​鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）電鍍層起泡成因與消除對策

相比於銅、鋁等合金，鋅合（hé）金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟（jì）效益高等優勢，在汽車工業、家用電器、日用五金（jīn）等行業得到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件（jiàn）按使用（yòng）要求分為兩類，一類是結構功能性壓（yā）鑄件，另一類是（shì）無（wú）特殊要求的零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅合金表麵電（diàn）鍍時容易形（xíng）成置換（huàn）反應層（céng），引起鍍層界麵結合力不良，工件也會因其表麵（miàn）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的形式表現出來，引起嚴重的質（zhì）量問題，明確（què）鋅合金壓鑄件電鍍（dù）後起泡原因並製定消（xiāo）除對策十分重要。

本文從生產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前（qián）處理和電鍍過程等角（jiǎo）度，分析了導（dǎo）致鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件電鍍後起泡的原因（yīn），並提出了對策。

1鋅合金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的狀態（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（xīn）合金原料（liào）成分、鋅合金和回收料比例不合（hé）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（qián）處理（lǐ）質量差及後續各（gè）電（diàn）鍍工藝不合理都可能導致（zhì）起泡。因此，起泡問題的排查需要在生產流程上多點進行監測，特別是鋅合金壓（yā）鑄件鍍前表麵狀態的（de）檢測，同時也要對初始鍍層與（yǔ）基體的結合力以（yǐ）及鍍層的覆蓋（gài）率、致密度進（jìn）行全（quán）麵的監測。

2導致起泡（pào）缺陷的原因

2.1原料及精煉（liàn）的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁（lǚ）合金，按照（zhào）壓（yā）鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、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（xiàn）起泡問題（tí）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%)時產品出現的起泡問題顯著增加。其主要原（yuán）因是鋅合金（jīn）壓鑄件中的鉛、鎘（gé）、錫等（děng）雜質會在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，引起起泡（pào）問題。

在鋅合金壓鑄過程中（zhōng）會不斷產生（shēng）壓鑄（zhù）澆道凝料以及其他廢料，用來壓鑄（zhù）的鋅（xīn）合（hé）金液都是由新料與（yǔ）回收（shōu）料混合熔煉而成。文獻中研究了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金（jīn）狀態的影（yǐng）響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入會顯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%回收料時，氯化氨（ān）精煉後基本可以消除鋅合金中的雜質；當全部（bù）是（shì）回收料（liào）時，精煉雖（suī）然可以明顯地改善鋅合金的（de）組織，但（dàn）精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金（jīn）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，引起電鍍後起泡的概率也會大（dà）大增加。

鋅合金（jīn）原料中的雜（zá）質含（hán）量（liàng）、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（jīn）件電鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴（yán）把原料質量關，而且要對壓（yā）鑄前鋅合金液（yè）進（jìn）行質量監測。

2.2壓鑄模具（jù）的影響

壓鑄是鋅合金件製（zhì）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（xíng）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（jiāo）道的設計（jì）、型腔分布等對於壓鑄件的質量而（ér）已（yǐ）至關重要。合理的模具設計既要保證（zhèng）完整充型（xíng），也要保證充型（xíng）過程中盡量少出現（xiàn）卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣孔量要多於橢圓（yuán）形澆口，設計（jì）橢圓形澆道在壓鑄質量上優要於梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對其機械（xiè）性能和電鍍質量都十（shí）分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力（lì）、溫（wēn）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現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對（duì）模具溫度的研究表明，當模溫（wēn）在160°C時，壓鑄後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。

鋅合金壓鑄過程中產生的氣泡、冷隔和裂紋（wén）等缺陷都會給後（hòu）續的清理和電鍍帶來困難，保證壓鑄件質量才能為電鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格（gé）的質量檢測，不能達標則果（guǒ）斷報廢，否則將給（gěi）後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在（zài）電鍍前還（hái）要進行多道前處理工序，主要包（bāo）括打磨（mó）、拋光、除蠟、除油（yóu）、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄（zhù）件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致（zhì）密層下組織（zhī）疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆（sōng）多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液（yè）等問題。另外，拋光膏塗抹不均勻所引（yǐn）起的拋光過程中（zhōng）局部過熱而產生（shēng）的麻點，以及（jí）拋光膏未清理幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需（xū）要（yào）將表麵的蠟及油脂清除幹淨，這樣才能（néng）保證電鍍時基體（tǐ）有清潔活化的表麵（miàn）。酸蝕活化，一（yī）般用弱酸（suān）短時（shí）間侵（qīn）蝕，不宜時間過長（zhǎng），侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影（yǐng）響

鋅合金壓鑄件為了獲得（dé）良好（hǎo）的裝飾性（xìng）和耐腐蝕性，在壓鑄完（wán）成後要進行相應的電鍍（dù）處理，一般包（bāo）括鍍（dù）銅層、鍍（dù）鎳層和鍍鉻層。

鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍（dù）過程中一般要氰化（huà）物預鍍銅，抑製預鍍銅（tóng）中置換鍍銅的（de）出現至關重要。研究表明（míng）：在氰化鍍銅（tóng）中，當氰化鈉含量低時，試樣的（de）電位較正，表麵很快形（xíng）成暗紅色置換銅而對（duì）鍍層結合（hé）力不利；氰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（céng）的沉積，因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳（niè）孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達（dá）到密封的要（yào）求。研究表明鋅合（hé）金壓鑄件中性電鍍鎳技（jì）術，其鍍液近中性，對工件的腐蝕少，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Zn2+的濃度不能過高（gāo），否則會使電流密度大的部位上（shàng）出現疏鬆、燒焦。

鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整個鍍層呈現隆起。這說明起泡問題（tí）是由底層或內層電鍍引起的，特（tè）別是打底鍍（dù）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、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡的影響至關重要，同時電鍍過程（chéng）中的（de）過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)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存（cún）在孔（kǒng）缺陷；

(3)鋅基體和（hé）鍍鎳層無缺陷，但鍍銅（tóng）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)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層（céng）和鍍鎳層無缺陷（xiàn）；

(6)鋅（xīn）基體和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在（zài）孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍（dù）銅層和鍍鎳層均（jun1）存在孔缺陷（xiàn）。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有孔（kǒng）洞等缺（quē）陷，而孔（kǒng）洞缺陷的外部（bù）存在致（zhì）密的密封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存一定的電鍍液，經過一係列的反應就會影響到界麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一（yī）段時間就會導致起泡問題。而在（zài）(2)、(4)、(6)、(8)四（sì）種情況下，鍍層內（nèi）部或基體（tǐ）存在通（tōng）向鍍層（céng）的最外表麵通道，通道中會儲存電鍍液（yè）等雜質，當腐蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍（dù）層間的腐蝕電位不同，會形（xíng）成腐蝕原電池，同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（dǐ）鍍層出現置換鍍與否以及鍍層的致密覆（fù）蓋程度對鋅合金壓鑄件電鍍質量的影響最為關鍵，需要特別關注。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（fāng）法先用滲透劑在表麵滲（shèn）透，然後用顯色劑使缺陷顯（xiǎn）露出來，從（cóng）而達到檢測的效果。

3結論（lùn）及（jí）建議（yì）

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅合金（jīn）壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液（yè）中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等（děng）)；(3)打（dǎ）磨（mó）時破壞了壓鑄件表麵致密（mì）層或拋光過熱而出現表麵（miàn）惰性區（qū）域；(4)除蠟（là）、除油等（děng）清理不徹底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換；(6)多層（céng）電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵（miàn）質量、打（dǎ）底鍍層置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的防治最為（wéi）重要的是對初始鍍層（céng）質量的控製（zhì），而且對鍍前、鍍後質量都要嚴（yán）格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯（xiǎn）色檢測，以（yǐ）保證鍍前基（jī）體表麵的質量。