鋅合金壓鑄件電鍍層（céng）起泡成因與消除對策

相（xiàng）比於銅、鋁（lǚ）等合金，鋅合金擁有熔點較低、鑄造性能好、經濟效益高等優勢，在汽車工業、家用電器、日用五金（jīn）等行業得到廣泛的應（yīng）用。鋅合金壓鑄件按使用（yòng）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）的零部件（jiàn）。由於鋅合（hé）金活潑、易腐蝕，一般覆蓋保護性鍍層之後才能應用（yòng）。鋅合金表麵電鍍時容易形成置換反應（yīng）層，引起（qǐ）鍍層（céng）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鍍層起泡的形式表現出來，引起嚴重的（de）質量問題，明確鋅合金壓（yā）鑄件電（diàn）鍍（dù）後起泡原因並製定消（xiāo）除對策十（shí）分重要。

本（běn）文從生產原料及其精煉、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（zhù）件電鍍（dù）後（hòu）起泡的原因，並提出了對（duì）策。

1鋅合金壓鑄件生產

多層鍍層包裹的（de）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（zhuàng）態都具（jù）有傳遞性。

在生產中壓鑄鋅合金原料成分、鋅合金和回（huí）收料比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理（lǐ），鍍前處理質量差及後續各電（diàn）鍍工藝不合理都可能導致起（qǐ）泡。因此，起泡問（wèn）題的排查需要在生產流程上多點進行監測，特別（bié）是鋅合金壓鑄（zhù）件鍍前表麵狀態的檢測，同時也要（yào）對初始鍍層與（yǔ）基體（tǐ）的結合力以及鍍層的覆蓋率、致（zhì）密度（dù）進行全麵的監測。

2導致起泡缺陷的原因

2.1原料及精煉的影（yǐng）響

鋅合金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、鉛、鐵、鎘、錫等8項。其中鉛、鎘雜（zá）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（qǐ）泡問題的研究（jiū）分析表明：壓（yā）鑄（zhù）鋅合（hé）金的鉛、鎘含量較低（dī）(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（wèn）題顯著增加。其主要原因是（shì）鋅合（hé）金壓鑄件中的鉛（qiān）、鎘、錫等（děng）雜質會在晶界處聚集而導致晶間腐蝕，晶間腐蝕處會膨脹而頂起鍍層，引起（qǐ）起泡問題。

在鋅合金（jīn）壓鑄過程中會不斷產生壓鑄（zhù）澆道凝料以及其他廢料，用來壓（yā）鑄的鋅合金液都是由新料（liào）與回收料混合熔煉而成。文（wén）獻中研究（jiū）了回收料摻入比率及精煉對壓鑄鋅合金狀態（tài）的影響。在鋅合金的熔煉過程中，回收料的摻入會顯著（zhe）地影響鋅（xīn）合金的（de）組織性能，。

精煉前後組織對比說（shuō）明（míng）：當摻入50%回收料時，氯化氨（ān）精煉後基本可以消除鋅合金中的雜質；當全部是回收料時，精煉雖然可以明顯地改善鋅合（hé）金的組織，但精（jīng）煉後依然還存在40%雜質（zhì）。壓鑄鋅合金中（zhōng）雜質含量高對鋅合金液的壓鑄成型能力及鋅合金的力（lì）學性能都不利，引起電鍍後起泡的概率也（yě）會大大增（zēng）加。

鋅合金原料中的雜質含量（liàng）、熔煉回收料的摻入比（bǐ）率及精煉對（duì）壓鑄產品質（zhì）量都有較（jiào）大影響，這種影（yǐng）響會依次傳遞，最終影響到鋅合金件電（diàn）鍍後的質量。因此，鋅合金壓鑄（zhù）生產不僅要嚴把原料質量（liàng）關，而且要對壓鑄前鋅合金液進行質量監（jiān）測（cè）。

2.2壓鑄模具的影響

壓鑄是鋅合金件製作的關（guān）鍵步驟，壓鑄模具的設計和壓（yā）鑄參數的設置對壓鑄件質（zhì）量都有明顯的影響。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（jiàn）的腔體和壓（yā）鑄件直接（jiē）接觸，澆口和澆道的設計、型腔分布等（děng）對於壓鑄件的質量而已至關重要。合（hé）理的模具設計既要（yào）保證完整（zhěng）充型，也要保證充型過程中（zhōng）盡（jìn）量少出現（xiàn）卷氣等現象。梯形澆道所產生的氣孔量要（yào）多於橢圓形澆口，設計橢圓形澆道在壓鑄質（zhì）量上優要於（yú）梯形澆道。壓（yā）鑄鋅合金件的多孔組（zǔ）織對其機械性能（néng）和電鍍質量都十分不利。

在壓鑄過程中，壓（yā）鑄的壓力（lì）、溫（wēn）度以及（jí）模（mó）具的溫（wēn）度等對鋅合（hé）金壓鑄件（jiàn）質量的影響主要表現在氣（qì）孔、冷隔等壓鑄缺陷方麵。針對模具溫度的研究表（biǎo）明，當模溫在160°C時，壓（yā）鑄後的組織有明顯的孔洞，而模溫為165°C和170°C時的組（zǔ）織更為致密（mì）。

鋅合金壓鑄過程中產（chǎn）生的氣泡、冷隔（gé）和裂紋等缺陷都會（huì）給後續的清理和電鍍帶來困難，保證壓鑄件質量才能為電鍍提供優質的基體材（cái）料。要對壓鑄件進行嚴格的質量檢測，不能（néng）達標則（zé）果斷報廢，否則將給後續加工帶來更大的損失（shī）。

2.3電鍍前處理的影響

鋅合金壓鑄件在電鍍前（qián）還要進行多道前（qián）處理工序，主要包括打磨（mó）、拋光、除蠟、除油（yóu）、酸蝕活化等。

鋅合金壓鑄件表麵隻有0.05-0.10mm的表麵致密層。致密層下組織（zhī）疏鬆多孔，如果（guǒ）打磨露出（chū）疏鬆（sōng）多孔（kǒng）組織，後續電鍍將（jiāng）出現漏鍍、孔洞、積（jī）液等問題。另外，拋光膏塗抹不均勻所引起（qǐ）的拋光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）麵的蠟及油（yóu）脂清（qīng）除幹淨，這樣才能（néng）保證電鍍時基體有清潔活化的表麵。酸蝕活化，一（yī）般用（yòng）弱酸（suān）短時間侵蝕，不宜時間過長，侵蝕後的鋅合金表麵更利於電鍍。

2.4電鍍過程的影響

鋅（xīn）合金壓鑄件為了獲得良（liáng）好的（de）裝飾性和（hé）耐腐蝕性，在（zài）壓鑄完成（chéng）後（hòu）要進行相（xiàng）應（yīng）的電鍍處理，一般包括鍍銅層、鍍鎳層（céng）和鍍鉻層。

鋅合金壓鑄件電（diàn）鍍過程中一般要氰（qíng）化物預鍍銅，抑製預鍍銅中置換鍍銅的出現至關重要。研究（jiū）表明：在（zài）氰化鍍銅中，當氰化鈉含量低時，試樣的電位較（jiào）正，表麵很快形成暗紅色置換銅而對鍍層（céng）結合力不利；氰化鈉含量較高時電位較負，試樣表麵（miàn）未見有置換銅生成。然（rán）而高的氰化鈉濃度會抑製鍍層的沉積（jī），因此氰化鈉的濃度要控（kòng）製適度。鋅合金壓鑄（zhù）件電鍍鎳的過程中，一般由於鎳孔隙率較高，需要較厚的（de）鍍層才能達到密封的要求。研究（jiū）表（biǎo）明鋅（xīn）合金壓鑄件中性電鍍鎳技術，其鍍液近中性，對工件的腐蝕（shí）少，鍍液中的檸檬（méng）酸鈉會掩蔽基體溶出的Zn2+。鋅合金壓鑄件電鍍鉻液（yè）中Zn2+的濃（nóng）度不能過高，否則會使（shǐ）電流密度（dù）大的部位上出現（xiàn）疏鬆、燒焦。

鋅合金壓（yā）鑄件（jiàn）電鍍（dù）後起泡現象如圖8所示，一般鍍件表麵沒有明顯破壞，而（ér）是整個鍍（dù）層呈現隆起。這說（shuō）明（míng）起泡問題是由底層或內層電（diàn）鍍引起的，特別是打底鍍層的（de）結合（hé）力和覆蓋率（lǜ）。

在鋅合金壓鑄件多層電（diàn）鍍過程中，鍍層的結合（hé）力、覆蓋率和致（zhì）密程度對鍍後起泡的影響（xiǎng）至關重（chóng）要，同時（shí）電鍍過程（chéng）中的過度析氫也會對起泡問題有一（yī）定貢獻。

(1)鋅基體（tǐ）、鍍銅層、鍍鎳層均無孔（kǒng）缺陷；

(2)鋅基體和鍍銅層無缺陷，但（dàn）鍍鎳層存在孔缺陷；

(3)鋅基體和鍍鎳層無缺陷，但鍍銅層存在孔缺陷（xiàn）；

(4)鋅基體無缺陷，但鍍銅層和鍍（dù）鎳層存在孔（kǒng）缺陷；

(5)鋅基體存在孔缺陷，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)鋅基體和鍍銅層存在孔（kǒng）缺陷，但鍍鎳層無缺陷；

(8)鋅基（jī）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，底層或基體（tǐ）有孔洞等（děng）缺陷，而孔洞缺陷的外部存在致密（mì）的密封層，在電鍍過程中這樣的密封腔體會儲（chǔ）存一定的（de）電鍍液（yè），經過一係列的反應就會影響（xiǎng）到界（jiè）麵的結合力，同時腔體內產生一定的壓力，經過（guò）一段時間就會導致起泡問題。而在（zài）(2)、(4)、(6)、(8)四種情（qíng）況下，鍍層內部或基體（tǐ）存在通向鍍層（céng）的最外表麵通道，通道中會儲存電（diàn）鍍液等雜質（zhì），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（fǔ）蝕原電池，同時腐蝕產物（wù）也可能會順著孔（kǒng）道（dào）擴散（sàn）到表麵，形成腐蝕黴斑。

打底鍍（dù）層出現置換鍍與否以（yǐ）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。鍍前鋅合金壓鑄件的缺陷難以用肉眼直接觀察，可以利（lì）用滲透染色的方法（fǎ）先用滲透劑在表（biǎo）麵滲透，然後用顯色劑使缺陷顯（xiǎn）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件電鍍後起泡問題的原（yuán）因有：(1)壓鑄（zhù）鋅合（hé）金液中存在有害雜質(主要是鉛、鎘等)；(2)鋅合金壓鑄（zhù）模具及工藝（yì）引起了表麵缺陷(主要包括氣泡、冷隔（gé）等)；(3)打磨時破壞了壓（yā）鑄件表麵致密層或（huò）拋光過熱而出現表麵惰性區域；(4)除（chú）蠟、除油等清理不徹底或過酸蝕（shí）；(5)打底電鍍層出現置（zhì）換；(6)多層電鍍孔隙中含有鍍液。其中，鍍（dù）前表麵質量（liàng）、打底鍍層置換鍍（dù）及覆蓋率是起泡問題的最大隱（yǐn）患。鋅合（hé）金壓鑄件電鍍（dù）起泡（pào）問題的防治最為重要的是對初（chū）始鍍（dù）層質量的控製，而且對（duì）鍍前（qián）、鍍後質量都要嚴格把關。可在電鍍前對鋅合金壓鑄件進行（háng）滲透顯色檢測，以保證鍍前基體表麵的質量。