鋅合金壓鑄件電鍍層起泡成因與消除對（duì）策（cè）

相比於銅、鋁（lǚ）等（děng）合金，鋅合金（jīn）擁有熔點較低（dī）、鑄造性能好、經濟（jì）效益高等優勢，在汽車工業、家用電器、日用五金等行業得到廣泛（fàn）的應（yīng）用。鋅合金壓鑄件（jiàn）按使（shǐ）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（qiú）的（de）零部件。由於（yú）鋅（xīn）合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才（cái）能應（yīng）用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反應層（céng），引起鍍層（céng）界麵結合力不良，工件也會因其表麵致密性（xìng）不好而含電鍍液。這些潛（qián）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，明確鋅合金壓鑄件電鍍後起（qǐ）泡原因並（bìng）製定消除對策十分重要。

本（běn）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

多層鍍層包裹的狀態，其電鍍加（jiā）工是一個環環相（xiàng）扣的過程，每一道工序得到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、鋅合金和回收料比例不合理以及精煉效果差，壓鑄模具設計及壓鑄工藝參數（shù）不合理（lǐ），鍍前處理（lǐ）質量差及後續各電鍍工（gōng）藝不（bú）合理都可能導（dǎo）致起泡。因此，起泡問題的排（pái）查需要在生產流程上多點（diǎn）進（jìn）行監（jiān）測，特別是鋅合金壓（yā）鑄件鍍（dù）前表麵狀態的檢測，同時（shí）也要對初始鍍層（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（dǎo）致起泡（pào）缺陷的原因

2.1原料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁（lǚ）量為3%-4%的鋅鋁合金（jīn），按照壓（yā）鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛（qiān）、鐵、鎘、錫等8項。其（qí）中（zhōng）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（zài）對鋅合金壓（yā）鑄件出現起泡問（wèn）題的研究分析表（biǎo）明：壓鑄鋅合（hé）金的鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時起（qǐ）泡問（wèn）題較少，較（jiào）高(Pb<0.015%，Cd<0.01%)時產品出現的起泡（pào）問題（tí）顯著增加。其主要原因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處（chù）聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐（fǔ）蝕處會膨脹而（ér）頂起鍍層，引起起（qǐ）泡問題。

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。文獻中研（yán）究了回收料摻入（rù）比率及精煉對（duì）壓（yā）鑄鋅合金狀態的影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的（de）摻入會顯著（zhe）地（dì）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，氯化氨精煉後基本可（kě）以消除鋅合金中的雜（zá）質；當全部是回收料時，精煉（liàn）雖然可以明顯地改善（shàn）鋅合金的組織，但精煉後依然還存在40%雜質。壓鑄鋅合金中雜質含量（liàng）高對鋅合金液（yè）的壓（yā）鑄（zhù）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。

鋅合金原料中的雜質含量、熔（róng）煉（liàn）回收料的摻入（rù）比率及精煉對壓鑄產（chǎn）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（hé）金件電鍍後（hòu）的質量。因此，鋅合金壓鑄生產不僅要嚴把原料質（zhì）量關，而（ér）且要對壓鑄（zhù）前鋅合（hé）金（jīn）液進行質量監測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵（jiàn）步（bù）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（jiāo）口和澆道是將鋅合金（jīn）液引向型腔的過道（dào），型腔則（zé）是（shì）成型壓（yā）鑄件的腔（qiāng）體和壓鑄件（jiàn）直接（jiē）接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等對於壓鑄件的質量而已（yǐ）至關重要。合理的模（mó）具設計既要（yào）保證完整充型，也要保證充型過程中盡量（liàng）少出現卷氣等現象。梯形澆道所產（chǎn）生的氣孔量要多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量（liàng）上優要於（yú）梯形澆道。壓鑄鋅合金件的多孔組織對其機械性能和電鍍（dù）質量都十分不利。

在壓鑄過程中，壓鑄的壓力、溫度以（yǐ）及模具的溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影響主要表（biǎo）現在氣孔（kǒng）、冷隔等（děng）壓鑄缺陷方麵。針（zhēn）對（duì）模具溫度的研究表明（míng），當模溫在160°C時（shí），壓鑄（zhù）後的（de）組織有（yǒu）明顯的孔（kǒng）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、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續的清理和電鍍帶來困難（nán），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的質量檢測，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（yào）進行多道前處（chù）理工（gōng）序，主要包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等。

鋅合（hé）金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致（zhì）密層。致密層下組織疏鬆多孔，如果打（dǎ）磨露出疏鬆多（duō）孔組織，後續電鍍將出現漏鍍、孔洞（dòng）、積液等問題。另（lìng）外（wài），拋光膏塗抹不均勻所引起的拋光（guāng）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（xū）要將表麵的蠟及油（yóu）脂清除幹淨，這樣才能保證電鍍時基（jī）體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不（bú）宜時間（jiān）過長，侵蝕後的鋅合（hé）金表麵更利於電鍍。

2.4電（diàn）鍍過程（chéng）的影響

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，一般包括鍍銅層、鍍鎳層和鍍（dù）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（xiàn）至（zhì）關重要。研究表明（míng）：在氰化（huà）鍍銅中，當氰化鈉含（hán）量低時（shí），試樣的電（diàn）位較正（zhèng），表麵很快形成暗紅色置換銅而對鍍層結（jié）合力不利；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的沉積，因此氰化鈉的濃度（dù）要控製適度。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍鎳（niè）的過程中，一般由（yóu）於鎳孔（kǒng）隙率較高，需要較厚的鍍層（céng）才能達到密封的要求。研（yán）究表明鋅合金壓（yā）鑄（zhù）件（jiàn）中（zhōng）性電鍍鎳（niè）技術，其鍍液近中性，對工（gōng）件（jiàn）的（de）腐蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩蔽基體溶出（chū）的Zn2+。鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍（dù）鉻（gè）液中Zn2+的濃度不能（néng）過（guò）高，否則會使電流密度大（dà）的部位上（shàng）出現疏鬆（sōng）、燒焦。

鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡現象如圖（tú）8所（suǒ）示，一般鍍件（jiàn）表麵沒有明顯破壞，而是整個鍍層呈現（xiàn）隆起（qǐ）。這說明起泡問題是由底層或內層電鍍引起的，特別是打底鍍層的結合力和覆蓋率（lǜ）。

在鋅合金壓鑄件多層電鍍過程中，鍍層的結合力、覆蓋率和致（zhì）密程度對鍍後起泡（pào）的影響至關（guān）重要，同時電鍍過程中的（de）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（céng）均無孔缺陷；

(2)鋅基（jī）體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存（cún）在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺陷，但（dàn）鍍銅層存在孔缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但（dàn）鍍銅層和鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基（jī）體存在孔（kǒng）缺（quē）陷，但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷；

(6)鋅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（céng）存在孔缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅（xīn）基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺（quē）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（ér）孔洞缺（quē）陷（xiàn）的外部存在致密的密封層，在（zài）電鍍過程中這樣的密封腔體會儲存（cún）一定的電鍍液，經過一係列的反應就會影響到界（jiè）麵的結合（hé）力，同時腔體內產（chǎn）生一定的壓力，經過一段時間就會導致起（qǐ）泡問題。而在(2)、(4)、(6)、(8)四種情況（kuàng）下，鍍層（céng）內部或基體存在通向鍍層的最外表麵通道，通道中會儲存電鍍液等雜質，當腐蝕（shí）發生時，由於鋅合金基體（tǐ）與（yǔ）各鍍層間的腐蝕（shí）電位不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產物也可能會（huì）順著孔道擴（kuò）散到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍層出現（xiàn）置換鍍與否以及鍍層的致密覆（fù）蓋程度對（duì）鋅合（hé）金壓鑄件電鍍質量的影響最（zuì）為關鍵，需要特別關注。鍍前鋅（xīn）合金壓鑄件的缺（quē）陷難以用肉眼直接觀（guān）察，可以利用滲透染色的方法先用滲透劑在表麵滲（shèn）透，然後用顯色劑使缺陷顯露出來，從而達到（dào）檢測的效（xiào）果。

3結論及建議

基於以上的（de）綜述和分析，總結引起鋅合金壓鑄件電鍍（dù）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（shì）鉛、鎘等)；(2)鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要（yào）包括氣泡、冷隔（gé）等)；(3)打磨時破壞了壓鑄（zhù）件表麵致密層或拋光過熱而出現表（biǎo）麵惰（duò）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)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中（zhōng），鍍前表麵（miàn）質量、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄（zhù）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（ér）且對鍍前、鍍後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。