鋅合金壓鑄件電鍍（dù）層起泡成因與消（xiāo）除對策

相比（bǐ）於銅、鋁（lǚ）等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能（néng）好、經濟效益高等優勢，在汽車工（gōng）業、家用（yòng）電器、日用五金等（děng）行（háng）業得到廣泛的應用。鋅合金壓（yā）鑄件按使用要求分為兩類，一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（yī）般覆（fù）蓋保護（hù）性鍍層之（zhī）後才能應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反（fǎn）應層，引起（qǐ）鍍層界麵結合力不良（liáng），工（gōng）件也會因其表麵致密性（xìng）不好（hǎo）而含電鍍液。這（zhè）些潛在的問題一段時間後會以鍍層起泡的形式表現出來，引起嚴重的質量問題，明確鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡原（yuán）因並製定消（xiāo）除對策十分重要（yào）。

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（duì）策（cè）。

1鋅合金壓鑄件生產

多層（céng）鍍層包裹的狀（zhuàng）態，其電鍍加工是一個環環相扣的過程，每一道工序得（dé）到的表麵狀態都具有傳遞性。

在生產（chǎn）中壓鑄鋅合金原料成分（fèn）、鋅合金和回（huí）收料比例不合理以及精煉效果差，壓鑄（zhù）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（diàn）鍍工藝不合理都可能導致起泡。因此，起泡問（wèn）題的排查需要在（zài）生產流程上多點進行監測，特別是鋅合金壓鑄（zhù）件鍍前（qián）表麵狀態的檢測，同時（shí）也要對初始鍍層（céng）與基體的結合力以及鍍（dù）層的覆蓋率、致密度進行全（quán）麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因（yīn）

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓（yā）鑄件（jiàn）一般使用含鋁量（liàng）為3%-4%的鋅鋁合金，按照壓鑄鋅合金標準，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（zá）質的含量對（duì）鋅合金壓鑄件質量的影響最為顯（xiǎn）著。在對鋅合金壓鑄件出現起泡問題（tí）的研究分析表（biǎo）明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問（wèn）題較少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起（qǐ）泡問（wèn）題顯著增加。其主（zhǔ）要原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜（zá）質會在晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕（shí）處會膨脹而頂起鍍層，引起起泡問（wèn）題。

在鋅合金壓鑄過程中會（huì）不斷產生壓鑄澆道凝料以及其（qí）他（tā）廢料，用來壓鑄的鋅合金液都是（shì）由新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合金（jīn）狀態的影（yǐng）響（xiǎng）。在鋅合金（jīn）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，氯化氨精（jīng）煉後基本可以消除鋅合金中的雜（zá）質；當全（quán）部是回收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合金（jīn）的組織（zhī），但精煉後依然還存在（zài）40%雜質。壓（yā）鑄鋅（xīn）合金中（zhōng）雜質含量（liàng）高對鋅合金（jīn）液的（de）壓鑄成型能力及鋅合金的力學性能都不利（lì），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（chān）入比率及精煉對壓鑄產品質量都有較大影響，這種影響會依次傳遞（dì），最（zuì）終影響到鋅合金件電鍍後的質量（liàng）。因此，鋅合金壓（yā）鑄生產不僅要嚴把原（yuán）料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓鑄模（mó）具的影響（xiǎng）

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓（yā）鑄模具的設計和壓鑄（zhù）參數的設置對壓鑄件質量都有明顯的影（yǐng）響。其中澆口（kǒu）和澆道是將鋅合金液引向型腔的過（guò）道，型腔則是成型壓（yā）鑄件的腔體和（hé）壓鑄件直接接（jiē）觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已至關重（chóng）要。合理的模具設計既要保證完整充型，也要保證充型過程中盡（jìn）量少（shǎo）出現卷氣等現（xiàn）象。梯形澆道所產生（shēng）的氣孔量要多於橢圓形澆口，設（shè）計橢圓形澆道在壓鑄質量上優要（yào）於（yú）梯形澆道（dào）。壓鑄鋅（xīn）合金件的多孔組織（zhī）對其機械性能和電（diàn）鍍質量都十分不（bú）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鑄件質量的影響主要表現在氣孔、冷隔（gé）等壓（yā）鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研究（jiū）表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有（yǒu）明顯的孔洞，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（chǎn）生的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續的清理和（hé）電鍍帶來困難，保證壓鑄件質量才（cái）能為電鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格的質（zhì）量（liàng）檢測，不能達（dá）標則果斷報廢，否則將給後續加工（gōng）帶來更大的（de）損（sǔn）失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓（yā）鑄件在電鍍前還要進行多（duō）道前處（chù）理工序，主要包括（kuò）打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）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（rú）果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞（dòng）、積液等問題。另外，拋光膏塗抹不均勻（yún）所引起的拋（pāo）光過程中局部過熱而產生的麻點，以及拋光膏未清理幹淨，也都會導致電鍍後起泡。除蠟、除油需要（yào）將表麵（miàn）的蠟及油脂清除幹淨，這樣才能（néng）保（bǎo）證電鍍時基體（tǐ）有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間（jiān）侵蝕，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（yǐng）響

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

鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）電鍍過程中一般要氰化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至關（guān）重要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位較正，表麵很快（kuài）形成暗紅色置換銅而對鍍層結合力不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣（yàng）表麵未見有置換銅（tóng）生成。然而高的氰化鈉濃（nóng）度會抑製鍍層的沉積，因（yīn）此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需（xū）要較厚的鍍層才能達到密封的要求。研究表明鋅合金（jīn）壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工（gōng）件的腐蝕少，鍍液（yè）中（zhōng）的（de）檸檬（méng）酸鈉會（huì）掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的（de）濃度不（bú）能過高，否則會使電流密度大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有（yǒu）明顯破壞，而是整個鍍（dù）層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層或內層電鍍引起的，特別是打底（dǐ）鍍（dù）層的結合力和覆蓋（gài）率。

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

(1)鋅基體（tǐ）、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍（dù）銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷（xiàn）；

(3)鋅基（jī）體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔（kǒng）缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅（tóng）層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅基（jī）體（tǐ）和（hé）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孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷（xiàn）；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存（cún）在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或基體有孔洞等缺陷，而孔洞缺陷的外部（bù）存在致密的密封層，在電鍍（dù）過程中這（zhè）樣的密封腔體會（huì）儲存一定的電鍍液，經過一係列的反應就會影響到界麵（miàn）的結合力，同時腔體（tǐ）內產生一定的壓力，經過一段時間（jiān）就會（huì）導（dǎo）致起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內（nèi）部或基體存在通向鍍層的最外表麵通道，通道（dào）中會儲存（cún）電鍍液等（děng）雜（zá）質，當腐（fǔ）蝕發生時，由於鋅合金基體與各鍍層間的腐蝕電（diàn）位不同，會（huì）形成腐蝕原電池，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（bān）。

打底鍍層出現置換鍍與（yǔ）否以及鍍層的致（zhì）密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件電鍍質量（liàng）的影響最為關鍵，需（xū）要特別關注。鍍前鋅合金壓鑄（zhù）件的缺陷難以用肉（ròu）眼直接觀（guān）察，可以利用滲透（tòu）染色（sè）的方法先用滲透劑在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露出來，從而達到（dào）檢測的效果（guǒ）。

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（jiàn）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、鎘（gé）等)；(2)鋅合金壓鑄模具及（jí）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（le）壓鑄件表麵（miàn）致密層或（huò）拋光過熱而（ér）出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹（chè）底或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現（xiàn）置換（huàn）；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表（biǎo）麵質量、打（dǎ）底鍍層置換鍍及覆蓋（gài）率（lǜ）是起泡問題的（de）最大隱患。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍（dù）起泡問題的（de）防治最為重要的是對初（chū）始鍍層質（zhì）量的控製，而（ér）且對鍍前、鍍後（hòu）質量都要嚴格把關（guān）。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保（bǎo）證鍍（dù）前基體表麵的質量。