聯(lián)系人 ：劉經(jīng)理鋅合金壓鑄件電鍍質(zhì)量難控制是電鍍行業(yè)多年來(lái)一直存在的老大難問(wèn)題，通常從原材料生產(chǎn)到開(kāi)模壓鑄毛坯，到拋光再到電鍍成品往往不在同一個(gè)企業(yè)中完成，又出于商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的原因，對(duì)這個(gè)問(wèn)題的看法，分析眾說(shuō)紛紜沒(méi)有定論。本文認(rèn)為毛坯件除了要控制鋅材的成份還要控制皮下針（氣）孔的深度、大小及分布，皮下淺層針（氣）孔會(huì)導(dǎo)致電鍍膜層厚度減薄組織粗大。在現(xiàn)今制毛坯工藝無(wú)法完全消除皮下針（氣）孔的情況下，必須使皮下針（氣）孔更細(xì)更散更深。微孔鉻這一電鍍工藝是彌補(bǔ)鋅合金壓鑄件存有皮下針（氣）孔這一缺陷的最好選擇。
【關(guān)鍵詞】 皮下針（氣）孔 拋光 鍍層膜厚 鎳封 微孔鉻密度
鋅合金壓鑄件可一次成型，產(chǎn)品尺寸精度高，表面質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，特別是對(duì)形狀復(fù)雜和機(jī)械加工難度大的零件，既方便有效，成本費(fèi)用也較低。所以在衛(wèi)浴龍頭各式樣的把手中被廣泛采用。鋅合金壓鑄材料大多數(shù)選用GB/T 13821-2009標(biāo)準(zhǔn)中YX040A。材料中主要成份是鋅，其標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-0.76V，化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)活潑，表面硬度低，在運(yùn)輸保管使用中表面極易腐蝕和撞傷，失去光澤，降低美觀度，縮短使用壽命。對(duì)鋅合金壓鑄把手進(jìn)行表面裝飾防護(hù)是市場(chǎng)的必然需要。
衛(wèi)浴行業(yè)特別講究美觀，北美和歐洲市場(chǎng)中高檔產(chǎn)品質(zhì)量要求符合ASTM G85標(biāo)準(zhǔn)中48小時(shí)酸性鹽霧通過(guò)（10級(jí)）無(wú)缺陷測(cè)試。這就給鋅合金壓鑄把手的電鍍質(zhì)量控制帶來(lái)很大的難度。
對(duì)壓鑄毛坯件質(zhì)量要求：
第一，采購(gòu)優(yōu)質(zhì)鋅錠，存放保持干燥、清潔，熔煉不得混入退鍍品、污臟水口料。第二，壓鑄毛坯無(wú)缺料、無(wú)變形、無(wú)縮水、無(wú)起泡無(wú)脫皮、無(wú)隔層無(wú)裂紋、無(wú)氣孔、無(wú)飛邊。第三，表面干凈無(wú)油漬，無(wú)碰撞傷痕。第四，經(jīng)150℃爐箱內(nèi)烘烤1小時(shí)，無(wú)起泡。第五，皮下針孔距離拋光表面深度必須大于0.30mm。第六，拋光件密度大于6.58g/cm3。
第一，單獨(dú)拋光，不得與銅件同場(chǎng)地，同拋光材料。在工件表面若殘存有大量銅原子，因?yàn)槭菕伖馔饬⑵淝秩?，銅原子與鋅基體屬機(jī)械粘連沒(méi)有擴(kuò)散互容，在鍍堿銅時(shí)，必定影響鍍層與基體間的結(jié)合力和鍍層本身的組織結(jié)構(gòu)，從而降低防腐性能。第二，采用紅膏粗拋，白膏拋亮，無(wú)漏拋，不留坯模痕，表面飽滿無(wú)凹洼，無(wú)凸點(diǎn)，無(wú)針孔眼，無(wú)黑點(diǎn)。第三，勤上臘，上量少，不大力拋光，避免工件表面高溫?zé)齻a(chǎn)生密集小孔。第四，不過(guò)量拋光，余量控制在0.10以?xún)?nèi)。不允許拋去致密層露出密集針孔眼。第五，單獨(dú)擺放在干燥、清潔處，不撞碰，避免表面氧化，水化，拋后在盡短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行電鍍。
皮下淺層氣孔針孔對(duì)電鍍膜層厚度組織性能影響的微觀分析：
以（圖1）工件皮下無(wú)針孔（或氣孔），拋光后表面平整光滑、飽滿，在進(jìn)入鍍液后，工件表面分布著均勻的穩(wěn)定的電場(chǎng)強(qiáng)度，陽(yáng)離子可以均勻地沉積在表面上，獲得組織致密膜厚均勻致密的銅層、鎳層和鉻層如（圖3）所示。
（圖2）工件皮下淺層有針孔（或氣孔），拋光后表面有很小的凹洼（下方隱藏氣孔A，針孔是縮小化的氣孔），無(wú)光亮感。在鍍時(shí)，由于氣孔的不規(guī)則性致工件表面的電場(chǎng)強(qiáng)度變?。娏€變疏），變方向，從陽(yáng)極到工件表面沉積的銅離子（鎳離子，鉻離子）相對(duì)圖1變少而且變方向，會(huì)與周?chē)某练e離子發(fā)生干擾，大大減少了陽(yáng)極離子在凹洼中心區(qū)域的有效沉積。這種情形發(fā)生在鍍銅、鎳（含多層鎳）鉻中，最后所得工件的鍍層如圖4所示，中心點(diǎn)鍍層極薄，各鍍層的組織結(jié)構(gòu)也相對(duì)粗大，在做酸性鹽霧測(cè)試時(shí)，它又是一個(gè)存液穴，特別不耐腐蝕。在經(jīng)酸性鹽霧測(cè)試后，會(huì)發(fā)現(xiàn)工件表面有許多可見(jiàn)的白點(diǎn)，且可用軟布擦去，就是典型的皮下淺層氣孔（針孔）的電鍍表現(xiàn)。假設(shè)針、氣孔的大小范圍為0.05～0.30mm，影響膜層嚴(yán)重的區(qū)域約為A的2/3，即B=2/3*0.05～0.30mm，約為0.03～0.20mm。而庫(kù)侖法測(cè)膜厚取用域直徑為1.2mm，極薄膜區(qū)僅為可測(cè)區(qū)的1/6以下。因此靠庫(kù)侖測(cè)膜厚法不能發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題。
皮下淺層氣（針）孔是影響鋅合金壓鑄件電鍍質(zhì)量（正品率）最基本的最主要的最頑固的缺陷。就現(xiàn)市場(chǎng)的壓鑄技術(shù)能力要完全消除氣孔針孔還做不到，可以控制的只是氣孔（針孔）的細(xì)少化、彌散化、皮下更深化，皮下針孔氣孔的可探測(cè)性差，往往都采用拋光后憑肉眼全檢把關(guān)，這就要求檢驗(yàn)人員需具有極高的專(zhuān)業(yè)化水平和眼力，根據(jù)失效模式分析相關(guān)理論，憑肉眼檢驗(yàn)的可檢測(cè)度頂多也只有0.5。這是它的基本性和主要性。當(dāng)皮下氣孔或針孔比較彌散，尺寸較小，而且也較深（比如0.50以下），則對(duì)電鍍層質(zhì)量的影響也較小。當(dāng)皮下氣孔或針孔稍大些，尺寸也一般（比如0.20mm以下），而且也不算很淺（比如0.20mm左右），則可通過(guò)鍍了酸銅之后再拋亮一次，對(duì)凹洼處進(jìn)行拋修，去除表皮粗糙組織再進(jìn)行鍍鎳鍍鉻，同樣可以通過(guò)48小時(shí)的酸性鹽霧測(cè)試，從而提高壓鑄件利用率。普通的皮下氣孔、針孔也可以做出一部份合格的產(chǎn)品的事實(shí)，掩蓋了皮下氣孔針孔的部分危害，構(gòu)成了頑固性。
底層鍍銅采用氰化鍍銅加焦磷酸鹽鍍銅加硫酸鹽光亮鍍銅的工藝。
選擇半光亮鎳+光亮鎳+鎳封這類(lèi)鍍鎳工藝
半光亮鎳：在具有良好導(dǎo)電性和覆蓋能力的瓦特鎳液中加入適當(dāng)?shù)牟缓虻墓饬羷?，組成半亮鎳鍍液，與光亮鎳層之間產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾娢徊睿?0mv～130mv）達(dá)到電化保護(hù)之目的。半亮鎳層膜厚可控制在2/3總膜層（約10μm左右）較為理想。光亮鎳：膜層厚度占總鎳層厚約1/3左右（即5μm左右）。二層間產(chǎn)生的電位差使得雙層鎳由單層鎳的縱向腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)闄M向的腐蝕，達(dá)到保護(hù)銅層及以下鋅合金基體的作用。鎳封：在普通的光亮鎳溶液中，加入某些非導(dǎo)體微粒，微粒直徑在0.1～1μm（微米）的不溶性固體如SiO2等，通過(guò)攪拌使這些微粒懸浮在鍍液中，在適當(dāng)?shù)墓渤练e促進(jìn)劑幫助下，使這些微粒與鎳發(fā)生共沉積而形成鎳與微粒組成的復(fù)合鍍層。在后續(xù)鍍鉻時(shí)，由于復(fù)合鍍層表面上的微粒不導(dǎo)電，鉻不能在微粒表面沉積，使鉻層上形成大量微孔，即所謂微孔鉻。鎳封層的微粒密度在1.5萬(wàn)～3萬(wàn)/Cm2最為理想。微孔鉻表面存有的大量微孔，可在很大程度上消除普通鉻層中的內(nèi)應(yīng)力，因而減少了鉻層的應(yīng)力腐蝕，尤為重要的是鉻層上的大量微孔將鉻層下面的光亮鎳大面積地暴露出來(lái)，在腐蝕介質(zhì)作用下，鉻與鎳組成電池，鉻層為陰極，微孔處暴露的光亮鎳為陽(yáng)極而遭腐蝕。從而改變了大陰極小陽(yáng)極的腐蝕模式，使得腐蝕電流幾乎被分散到整個(gè)光亮鎳層上，從而防止了產(chǎn)生大而深的直貫基體金屬的少量腐蝕溝紋和凹坑，并使鍍層的腐蝕速度減小，且向橫向發(fā)展，因而保護(hù)了基體，顯著地提高了鍍層的耐腐蝕性能。
鍍鉻：為了達(dá)到外觀光亮，具有良好耐磨性能要求的防護(hù)裝飾性亮鉻層，對(duì)外形較復(fù)雜的鋅合金壓鑄工件要帶電下槽，用1.5～2倍沖擊電流20～30S便可獲得厚為0.25～0.75μm亮鉻層。
鋅合金壓鑄件皮下針孔氣孔的廣泛存在性決定了微孔鉻工藝是鋅合金壓鑄件電鍍中幾乎成了不二的選擇。而微孔鉻孔數(shù)的正確讀數(shù)對(duì)鎳封槽液的維護(hù)和控制有著直接的指導(dǎo)作用。
（附圖3.10-3），已知M600：1，直徑Φ0.34。通過(guò)《金相圖像分析系統(tǒng)》軟件可測(cè)量計(jì)取微孔鉻直徑：30μm～10μm，孔數(shù)22顆，100/0.0907*22=24255顆/Cm2，4處粘連粘連度4/22*100%=18%，該情形顯示除加強(qiáng)攪拌減少粘連其它良好。酸性鹽霧測(cè)試結(jié)果證明耐腐蝕性能好。
除以上所述各種因素的控制之外，電鍍掛具的設(shè)計(jì)及操作要排除工件的壓氣和換槽時(shí)帶液竄槽的問(wèn)題也很重要。
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