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1．鋅合金壓鑄件本身質(zhì)量控制
壓鑄鋅合金中鋁含量一般在3．5％～4．5％左右，鋁可以減少熔融鋅對(duì)黑色金屬(模具)的侵蝕，同時(shí)鋁又能細(xì)化晶粒，強(qiáng)化合金，隨著鋅合金中鋁含量的提高，鋅合金的強(qiáng)度及耐沖擊性能均有所提高，但當(dāng)鋁含量超過4．5％時(shí)，其力學(xué)性能則不再明顯增加，而沖擊韌性卻反而降低。鋅合金中銅元素的含量不得超過1.5％，在此值下，能顯著抑止鋅合金的晶間腐蝕，提高鋅合金的強(qiáng)度和硬度，合金中微量的鎂元素約在0．04％左右，不宜太高。合金中鉛、錫、鐵、硅等作為雜質(zhì)元素，含量越低越好，而且合金中鉛、硅元素對(duì)電鍍質(zhì)量的影響較大。還有就是易被忽視也難以消除的是合金中鐵雜質(zhì)的影響，鐵與鋁能產(chǎn)生硬質(zhì)的鐵鋁化合物，對(duì)電鍍前的拋光和機(jī)械加工都有不利的形響。
壓鑄鋅合金過程中，封孔比壓用于克服壓射缸內(nèi)活塞移動(dòng)和壓射沖頭與壓室之間的摩擦力，使液態(tài)鋅合金被推到內(nèi)澆口附近，此值不能太大，太大則易卷入氣體形成氣孔，在電鍍時(shí)易容留鍍液，形成微電池腐蝕，降低鍍層與基體的結(jié)合力。另外在壓鑄過程中產(chǎn)生的縮孔等缺陷，對(duì)電鍍層質(zhì)量的影響也很大。
按照壓鑄成型的原理，在壓鑄零件的外表面，由于冷卻速度較快，為等軸晶體，晶粒較細(xì)，而壓鑄零件的內(nèi)部為各向軸長(zhǎng)相近的枝晶組織，由于除氣不盡和增壓速度不夠快等原因，會(huì)存在少量的縮孔和氣孔，這些在機(jī)械加工后就會(huì)暴露出外表面與內(nèi)部組織和致密性不同而引起的鍍層質(zhì)量的差異。
有時(shí)鋅合金壓鑄件的機(jī)械加工量很少，或不必經(jīng)過機(jī)械加工，因而，電鍍工作者關(guān)心的是鑄件的表面質(zhì)量，如粗糙度等，鑄件的表面質(zhì)量與鑄件材料的選擇，鑄模表面加工的粗糙度等。對(duì)于大批量生產(chǎn)的小五金和各種裝飾鋅合金零件，壓鑄工藝不但決定了它們的形狀，還決定其外表質(zhì)量，隨之而來(lái)的電鍍，僅僅提高了它的耐蝕性和外表的美觀性，而裝飾性和耐腐蝕性的高低，本質(zhì)上受制于鑄件的表面質(zhì)量。
在鍍前首先要檢查壓鑄件，如毛坯比較致密，電鍍也容易鍍好；若壓鑄件比較疏松，就要找前道工序的原因：①材料牌號(hào)沒選好，首先檢查原材料斷面，粗晶粒的壓鑄出來(lái)比較疏松，細(xì)晶粒就比較好。②模具設(shè)計(jì)不合理。一般冒口在中間的比較好，鋅合金液流得比較均勻，壓鑄出來(lái)也就比較好；若冒口不在中間，離冒口近的比較好，遠(yuǎn)的就不行。③壓鑄機(jī)噸位不夠，小噸位壓鑄機(jī)壓鑄大噸位壓鑄模，這肯定不行，所以不同的壓鑄模要選擇不同噸位的壓鑄機(jī)，才能保證下道電鍍工序質(zhì)量。
鋅合金鑄件在設(shè)計(jì)其幾何形狀時(shí)，要盡量避免盲孔深的凹部等結(jié)構(gòu)，零件設(shè)計(jì)在不影響外觀和使用的部位，留出便于鍍液、析出氣體流動(dòng)的排泄工藝孔等。這樣不僅很好地實(shí)施電鍍鍍覆，而且減輕了鍍液被污染的程度。
通常鋅合金壓鑄件的表面有一層致密層，厚度約0．1mm，內(nèi)部則是疏松多孔結(jié)構(gòu)。在模具設(shè)計(jì)和采用壓鑄工藝時(shí)，要盡量使工件表面光滑，減少鑄造裂紋、氣孔、冷隔縫隙、飛邊及毛刺等鑄造缺陷。在進(jìn)行機(jī)械清理表面氧化皮等缺陷時(shí)，應(yīng)盡量避免損傷鋅合金零件表面的致密層，以免露出多孔的基體造成電鍍困難，并影響電鍍層質(zhì)量。鋅合金壓鑄時(shí)常使用脫模劑，對(duì)脫模劑的使用和去除應(yīng)給予一定的重視，它是影響鋅合金零件表面鍍層結(jié)合力的重要因素之一。
另外需要注意的是鋅合金零件的材料牌號(hào)。還要注意壓鑄時(shí)是否加入了回收鋅合金，注意回收料中是否摻雜了其他(如硅)成分，否則就有可能影響電鍍層的結(jié)合力。若使用回料較多的鋅合金鑄件，電鍍時(shí)最好用氫氟酸活化處理。
2．鍍前機(jī)械處理
在鋅合金零件電鍍前，需要認(rèn)真檢查零件表面狀態(tài)，查看零件表面是否存在裂紋，凸泡、劃傷、松孔等嚴(yán)重弊病。．查閱鋅合金零件的材料牌號(hào)，了解使用回料的比例，測(cè)試鋅合金壓鑄件的質(zhì)量，把工件放置在100℃～ll0℃烘箱中保溫30min，看零件外表有否凸泡。若鋅合金壓鑄零件表面存在著鑄造缺陷，就必須進(jìn)行機(jī)械清理、磨光和拋光等預(yù)處理，以改善零件表面狀態(tài)，提高鍍層質(zhì)量。
用磨光及拋光除去表面缺陷，對(duì)于較大的鋅合金工件所帶的毛刺、飛邊、模痕等缺陷。可以采用磨光及拋光的方式去除，磨光砂輪的砂粒一般應(yīng)>220目，在零件磨光時(shí)，不要過度用力，盡可能不損傷零件表面的致密層，不要使零件變形。為使零件表面光滑，還應(yīng)該進(jìn)行拋光，拋光要采用紅色拋光膏，拋光布輪直徑為50mm～400mm，圓周速度視工件大小而定，通常為llOOm／min～2200m／ min，也可選用白色拋光膏，拋光膏不要太少，以防局部過熱，使零件表面出現(xiàn)密集細(xì)麻點(diǎn)。拋光后最好用白粉拉一下，以清除滯留在表面的拋光膏，便于后續(xù)進(jìn)行電鍍。
對(duì)于較小工件不便拋磨的情況下，可選擇滾磨或滾光處理。若工件表面的飛邊、瑕疵較多，應(yīng)先進(jìn)行滾磨。磨料可選擇氧化鋁、花崗石、陶瓷、塑料顆粒等，以及能除油又潤(rùn)滑的肥皂水、表面活性劑等成分。磨料及零件的裝載量為3／4～4／5滾桶(易變形工件要多裝些，溶液要浸滿以覆蓋零件)，磨料與零件比為(1．5～2)：1，滾桶的轉(zhuǎn)速6r／min～12r／min。容易變形的零件的轉(zhuǎn)速應(yīng)慢些。若工件表面瑕疵很小，可以直接選用滾光處理，用塑料顆粒、谷殼、玉米棒等和表面活性劑一起進(jìn)行滾光，滾桶圓周速度為600m／min左右，滾光時(shí)間視工件、磨料而定。有不少小零件使用振動(dòng)磨光，拋光效果更理想。
表面機(jī)械清理不但可以除去零件表層的瑕疵，而且又不會(huì)破壞零件表面的致密層，從而保證電鍍層的質(zhì)量。
3．零件表面拋光膏及油污的去除
(1)除拋光膏。
零件拋光后表面殘留一定的拋光膏，應(yīng)當(dāng)盡早除去這些殘留的拋光膏，因?yàn)闀r(shí)間久了，拋光膏易硬化而不易除去。除拋光膏可將工件浸泡在60℃～70℃的濃硫酸中(盡可能不摻水)，使零件表面的拋光膏被濃硫酸氧化去除。因?yàn)閽伖飧嗟闹饕煞殖饘傺趸?SPAN lang=EN-US>(Mg0、Ca0、Al2O3、Fe2O3等)之外，主要是硬脂酸、石蠟等成分，這些有機(jī)物會(huì)被濃硫酸氧化。這種方法在規(guī)模不大的廠家應(yīng)用頗廣。其中關(guān)鍵是濃硫酸中不可摻進(jìn)水，摻進(jìn)水的濃硫酸對(duì)鋅合金零件產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，所以工件拋光后須干燥入硫酸槽。還有就是使用由有機(jī)溶劑、表面活性劑組成的"冷脫劑"、"除蠟水"等溶液除拋光膏，若在除蠟水中配以超聲波，則效果更佳。
通過熱或冷脫脂，使鋅合金表面的蠟垢潤(rùn)濕溶脹而部分溶解，提高超聲波除蠟效率。熱脫脂是介于化學(xué)除油與除蠟之間的一種特殊形式，說它特殊，是因?yàn)樗诔暡ǔ炛埃渥饔檬潜M可能使蠟垢潤(rùn)濕、溶脹，這種作用是靠堿液、非離子型活性劑與陰離子型表面活性劑等在適當(dāng)溫度下協(xié)同完成。超聲波能否快捷干凈地將工件表面的蠟垢除盡，取決于熱或冷脫脂的效果。
配制熱脫脂的水質(zhì)電導(dǎo)率在50μs／cm以下即可。采用有機(jī)物冷脫脂，對(duì)鋅合金壓鑄件而言，應(yīng)為首選。因它不僅無(wú)需加溫，而且熔蠟潤(rùn)濕效果明顯，對(duì)工件無(wú)不良腐蝕。其工藝配方為：二甲苯7．5mL／L，二氯甲烷47．5 mL／L，復(fù)合非離子型表面活性劑15mL／L～20mL／L，陰離子型表面活性劑5mL／L～7mL／L，酮或醚適量，在室溫下處理5min左右。
(2)超聲波除蠟。
超聲波除蠟時(shí)，單位有效容積的功率一般設(shè)計(jì)在8 W／L較合理。當(dāng)<8w／ L時(shí)，除蠟速度較慢，影響生產(chǎn)的連續(xù)性；當(dāng)>8 W／L時(shí)，鋅合金壓鑄件在65℃～70℃下連續(xù)工作5min，會(huì)對(duì)零件表面產(chǎn)生較明顯的失光失重現(xiàn)象，使得零件的富鋁相中的鋁優(yōu)先溶解，造成麻點(diǎn)，甚至造成鍍層起泡。
在配制超聲波除蠟液時(shí)，若使用較差的水質(zhì)，由于水中過量的金屬陽(yáng)離子不能被除蠟水中的絡(luò)合劑完全絡(luò)合，金屬陽(yáng)離子就有可能滲入到蠟垢之中或存在于工件表面，減弱了帶負(fù)電荷的蠟垢與蠟垢之間、蠟垢與工件之間的電斥力，使得除蠟效果大大降低。這就是為什么一種好的除蠟水在某些廠使用效果良好，而在另一些廠效果則不見得好，或者一段時(shí)間好而另一段時(shí)間不好的重要原因。許多供應(yīng)商并沒有給客戶予以提醒：當(dāng)水質(zhì)中含有過多的如Cu+2，在工件表面會(huì)因置換銅而使得鍍層局部起泡。實(shí)踐證明，選用電導(dǎo)率在50uS／cm以下的水質(zhì)均可。
對(duì)鋅合金壓鑄件而言，選擇除蠟水的第一條原則就是pH值。一般情況下，鋅合金的臨界使用pH值為l0。也就是說，當(dāng)任何一種除蠟水按其說明書配制完畢后，其溶液的pH≤10，否則，在特定的除蠟條件下易使零件產(chǎn)生失光失重，甚至發(fā)暗發(fā)黑現(xiàn)象，這樣的除蠟水不能使用。第二條原則就是除蠟效果，在說明書要求的前提下，除蠟速度快、易清洗的除蠟水宜選用。第三條原則就是除蠟水的使用量和使用壽命。
(3)除油。
對(duì)于鋅合金零件表面的油污來(lái)說，通常是使用有機(jī)溶劑除油，然后再用堿性溶液除油。這是因?yàn)橛袡C(jī)溶劑除油后可能會(huì)滯留在工件表面上，從而給后面的電鍍帶來(lái)不利影響。
另外，由于鋅合金材料的主要成分是鋅和鋁，它們是兩性金屬，因此，堿性化學(xué)除油液的堿度也不能太強(qiáng)。通常是磷酸三鈉、碳酸鈉、表面活性劑等成分，在50℃～60℃，3min～6min即可。
一般浸漬除油后的零件還應(yīng)進(jìn)行電解除油，電解除油最好是先用陰極電解除油，再用陽(yáng)極電解除油。但不要在同一槽中進(jìn)行陰極或者陽(yáng)極電解除油。電解除油的溶液成分有氫氧化鈉、磷酸三鈉、碳酸鈉、表面活性劑等成分，在50℃～60℃下，電流密度為2A／dm2～4A／dm2，30s～60s即可。
使用陽(yáng)極電解除油，時(shí)間10s～15s(工件上有均勻氣泡時(shí)即可)，氫氧化鈉可以增加溶液電導(dǎo)，防止電壓過高腐蝕工件。除油溶液溫度不宜過低，否則電壓會(huì)升高；溫度也不能過高，否則堿會(huì)同零件基體的反應(yīng)加劇，從而發(fā)生腐蝕溶解，以50℃～60℃為宜。使用陰極電解除油時(shí)，由于在零件上析出較多氫，氫有很好的還原作用(活化其表面)，原子氫結(jié)合成氫氣沖擊工件表面，達(dá)到很好的除油效果。但僅用陰極電解除油，由于使用時(shí)間一長(zhǎng)，溶液的污染就可能造成金屬離子沉積在工件表面、電鍍層發(fā)花、結(jié)合力不良等弊病。這時(shí)若再用陽(yáng)極電解除油，工件表面有一剝離(溶解)過程，工件表面表現(xiàn)出很好的活性，為后面電鍍層結(jié)合力的提高打下了好的基礎(chǔ)。
如果只使用陰極電解除油，則應(yīng)該經(jīng)常更新溶液，盡可能維護(hù)好除油溶液，要防止銅雜質(zhì)污染溶液。如僅使用陽(yáng)極電解除油也是可以的。只要保證在陽(yáng)極電解除油前零件表面油污已大部分除凈即可。
需要注意的是：除油過程中水洗一定要徹底，除油后工件經(jīng)活化、水洗后，應(yīng)不憎水，與水親合，不應(yīng)因除油不徹底零件存在殘留的拋光蠟，經(jīng)酸性鍍銅加厚后而產(chǎn)生腐蝕點(diǎn)。除油溶液還應(yīng)保持一定的濃度和純度，要定期更換，以防異金屬離子濃度達(dá)到一定值時(shí)而產(chǎn)生置換層，影響鍍層的結(jié)合力，特別是除油液應(yīng)與鐵基零件、銅基零件分開進(jìn)行，這一點(diǎn)千萬(wàn)不要被忽略。
4．活化
除油后的鋅合金工件經(jīng)過清洗，而且必須進(jìn)行活化后才能進(jìn)行電鍍。通常的活化溶液分別有：HF(40％)59／L～209／L、H2S04(98％)159／L～759／L或者 HCl(37％)l09／L～209／L，在室溫下浸3s～6s即可，經(jīng)驗(yàn)是以零件表面析出氫氣后再延長(zhǎng)ls～2s為宜。活化溶液的選擇，視鋅合金的牌號(hào)或回料使用的比例而定。回料較多的鋅合金零件，需使用氫氟酸活化，因?yàn)榛亓现袝r(shí)常會(huì)帶人硅雜質(zhì)，氫氟酸屬于弱酸，對(duì)基體的腐蝕速率較小。
對(duì)鋅合金壓鑄件而言，也可以不使用鹽酸、硫酸或氫氟酸進(jìn)行活化，因?yàn)檫@些酸為無(wú)機(jī)強(qiáng)酸，對(duì)工件的腐蝕性強(qiáng)，富鋅相析氫嚴(yán)重，其表面致密層會(huì)遭到嚴(yán)重破壞。因此，也可以選用固體酸進(jìn)行活化處理，可以保證零件表面的密著性變化小，無(wú)起泡、麻點(diǎn)等缺陷。固體酸活化溶液為：①草酸109／L，酒石酸59／L，硫酸3mL／L～5mL／L，緩蝕劑適量，室溫，3s～10s。②C6H807 409／L～509／L，H3B03適量，NH4HF適量，緩蝕劑0．29／L～O．39／L，室溫下活化處理5s～10s．
5．預(yù)鍍
為提高鋅合金零件電鍍層的結(jié)合力，通常要采取預(yù)鍍措施，通常有氰化物詞鍍銅，后續(xù)通過焦磷酸鹽鍍銅，增加零件表面銅層厚度，而且銅層致密，深鍍能蔓好，鍍液本身近中性，工件電鍍時(shí)間長(zhǎng)些也不致于被溶液腐蝕。同時(shí)多一道焦磷酸鹽預(yù)鍍銅工藝，還可以防止氰化物鍍銅液清洗不良而對(duì)后道酸銅、亮鎳帶來(lái)篚污染。
隨著氰化物電鍍工藝的限制，直接使用焦磷酸鹽預(yù)鍍銅工序，或者使用預(yù)鏹中性鎳工藝。預(yù)鍍中性鎳的電流密度較小，要鍍到一定厚度的時(shí)間較長(zhǎng)。預(yù)鏹中性鎳的溶液主要成分有：NiS04·6H20 1009／L～1209／L，NaCl l29／L～169／L， H3B03 309／L～35 9／L，Nas C6H507·2H20 1209／L～1509／L。pH 7．O～7．5，鍍液溫度40℃～50℃，電流密度0．8A／dm2～1．2A／dm2。采用陰極移動(dòng)。鋅合金零件電鍍中性鎳的優(yōu)點(diǎn)是，pH值近中性，對(duì)工件腐蝕少，即使有少量Zn2+溶解，因檸檬酸鈉會(huì)隱蔽Zn2+，不影響鍍層的結(jié)合力；另外鍍層體系中不含預(yù)鍍銅層，有利于零件做CASS腐蝕試驗(yàn)測(cè)試。缺點(diǎn)是鎳比較貴、成本高，該工藝的電流密度小，鍍到一定厚度的生產(chǎn)用時(shí)較長(zhǎng)等。
