鋅合金壓鑄件電鍍層起泡（pào）成因與消除對策

相比於銅、鋁等合金，鋅合金擁（yōng）有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等優勢，在汽車工業、家用電器、日用五（wǔ）金（jīn）等行業得（dé）到廣泛（fàn）的應用。鋅合金（jīn）壓鑄件（jiàn）按使用要（yào）求分為兩類，一類是結構（gòu）功能性壓鑄件，另一類是無特（tè）殊要求的零部件（jiàn）。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般（bān）覆蓋（gài）保護性鍍層之後才能應用。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合（hé）力不良（liáng），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（duàn）時間後會（huì）以鍍層起泡的形式表（biǎo）現出來，引起嚴重的（de）質量問題，明確鋅合金壓鑄件（jiàn）電鍍後起泡原（yuán）因並製定消除對策十分重要。

本文從生產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍前處理和電鍍過程（chéng）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（hé）金壓鑄件生產（chǎn）

多（duō）層鍍（dù）層包裹的狀態，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（yǒu）傳遞性（xìng）。

在生（shēng）產（chǎn）中壓鑄鋅合金原料成分（fèn）、鋅合金和回收料（liào）比（bǐ）例不合理以及精煉效果差，壓鑄模具設計及壓鑄（zhù）工藝參數（shù）不合理，鍍前處理質（zhì）量差及後續各電鍍工藝（yì）不合理都可能導致起泡。因此，起泡（pào）問（wèn）題的排查需要在生產流（liú）程（chéng）上多點進（jìn）行監測，特別是（shì）鋅合金（jīn）壓鑄件鍍前表麵狀態（tài）的檢測，同時也要對初（chū）始鍍層與基體的結合力以（yǐ）及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原（yuán）料及精煉的影響

鋅合金壓鑄件（jiàn）一般使（shǐ）用（yòng）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、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛（qiān）、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起泡問題的研究分析表明：壓鑄鋅合（hé）金的（de）鉛、鎘含量（liàng）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（qí）主要原因是鋅合金壓鑄件（jiàn）中的鉛、鎘、錫（xī）等（děng）雜質會（huì）在晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕處（chù）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。文獻中研究了回（huí）收料摻入比率及（jí）精煉對壓（yā）鑄鋅合金狀態的影響。在鋅合金的（de）熔煉過程中，回（huí）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（bǐ）說明：當摻入50%回收料時，氯化氨精煉後基（jī）本可以消除鋅合金中的雜質；當（dāng）全部（bù）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（zài）40%雜（zá）質。壓鑄鋅合金中雜（zá）質含量高對鋅合金液的壓鑄成型能力及（jí）鋅（xīn）合金（jīn）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。

鋅合金原料中的雜質含量、熔煉回收料的摻入比率及精煉對壓（yā）鑄（zhù）產品質（zhì）量都有較大影響，這種影響會依次傳遞，最終影響到鋅（xīn）合金（jīn）件電鍍後的質量。因此（cǐ），鋅合金壓鑄生產（chǎn）不僅要（yào）嚴把原料質量關，而且要對壓鑄前（qián）鋅合金液進行質量監測。

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（yā）鑄模具的（de）設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都（dōu）有明顯的影（yǐng）響。其中澆口和澆道是將鋅合金液引向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄件的腔體和壓鑄（zhù）件直（zhí）接接觸，澆口（kǒu）和澆道的設計（jì）、型腔分布等對於壓（yā）鑄件的（de）質量而已至關重要。合理的模具設計既要保證完整充型，也要保證（zhèng）充型（xíng）過程（chéng）中盡量（liàng）少出現卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣孔量要多於（yú）橢圓形（xíng）澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質量上優（yōu）要於梯形澆道。壓鑄鋅（xīn）合金件的多孔組織（zhī）對（duì）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（wēn）度以及模（mó）具的溫度等對鋅合金壓鑄件質量的影響主要表現在氣孔、冷隔等（děng）壓鑄缺陷方麵（miàn）。針對模具溫度的研究表明，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時的組織更為致密。

鋅合金壓（yā）鑄過（guò）程中產生的氣泡、冷隔和裂紋等缺陷都會給後續（xù）的（de）清理和電鍍帶來（lái）困（kùn）難，保證壓鑄（zhù）件質（zhì）量才能為（wéi）電鍍提供優質的基體材料。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢（jiǎn）測，不能達標則果斷報（bào）廢，否則將給後續加工帶來（lái）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，主要包括打磨、拋光、除蠟、除油、酸蝕活化等（děng）。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致（zhì）密層。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織（zhī），後續電鍍將出現漏鍍、孔洞（dòng）、積液等問題。另外，拋光膏塗抹（mò）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、除油需要將表（biǎo）麵的蠟（là）及（jí）油脂清（qīng）除幹淨，這樣才能保證電鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸（suān）短時間侵蝕（shí），不宜時間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電（diàn）鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅合金壓鑄件為了獲得良好的裝飾性（xìng）和耐腐蝕性，在壓（yā）鑄完成後要進（jìn）行（háng）相應（yīng）的電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳（niè）層和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍過程中一般（bān）要氰化（huà）物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍（dù）銅的出（chū）現至關重要。研究表明（míng）：在氰化鍍銅中，當氰化（huà）鈉含量低時，試樣的電位較正，表麵很快形成暗（àn）紅色置換銅而對（duì）鍍層結（jié）合力不利；氰化鈉含量（liàng）較高時電（diàn）位較負，試樣（yàng）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，因此氰化鈉的濃度要控製（zhì）適度。鋅合金壓鑄件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的鍍層才能達到密封的要求。研究表明鋅合金壓鑄件中（zhōng）性電鍍鎳技術，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（róng）出的Zn2+。鋅合（hé）金壓鑄件電鍍鉻液中Zn2+的濃度不（bú）能（néng）過高，否則會使電流密度大（dà）的部位上出現疏鬆、燒焦。

鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起（qǐ）泡現象如圖8所示，一（yī）般鍍件表麵沒有明顯破壞，而是整個鍍層呈現隆起。這說明起泡問題是由底層或（huò）內層電鍍引（yǐn）起的，特別是（shì）打底鍍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（lì）、覆蓋率和致密程度對鍍後起泡（pào）的影響至關重（chóng）要，同時電（diàn）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、鍍銅層、鍍鎳層均無孔缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無（wú）缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷；

(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，但鍍銅層和鍍鎳層無缺（quē）陷；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷（xiàn），但鍍銅層無缺（quē）陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺（quē）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，而孔洞缺陷的外（wài）部存在致密的密封層，在電鍍過程中這樣的密（mì）封腔體會儲存（cún）一（yī）定的電鍍液，經過一係列的反應就（jiù）會影響到界麵的結合力，同時腔體內產（chǎn）生一定的壓力，經過一段時間就會導致起泡問題。而在（zài）(2)、(4)、(6)、(8)四種情況下，鍍層內部或基體存（cún）在通向鍍層的最外表麵通道，通道中會（huì）儲存電鍍液等雜質，當腐蝕發生時（shí），由於鋅合金基體與各鍍層間的腐蝕電位不同，會形成腐蝕原電池，同時腐蝕產物也可能會順著（zhe）孔道擴散到表麵，形成腐（fǔ）蝕黴（méi）斑。

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

3結（jié）論及建議

基於以上的綜述和分（fèn）析，總結引（yǐn）起鋅合金壓鑄件電鍍後起泡問題的原因有：(1)壓鑄鋅合（hé）金液中（zhōng）存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引（yǐn）起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等（děng）)；(3)打磨時破壞（huài）了壓鑄件表麵致密層（céng）或拋光過熱而出現表（biǎo）麵惰性區域；(4)除蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕（shí）；(5)打底電鍍層（céng）出現置換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表（biǎo）麵質量、打底鍍層置換鍍及覆（fù）蓋率是起泡問題的最大隱患。鋅合金壓鑄件電鍍起泡問題的防治最為重要的（de）是對初始鍍層質量的控製（zhì），而且對鍍（dù）前、鍍後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄（zhù）件進行（háng）滲透顯色（sè）檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。