​鋅合金壓鑄件電鍍層起（qǐ）泡成因與（yǔ）消除對策（cè）

相比於銅、鋁等合金，鋅（xīn）合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等優（yōu）勢，在汽車工業、家用電器、日用五金等行業得到廣泛的應用。鋅合金壓鑄件按使用要（yào）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（de）零部件。由於鋅合金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用。鋅合金表麵電鍍時（shí）容易形成置換反應層，引起鍍層界麵結合（hé）力不良，工件也會因其表麵致（zhì）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現出來（lái），引起嚴重（chóng）的質（zhì）量問題，明（míng）確鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍後起（qǐ）泡原（yuán）因並製定消除對策十分（fèn）重要。

本文從生（shēng）產原料及其精煉、壓鑄工藝，鍍（dù）前（qián）處理和電（diàn）鍍過程等角度，分析了（le）導致鋅合金壓（yā）鑄件電鍍後起泡的原因，並提出了對策。

1鋅合金（jīn）壓鑄件生產

多層（céng）鍍層包裹（guǒ）的（de）狀態，其電（diàn）鍍加工是一個環環相扣的過（guò）程，每（měi）一道工序得到（dào）的表麵狀態都具有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅（xīn）合金原料成（chéng）分、鋅（xīn）合金和回收料比例不合理以及精煉效果差，壓鑄模具（jù）設（shè）計及壓鑄工藝參數不合理，鍍前處理質量差及後續各電鍍（dù）工藝不合（hé）理都可能導致起泡。因此，起泡問題的排查需要在生產流程上多（duō）點（diǎn）進行監測，特別是鋅合金壓鑄件鍍前表麵狀態（tài）的（de）檢測，同時（shí）也要對初始鍍層與基體的結合力（lì）以及鍍層的覆蓋率、致密度進行全麵的監測。

2導致起（qǐ）泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的（de）影響

鋅合金壓鑄件一般使用含鋁量為3%-4%的（de）鋅鋁合金，按（àn）照壓鑄鋅合金標準，需要檢測的化學成分包括鋅、鋁、鎂、銅、鉛（qiān）、鐵（tiě）、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜質的含量對鋅合金壓鑄件質量的影響（xiǎng）最為顯著。在對（duì）鋅合金壓鑄件出現起泡問題的研究分析表明：壓鑄鋅合金的鉛、鎘含量較低(Pb<0.002%，Cd<0.002%)時（shí）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。其主（zhǔ）要原（yuán）因是鋅合金壓鑄件中的鉛、鎘、錫等雜質會在晶界處聚集（jí）而導致晶間腐蝕，晶間（jiān）腐蝕處會膨脹而（ér）頂起（qǐ）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（jiāo）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（hún）合熔煉而成。文獻中研究了回（huí）收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態的影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著地影響鋅合金的（de）組織性能，。

精煉前後組織對比說明：當（dāng）摻入50%回（huí）收料時，氯化氨精煉後基本（běn）可以消（xiāo）除鋅合金中的雜（zá）質；當全部是回收料時（shí），精煉雖然可以（yǐ）明顯地改善鋅合金（jīn）的組織，但精煉後依然還存在40%雜（zá）質。壓鑄鋅合金中雜質含量高對鋅合金（jīn）液的壓鑄成型能力（lì）及鋅合金的力學性（xìng）能都不利，引起電鍍後起泡的概率（lǜ）也會大大增加（jiā）。

鋅合（hé）金原料中的雜質含量、熔煉回收料的摻入比率及精煉對壓鑄產品（pǐn）質量（liàng）都（dōu）有較大影（yǐng）響，這種影響會（huì）依次傳遞，最終影響到鋅合金件電鍍後的質量。因此（cǐ），鋅合金壓鑄生產不僅要嚴（yán）把原料質量關，而且要對壓鑄（zhù）前（qián）鋅合金液（yè）進行質量（liàng）監測。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件製作的關鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓鑄參數的設置對壓鑄件質量都有明（míng）顯的影響。其中澆口和澆（jiāo）道是將鋅合金液（yè）引向型腔的過道，型腔則是成型壓鑄（zhù）件的腔體和（hé）壓鑄件直接接觸，澆口和（hé）澆道的設計、型腔分布（bù）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整充型，也要保證充型過程中盡量（liàng）少（shǎo）出現卷（juàn）氣等現象。梯形澆（jiāo）道所產生的氣孔量要多於橢圓形（xíng）澆口，設計橢圓形澆道在（zài）壓（yā）鑄質量上（shàng）優（yōu）要於梯形澆道。壓（yā）鑄鋅合金件的多孔組織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（zhù）的壓（yā）力、溫度以及模具的溫度等對鋅合金壓（yā）鑄件質（zhì）量的影響主（zhǔ）要表現在氣孔（kǒng）、冷（lěng）隔等壓鑄缺陷方麵。針（zhēn）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（wéi）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（děng）缺陷都（dōu）會給後續的清理和電鍍帶來困難（nán），保證壓鑄件（jiàn）質量才能為電鍍提供優質的基體材（cái）料。要對壓鑄件（jiàn）進行嚴格的質量檢測，不能達標則果斷報廢，否則將給後續加（jiā）工帶來更大的（de）損失（shī）。

2.3電鍍（dù）前（qián）處理的（de）影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前還要進（jìn）行多道前處（chù）理工序，主要包括打磨、拋（pāo）光（guāng）、除蠟（là）、除油、酸蝕活化等。

鋅合（hé）金壓鑄件表（biǎo）麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下組織疏鬆多孔，如果打磨露出疏鬆多孔組織，後續電鍍將（jiāng）出現漏鍍（dù）、孔洞（dòng）、積液等問（wèn）題。另外（wài），拋光膏塗抹不均勻所（suǒ）引起的拋光過程中局部過熱（rè）而產生的麻點，以及拋光膏未清理幹淨，也都會導致（zhì）電鍍後起泡。除蠟（là）、除油需要將表麵的蠟及油脂清除幹淨，這（zhè）樣才（cái）能保證電鍍（dù）時基體有清潔（jié）活化的表麵。酸蝕活化，一般用弱酸短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合金（jīn）表（biǎo）麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅（xīn）合金壓鑄件（jiàn）為（wéi）了獲得良好的裝（zhuāng）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（kuò）鍍銅層（céng）、鍍鎳層和鍍鉻層。

鋅（xīn）合金壓鑄件電鍍過（guò）程中一（yī）般要氰化（huà）物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現（xiàn）至關重要。研究表明（míng）：在氰化鍍（dù）銅中，當（dāng）氰化鈉含量低時，試樣的電位較正，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（gāo）時電位較負，試樣表麵未見有置換銅生成。然而高的（de）氰化（huà）鈉濃度會抑（yì）製鍍層的沉積（jī），因此氰化鈉的濃度要控製適度。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍鎳的過（guò）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（qiú）。研究表明鋅合金壓鑄件中性（xìng）電鍍鎳技（jì）術，其鍍液近中性，對工件的腐（fǔ）蝕少，鍍液中的檸檬酸鈉會掩（yǎn）蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓（yā）鑄件電鍍鉻液中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（yā）鑄件電鍍後起泡現象如圖8所示，一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（wèn）題是（shì）由（yóu）底層或內層電鍍引起的，特別（bié）是打底鍍層的結合力和覆蓋（gài）率。

在鋅合（hé）金壓鑄件多層電鍍過（guò）程中，鍍層的結（jié）合力、覆蓋率和致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（tóng）層無缺陷，但鍍鎳層存在（zài）孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳（niè）層無缺陷，但鍍銅層存在孔（kǒng）缺陷；

(4)鋅基體無缺陷，但（dàn）鍍銅層（céng）和（hé）鍍鎳層存在孔缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷（xiàn），但鍍銅層和鍍鎳層無缺陷（xiàn）；

(6)鋅基體和鍍鎳層存在孔缺陷（xiàn），但（dàn）鍍銅層（céng）無缺陷；

(7)鋅基體和鍍銅層存在孔缺陷（xiàn），但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基體、鍍銅層和鍍鎳層均存在孔缺陷。

鋅合金壓鑄件多層電鍍中，上述(3)、(5)、(6)、(7)四種情形中，底層或（huò）基體有（yǒu）孔洞（dòng）等缺陷，而（ér）孔（kǒng）洞缺陷的外部存在致密的密封層，在電鍍過程中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的結合力，同時（shí）腔體（tǐ）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)四種情況下，鍍層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，當腐蝕發生時，由於鋅（xīn）合金基體與（yǔ）各鍍層（céng）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（néng）會順著孔道擴散到（dào）表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍（dù）層出現置換鍍與否以及鍍層的致密覆蓋程度對鋅合金壓鑄件電鍍質量的影響最為關鍵，需要（yào）特別關注（zhù）。鍍（dù）前鋅（xīn）合金（jīn）壓鑄件的缺陷難以用（yòng）肉眼直（zhí）接觀察，可以利用滲（shèn）透（tòu）染色的方法先用滲透劑在表麵滲透（tòu），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

基於以上的綜述和分析，總結引起鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍後起（qǐ）泡問題（tí）的原因有：(1)壓鑄鋅合金液中存在有害雜質（zhì）(主（zhǔ）要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄模具及工藝引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔等（děng）)；(3)打磨時破壞（huài）了壓（yā）鑄件表（biǎo）麵致密層或拋光過熱而出現（xiàn）表麵（miàn）惰性區域；(4)除蠟、除油等清理（lǐ）不徹底（dǐ）或過酸蝕；(5)打底電鍍層出現置換（huàn）；(6)多（duō）層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍前表麵質量（liàng）、打底鍍層置換鍍及覆蓋率是起泡問題的最大隱（yǐn）患。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍起泡問（wèn）題的防治最為重要的是對初始鍍層質（zhì）量的（de）控製，而且對鍍（dù）前、鍍（dù）後質量（liàng）都（dōu）要嚴格（gé）把關。可（kě）在電鍍前對鋅合金壓鑄（zhù）件進行滲透顯色檢（jiǎn）測（cè），以保證鍍（dù）前基體表麵的質量。