要（yào）對壓鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是（shì）鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設（shè）計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都有明（míng）顯的（de）影響。其中澆口和澆道是將鋅合金液引向（xiàng）型腔的過道，型腔則是成型（xíng）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完整（zhěng）充型（xíng），也要保證充型（xíng）過程中盡量少出現卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣孔量要（yào）多於橢圓形澆口，設計橢（tuǒ）圓形澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件（jiàn）的多孔組織對其機械性能和電鍍質量都十分不利。

在壓（yā）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要表現在氣孔、冷（lěng）隔等壓鑄缺陷方麵。針對模（mó）具溫度的研（yán）究表明，當模溫（wēn）在160°C時，壓鑄後的組（zǔ）織有明顯的（de）孔洞（dòng），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氣泡、冷隔和裂（liè）紋（wén）等缺陷都會給後續的清（qīng）理和電鍍帶來困難，保證壓（yā）鑄件質量（liàng）才能為電鍍提供優質的基體（tǐ）材料（liào）。要對壓鑄（zhù）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（chù）理的影響

鋅合金（jīn）壓鑄件在電（diàn）鍍前還要進行多道前處理工序，主要包括打磨、拋光、除蠟（là）、除油、酸蝕活（huó）化等。

鋅（xīn）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（kǒng），如果打磨（mó）露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍（dù）、孔洞、積液（yè）等問題。另外，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點，以及拋光膏未清理幹淨，也都會導致電（diàn）鍍後起泡。除蠟、除油需要將表麵的蠟及油脂清除幹淨，這樣才能保證電鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時（shí）間侵蝕，不宜時間（jiān）過（guò）長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的（de）影響

鋅合金壓鑄件為了獲得良好的裝飾性和耐腐蝕性，在壓鑄完成後要（yào）進行（háng）相應的電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍（dù）鎳層和鍍鉻（gè）層。

鋅合金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預（yù）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（dāng）氰化（huà）鈉（nà）含量（liàng）低時，試樣的電位較正，表麵很快（kuài）形成暗紅色置換銅而對鍍（dù）層結合力不利；氰化鈉含量較高時（shí）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，因此氰化（huà）鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過（guò）程（chéng）中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的（de）要求。研究表明鋅合金壓鑄件中（zhōng）性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸（suān）鈉會掩蔽基（jī）體溶出的（de）Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不（bú）能過高，否則會使電流密度大的部位上出現疏（shū）鬆（sōng）、燒焦。

鋅合金壓鑄件電鍍後（hòu）起泡現象如圖8所示（shì），一般鍍件（jiàn）表（biǎo）麵沒有（yǒu）明（míng）顯破（pò）壞，而（ér）是整個鍍層呈現（xiàn）隆起。這說明起（qǐ）泡問題是由（yóu）底（dǐ）層（céng）或（huò）內層電鍍引起的，特別是（shì）打底鍍層的結合力和覆蓋率。

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

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無（wú）缺陷，但鍍（dù）鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍（dù）鎳（niè）層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基體（tǐ）存在（zài）孔缺陷，但鍍銅層和鍍（dù）鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷（xiàn）；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷（xiàn），但鍍鎳（niè）層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層（céng）和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅（xīn）合金壓鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基（jī）體有孔（kǒng）洞等缺陷，而孔洞缺（quē）陷的外部存在致密的密封層，在（zài）電鍍（dù）過程中（zhōng）這樣的密（mì）封（fēng）腔體會儲存一定的電鍍液（yè），經過一係列的反應（yīng）就（jiù）會影響到界麵的結合（hé）力，同時腔體（tǐ）內產生一定的壓力，經過一段時間就會導致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四（sì）種情況下，鍍層內部（bù）或基體（tǐ）存在通向鍍層的最外表麵通道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕（shí）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，同時腐蝕產物也可能會順著（zhe）孔道擴（kuò）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（duì）鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍質量的影（yǐng）響最（zuì）為關鍵，需要特別關注。鍍前鋅合金壓（yā）鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可以利用滲透染色（sè）的方法先用滲透劑在表（biǎo）麵滲透，然（rán）後用顯色劑使缺（quē）陷顯露出來，從而達到檢（jiǎn）測的效果。

3結論及建議

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅合（hé）金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有（yǒu）：(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（zhù）模具及工藝引起（qǐ）了（le）表麵缺陷（xiàn）(主（zhǔ）要包括氣（qì）泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件（jiàn）表麵致密層或拋（pāo）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（dǐ）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（zhì）量、打（dǎ）底鍍層置（zhì）換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱（yǐn）患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問題（tí）的（de）防治最為重要（yào）的是對初始鍍層質量的控（kòng）製，而且（qiě）對鍍前、鍍後質（zhì）量都要嚴格（gé）把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以（yǐ）保（bǎo）證鍍前基體（tǐ）表麵的質量。