​鋅合金（jīn）壓鑄（zhù）件電鍍層起泡成因與消除對策（cè）

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低（dī）、鑄造性能好、經濟效益（yì）高等優勢，在汽車工業（yè）、家用電器、日用（yòng）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（lèi），一類是結構功（gōng）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（shí），一般覆蓋保護性鍍層之後才能（néng）應用。鋅合金（jīn）表麵電（diàn）鍍時容易形成置換反（fǎn）應層，引起（qǐ）鍍層界麵結合力（lì）不良，工件也會因其表麵致密性不好而含電（diàn）鍍液。這些潛在的（de）問題（tí）一段時間（jiān）後會以鍍層起泡（pào）的形式表現出來，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消除對策十分重（chóng）要。

本文從生（shēng）產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過（guò）程（chéng）等角度（dù），分析了（le）導致鋅合金壓鑄件電鍍後起泡的原因，並提出了對策。

1鋅（xīn）合金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的狀態，其（qí）電鍍加工是一個環環相扣的過程，每一道工（gōng）序得到（dào）的表麵狀態都具有傳遞性。

在生（shēng）產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金和回收料比（bǐ）例不合理以及精煉效果（guǒ）差，壓鑄模具設計及壓鑄工藝參數不合（hé）理，鍍前處理質量差及後續各電鍍工藝不合（hé）理都可能導致起泡（pào）。因此，起泡問題的排查需要在生產流（liú）程上多點進行監測（cè），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以及鍍（dù）層的覆蓋率、致密度（dù）進行全麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因（yīn）

2.1原料（liào）及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的鋅鋁（lǚ）合金，按照壓鑄鋅（xīn）合金標準，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛、鐵、鎘（gé）、錫（xī）等8項。其中鉛、鎘雜質的（de）含量對鋅合金壓鑄件質（zhì）量（liàng）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析（xī）表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘（gé）含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起泡問題（tí）較（jiào）少，較高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的（de）起泡問題顯著增加。其（qí）主要原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等（děng）雜質會在晶界（jiè）處聚集而導致晶（jīng）間腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起起（qǐ）泡問題。

在鋅合金壓鑄過程中會不斷產（chǎn）生壓鑄澆道凝料以（yǐ）及其他廢料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新料與回收料混合熔煉而成。文獻中（zhōng）研究（jiū）了回收料摻入（rù）比率及精煉對壓鑄鋅合金（jīn）狀態的影響。在鋅合金的熔煉（liàn）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（shōu）料時，氯化氨精煉後基本可以消除鋅合金中的雜（zá）質；當全部是回收料時，精煉雖然可以明顯地改（gǎi）善鋅合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅（xīn）合（hé）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，引起電鍍後起泡的概率也會大大（dà）增加。

鋅合金原（yuán）料（liào）中的雜質含量、熔煉回（huí）收（shōu）料的摻入比率及精煉對壓鑄產品質量都（dōu）有較大影響，這種影響會依次（cì）傳（chuán）遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質（zhì）量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前鋅合金液進行質量監測。

2.2壓（yā）鑄模具的（de）影響

壓鑄（zhù）是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具（jù）的（de）設計和壓（yā）鑄參數的設置對壓鑄件質量都有明顯的影（yǐng）響。其中（zhōng）澆口和澆道是將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是成型壓（yā）鑄件的腔體和（hé）壓鑄件直（zhí）接接觸（chù），澆口和澆道的設計、型腔分（fèn）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（wán）整充型，也要保證充型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多於橢圓形澆口（kǒu），設計橢圓形澆道在壓鑄質量上（shàng）優要於梯形澆道。壓鑄（zhù）鋅合（hé）金件的多（duō）孔組織（zhī）對其機械性能和電鍍質量都十分不利。

在壓鑄過程中，壓（yā）鑄的（de）壓力、溫度以及模具的溫度等對鋅（xīn）合金壓鑄（zhù）件質量的影響主要表現在氣孔（kǒng）、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（hòu）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生的氣（qì）泡、冷隔（gé）和裂紋等缺陷都會給後續的清理和電鍍帶來困（kùn）難，保證壓鑄件質量才能為電（diàn）鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄（zhù）件進行嚴格的質量檢測，不能達標（biāo）則果斷報廢，否則將給後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要（yào）進行多道前處理工序，主要包括打磨、拋光、除蠟、除（chú）油（yóu）、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄件（jiàn）表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下組（zǔ）織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞、積液等問（wèn）題。另外，拋光膏塗抹不均勻所（suǒ）引起（qǐ）的拋光過程中局部過熱而（ér）產生的麻點，以及拋（pāo）光膏未清理幹淨，也（yě）都會導（dǎo）致電（diàn）鍍後起泡。除蠟（là）、除油需要將表麵的蠟及油脂（zhī）清除幹淨，這樣才能（néng）保證電鍍時基（jī）體有清潔活化（huà）的表麵。酸蝕活化，一般用（yòng）弱酸短（duǎn）時間侵蝕，不宜時間（jiān）過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍（dù）。

2.4電鍍過程的（de）影響

鋅（xīn）合金壓鑄件為（wéi）了獲得良好的裝飾性和耐腐蝕（shí）性，在壓鑄（zhù）完成後要進（jìn）行相應（yīng）的電鍍處理，一般包（bāo）括鍍銅（tóng）層、鍍（dù）鎳層（céng）和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件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重（chóng）要。研究表明：在氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位（wèi）較正，表麵很快形成暗（àn）紅色置換銅（tóng）而對鍍層結合力不（bú）利；氰化鈉含（hán）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（zhì）鍍層（céng）的沉積，因此氰（qíng）化鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳（niè）的過程中（zhōng），一般由於（yú）鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍（dù）層才（cái）能（néng）達到密封的要求。研究表明鋅合金壓鑄件（jiàn）中性電鍍（dù）鎳技術，其鍍液（yè）近中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉（nà）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（wèi）上出現疏鬆、燒焦（jiāo）。

鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍後（hòu）起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵（miàn）沒有（yǒu）明顯破壞，而（ér）是整（zhěng）個鍍層呈（chéng）現隆起（qǐ）。這說明起泡問題是由底層或內（nèi）層電鍍引起的，特（tè）別是打底鍍（dù）層的結合力和覆蓋率。

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

(1)鋅基體（tǐ）、鍍銅層、鍍鎳層均無孔（kǒng）缺（quē）陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍（dù）鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺（quē）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（tóng）層和鍍鎳層無（wú）缺陷；

(6)鋅基體（tǐ）和鍍鎳層存在孔缺陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層（céng）存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多（duō）層（céng）電鍍中，上（shàng）述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形（xíng）中，底層或基體有（yǒu）孔洞（dòng）等缺陷，而孔洞缺（quē）陷的外部存在致密的密封層，在電鍍過程中這樣（yàng）的密封腔體會（huì）儲存一定（dìng）的（de）電鍍液（yè），經過（guò）一係列的反應就會影響到界麵的結合力，同時腔（qiāng）體內產生一定的壓力，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，鍍層內部或基（jī）體存在通向鍍層的（de）最外表麵（miàn）通道，通道中會（huì）儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時，由（yóu）於鋅合金基體與各鍍層間的腐蝕電位不同（tóng），會形成腐蝕原電池，同時（shí）腐蝕產物也可能會順著（zhe）孔道擴散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底（dǐ）鍍層出現（xiàn）置換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度對（duì）鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍質量的影響最為關（guān）鍵，需要（yào）特別關注。鍍前鋅合金（jīn）壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可以利用滲透染色的方法先用滲透劑（jì）在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露出來，從而達到檢測的效果。

3結論及建議（yì）

基於以上的綜述和（hé）分析，總結（jié）引起鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓（yā）鑄模（mó）具及工藝（yì）引起了表麵缺陷(主要包括（kuò）氣泡、冷隔等)；(3)打磨時破壞（huài）了壓鑄件表麵致密層或拋（pāo）光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除蠟、除油（yóu）等清理不徹底或（huò）過酸蝕；(5)打底電鍍層（céng）出現置（zhì）換；(6)多層（céng）電鍍孔（kǒng）隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率（lǜ）是起泡問（wèn）題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問題的防治最為重要的是對初始鍍層質量的控製，而且（qiě）對鍍前、鍍後質量（liàng）都要嚴格把關（guān）。可在電鍍（dù）前對鋅（xīn）合金壓鑄件進行滲透顯色（sè）檢測，以保證鍍前基體表麵的質量（liàng）。