鋅合金（jīn）壓鑄件電（diàn）鍍層起（qǐ）泡成因與（yǔ）消除對策

相比於銅（tóng）、鋁等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造（zào）性能好（hǎo）、經濟效益高等優（yōu）勢，在汽（qì）車工業（yè）、家用電（diàn）器、日用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（wéi）兩類，一類是結構功能性壓鑄件（jiàn），另一類是無特殊（shū）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（hòu）才（cái）能應（yīng）用。鋅合金表麵（miàn）電鍍時容易形成置換反應（yīng）層，引起（qǐ）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。這些潛在的問題一段時間後會以（yǐ）鍍層起泡的形式表現（xiàn）出來，引起嚴重的質量（liàng）問題，明（míng）確鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍後起泡原因並製定消除（chú）對策十分重要。

本（běn）文從生產（chǎn）原料及（jí）其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程等角度，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（xīn）合金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的狀態，其電鍍加工是（shì）一個環環相（xiàng）扣的（de）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成分、鋅合金和回收料（liào）比例不合理以及精煉效（xiào）果差，壓鑄模具設計及（jí）壓鑄（zhù）工藝參數不合理，鍍前處（chù）理（lǐ）質量差及後續各電（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，特別是鋅合金壓鑄件鍍前表麵狀態的檢測，同時也要對（duì）初始（shǐ）鍍（dù）層（céng）與基體的（de）結合力以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致起泡缺（quē）陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金（jīn）壓鑄件一般使用含鋁量為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（tóng）、鉛（qiān）、鐵、鎘、錫（xī）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著。在對鋅合金壓鑄件出現起（qǐ）泡問題的研究分析表明：壓鑄（zhù）鋅合（hé）金的鉛、鎘含（hán）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（wèn）題顯著增加（jiā）。其主要原因是鋅合金（jīn）壓（yā）鑄件中的鉛（qiān）、鎘、錫（xī）等雜質會（huì）在（zài）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（qǐ）起泡問題。

在鋅合金壓（yā）鑄過程中會不斷產生壓鑄澆道凝料以及其他（tā）廢（fèi）料，用來壓鑄的鋅合金液都是由新（xīn）料與回收料混合熔煉而成。文（wén）獻中研究（jiū）了（le）回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅（xīn）合金狀態的影響。在鋅（xīn）合金的熔煉過程中（zhōng），回收料的摻入會（huì）顯著地影響鋅合金的組織（zhī）性能（néng），。

精煉前後組織對比（bǐ）說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後（hòu）基本可以消除鋅合金中的雜（zá）質；當全部是回收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄（zhù）鋅合金中雜質含量高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合（hé）金的力學性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也會大大增加。

鋅（xīn）合金原（yuán）料（liào）中的雜質含量、熔（róng）煉回（huí）收料的摻入比率及精煉對壓鑄產品（pǐn）質（zhì）量都有較大影響，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量。因此（cǐ），鋅合金（jīn）壓鑄生產不僅要嚴把（bǎ）原料質量關，而且要（yào）對壓鑄前鋅合金液進行質量監（jiān）測。

2.2壓鑄模具（jù）的影響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模（mó）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鋅合金（jīn）液引向型腔的過道，型腔則是（shì）成型壓鑄（zhù）件的腔體和壓鑄件直接接觸，澆（jiāo）口和澆道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的（de）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形澆口，設計橢圓形澆道在壓（yā）鑄質量上優要於梯形澆道（dào）。壓（yā）鑄鋅合金件的（de）多孔組織（zhī）對其機械性能和電鍍質量都十分不（bú）利。

在壓鑄過（guò）程中，壓鑄的（de）壓力、溫度以及模具的溫度（dù）等對鋅合金壓鑄件質量的影響主要表現在氣孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度（dù）的研究表明，當模溫在160°C時，壓鑄後的組織有明顯的孔洞，而模溫為165°C和170°C時的組織更為致（zhì）密。

鋅合金壓鑄過程中產生的（de）氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續的（de）清理和電鍍帶來困難，保（bǎo）證壓鑄件質量才能為（wéi）電鍍提供優質（zhì）的基體材料。要對壓鑄件（jiàn）進行（háng）嚴（yán）格的（de）質量檢測，不能達（dá）標則果斷報廢，否則將給後續加工帶來更大的損失。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進行多道前處理工序，主要（yào）包（bāo）括打磨、拋光、除蠟、除油、酸（suān）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）密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電（diàn）鍍將出（chū）現（xiàn）漏鍍（dù）、孔洞（dòng）、積（jī）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而產生的麻（má）點，以及拋光（guāng）膏未清理幹淨，也都會導致電鍍後起（qǐ）泡。除蠟、除油需要將表麵（miàn）的蠟及油脂清除（chú）幹淨，這樣才能保證電鍍時基（jī）體有清潔活化的表麵（miàn）。酸蝕活（huó）化，一般用弱酸短時間侵（qīn）蝕，不宜（yí）時間過長，侵（qīn）蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

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

鋅合金壓鑄件電鍍過（guò）程（chéng）中一般要（yào）氰化（huà）物預鍍（dù）銅，抑製預鍍銅（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（qíng）化鈉含量低時，試樣的電（diàn）位較正，表麵很快形成暗紅色（sè）置換銅而對鍍（dù）層（céng）結合力（lì）不（bú）利；氰化鈉（nà）含量較（jiào）高時電（diàn）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（cǐ）氰化鈉的濃度要控（kòng）製適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中，一般（bān）由於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要（yào）求（qiú）。研究表明鋅合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工件的腐蝕少，鍍液中的（de）檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻（gè）液中Zn2+的濃度不能過高，否則會使電（diàn）流密度大的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅（xīn）合金壓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（wèn）題是由底層或內層電鍍引起的，特別（bié）是打底鍍層的（de）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（lì）、覆蓋率和（hé）致密程度（dù）對（duì）鍍後起泡（pào）的影響（xiǎng）至關（guān）重要，同時電鍍過程中的過（guò）度析（xī）氫也（yě）會（huì）對起泡問題有一定貢獻。

(1)鋅基體、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷（xiàn）；

(2)鋅基體和鍍銅（tóng）層無缺陷，但鍍（dù）鎳層（céng）存在孔缺陷；

(3)鋅基（jī）體和（hé）鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基（jī）體無缺陷，但鍍銅層和鍍（dù）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（wú）缺陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺（quē）陷，但鍍銅層無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔（kǒng）缺（quē）陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均（jun1）存（cún）在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍（dù）中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情（qíng）形中，底層或基體（tǐ）有孔洞等缺陷，而孔洞缺（quē）陷的外（wài）部（bù）存在（zài）致密的（de）密封層，在電（diàn）鍍過程中（zhōng）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（miàn）的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過一段時間就會導致（zhì）起泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情（qíng）況下，鍍層內部或基體存在通向鍍層（céng）的最外表麵通（tōng）道，通道中會儲存（cún）電鍍液（yè）等雜質，當腐蝕發生時，由於鋅（xīn）合（hé）金基體與各鍍層間的腐蝕（shí）電位不（bú）同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產物也（yě）可能會順著（zhe）孔道擴散到表麵（miàn），形成腐蝕黴斑。

打底鍍層（céng）出現置換鍍與否以及鍍層的（de）致密覆蓋程度對（duì）鋅合金壓（yā）鑄件電鍍（dù）質量的影響最為（wéi）關鍵，需要特別（bié）關（guān）注。鍍前鋅（xīn）合（hé）金壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀（guān）察，可以利用滲透染色（sè）的方法先用滲（shèn）透劑在表麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯露（lù）出來，從而達到檢測的（de）效果（guǒ）。

3結論及建議

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合金（jīn）液中（zhōng）存在有害雜質(主要（yào）是鉛、鎘等（děng）)；(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)打磨時破壞了壓鑄件表麵致密（mì）層或拋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)打底電鍍層出現置換；(6)多層（céng）電鍍孔隙中含（hán）有鍍液。其中，鍍前表麵質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起（qǐ）泡問題的最大隱患（huàn）。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍起泡問題的防（fáng）治最為重要的是對初始鍍層（céng）質量（liàng）的控製，而且對鍍前、鍍後質量都（dōu）要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄（zhù）件（jiàn）進行滲透顯色檢測（cè），以保證鍍前基體表麵的（de）質量。