​鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍層起泡成（chéng）因與（yǔ）消除對策

相比於銅、鋁等合金，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（qì）車工業、家（jiā）用電器、日用（yòng）五金（jīn）等行業得到廣（guǎng）泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要求分為兩類，一類是結構功能（néng）性壓鑄件，另一（yī）類是無特殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護（hù）性鍍層之（zhī）後才能應用。鋅合金表麵電鍍（dù）時容易形（xíng）成置換反應層（céng），引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因其表麵致（zhì）密性不好而含電鍍液。這些潛在的問題一段時間後會以鍍（dù）層起泡的形式表現出來，引（yǐn）起嚴重的質量問題，明確鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡原因並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，鍍前處理和電鍍（dù）過（guò）程等角度，分析了導致鋅合金壓鑄件電鍍後起泡的原因，並提出了對策。

1鋅合金壓鑄件生產

多層鍍（dù）層包（bāo）裹的狀態，其電（diàn）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（yǒu）傳遞性。

在生產中壓鑄（zhù）鋅合金原料（liào）成分、鋅合金和回收料比（bǐ）例（lì）不合理以及精煉效果差，壓鑄（zhù）模具設計及（jí）壓（yā）鑄工藝參數不合理，鍍前處理質量（liàng）差及後續各電鍍工藝不合理都可能導致起泡。因此，起泡問題（tí）的排查需要在生產流程上多點進行監測，特別是鋅合（hé）金（jīn）壓（yā）鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時也（yě）要對初始鍍層與基體的結合力以及鍍層的覆蓋率、致（zhì）密度進行全麵的監測。

2導（dǎo）致起泡缺陷的原因（yīn）

2.1原料及精（jīng）煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使（shǐ）用含（hán）鋁量為3%-4%的鋅（xīn）鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成分（fèn）包括（kuò）鋅（xīn）、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（zhì）量的影響最為顯（xiǎn）著。在對鋅合金壓鑄件出現（xiàn）起泡問題的研究分析表明：壓鑄鋅合金的鉛、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%)時產品出現（xiàn）的起泡問題顯著增加。其主要原（yuán）因是鋅合金壓鑄件中（zhōng）的鉛、鎘、錫等雜質（zhì）會在晶界處聚集而導致晶間腐蝕（shí），晶間腐蝕處會（huì）膨脹而（ér）頂起鍍層，引起起泡問題。

在鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）過程中會不斷產生壓鑄澆道凝料以及（jí）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（ér）成。文獻中研究（jiū）了回（huí）收料摻入比率及精煉對（duì）壓鑄鋅（xīn）合（hé）金狀態的影響（xiǎng）。在鋅合金的熔煉過程中，回收料（liào）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（duì）比說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後（hòu）基本可以消（xiāo）除（chú）鋅合金中的雜質；當全部是回收料時，精（jīng）煉雖然可以明顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依（yī）然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質（zhì）含量高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力學（xué）性能都（dōu）不利，引起電鍍後起泡的概率（lǜ）也會（huì）大（dà）大增加。

鋅合金原料中的雜質含量、熔煉（liàn）回收料的摻入比率及精煉對壓鑄（zhù）產品質量都有較大影響，這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因（yīn）此，鋅合金壓鑄生產不僅（jǐn）要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅合（hé）金液進行質量監測（cè）。

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（hé）壓（yā）鑄參數的（de）設置對壓鑄件質量（liàng）都有明顯（xiǎn）的（de）影響。其（qí）中澆口和澆道是將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則（zé）是成型壓鑄件的腔體和壓鑄（zhù）件直接（jiē）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充型（xíng），也（yě）要保證充型過程（chéng）中盡量少（shǎo）出現（xiàn）卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣（qì）孔量要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道（dào）在壓鑄質量上優要於梯形（xíng）澆道（dào）。壓鑄鋅合金件的（de）多孔組織對其（qí）機械性能和電鍍質量都十分不（bú）利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力（lì）、溫度以及模具的溫度等對（duì）鋅合金壓鑄件質量的影響（xiǎng）主要表現（xiàn）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（xiǎn）的孔洞，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氣泡、冷隔和裂紋等缺陷（xiàn）都會給（gěi）後續的清理（lǐ）和電鍍帶來困難，保證壓鑄件質量才能為電鍍提供優質的基體材（cái）料。要（yào）對壓（yā）鑄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（gōng）帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金（jīn）壓鑄件在電鍍前還要進行多道前處理（lǐ）工序，主要包括打磨（mó）、拋光、除（chú）蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下（xià）組織疏鬆多孔，如果打（dǎ）磨露（lù）出（chū）疏鬆多孔組（zǔ）織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問題。另外，拋光膏塗抹不均勻所引起的拋光過程中局部過熱（rè）而產生的麻點，以及拋光膏（gāo）未清理幹（gàn）淨，也都會導（dǎo）致電鍍（dù）後起泡。除蠟、除油需要將表麵的（de）蠟及油脂（zhī）清除幹淨，這樣才能保證電鍍時基體有（yǒu）清潔活（huó）化的表（biǎo）麵。酸（suān）蝕活化，一般用弱酸短時間侵（qīn）蝕（shí），不宜時間過長，侵蝕後的鋅（xīn）合（hé）金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅（xīn）合金壓鑄（zhù）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（jìn）行相應的電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅合（hé）金壓鑄件電鍍過程中一般要氰化物預鍍銅（tóng），抑製預鍍（dù）銅（tóng）中置換鍍銅的出現至關重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時（shí），試樣的電位較正，表麵很快形成暗紅色置（zhì）換銅而（ér）對鍍層結合力不利；氰化鈉含（hán）量較高時電位較負，試樣（yàng）表麵未見有置換銅（tóng）生成。然而高的（de）氰（qíng）化鈉濃度會（huì）抑製鍍層的沉積（jī），因此氰化鈉的濃度要（yào）控製適度。鋅合金（jīn）壓（yā）鑄件電鍍鎳的過程中，一（yī）般由於鎳孔隙率（lǜ）較高，需要（yào）較厚的鍍層才能達到密封的要求。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性（xìng），對工件（jiàn）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（jiàn）電鍍鉻液中Zn2+的濃度不能過高，否則會使電流密（mì）度（dù）大的部位上出現疏鬆、燒（shāo）焦。

鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍後起泡現象如（rú）圖（tú）8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破（pò）壞，而是整個鍍層呈現（xiàn）隆起。這說明起泡問題是由底層或內層電鍍引起的，特別是打（dǎ）底鍍層的結合力和覆蓋率。

在（zài）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（dù）對鍍後起泡的（de）影響（xiǎng）至關重要，同時（shí）電鍍過程中的過度析氫也會對起（qǐ）泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍（dù）銅層、鍍鎳（niè）層均（jun1）無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層（céng）存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺陷，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（xīn）基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在（zài）孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔（kǒng）缺陷，但鍍鎳層（céng）無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金（jīn）壓（yā）鑄件多（duō）層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有（yǒu）孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部存在致密（mì）的密封層，在電鍍過（guò）程中（zhōng）這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一係列（liè）的反應（yīng）就會影響到界麵（miàn）的結（jié）合力，同時腔體內產生一定的壓力，經（jīng）過一段時間就會（huì）導（dǎo）致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部或基（jī）體存在通向鍍層的最外表（biǎo）麵通道（dào），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（tǐ）與各鍍層間的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同（tóng）時腐蝕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（dù）質量的影響最為關鍵，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（lì）用滲透染色的（de）方法先用滲透劑在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露出（chū）來，從而達到（dào）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(主要是鉛（qiān）、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄（zhù）模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞了壓鑄件表麵致密層或拋光過熱而出現（xiàn）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（huàn）；(6)多層電鍍孔隙（xì）中（zhōng）含（hán）有（yǒu）鍍液（yè）。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金（jīn）壓（yā）鑄件電鍍起（qǐ）泡問題的防治最（zuì）為重要的是對（duì）初始鍍層（céng）質量的控製，而且對鍍（dù）前、鍍後質量（liàng）都要嚴格把關。可在電鍍（dù）前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯（xiǎn）色檢測，以保證鍍前基體表麵（miàn）的質（zhì）量。