锌合金压铸件表面起泡现象分析

一直以来，锌合金压铸件的一个重大而且常发性缺陷（起泡）困扰着诸多的压铸从业者和压铸加工企业。同时，也致使大到原料供应商和压铸企业及抛光和电镀企业，小到公司部门之间的扯皮现象时有发生。

锌合金压铸件，目前广泛用于各种装饰方面，如家具配件、建筑装饰、卫浴配件、灯饰零件、玩具、领带夹、皮带扣、各种金属饰扣等，因此，对压铸件表面质量要求较高，同时，要求有良好的表面处理性能，而锌合金压铸件最常见的缺陷就是表面起泡。

一.缺陷表征

压铸件表面有突起的小泡。有的是压铸出来就发现了，有的是在抛光或加工后才显露出来，有的是在喷油或电镀后才出现。

二.产生原因

1.孔洞引起

主要是气孔和收缩机制，气孔往往是圆形，而收缩多数是不规则形。

（1）气孔产生的原因

A、金属液在充型、凝固过程中，由于气体侵入，导致铸件表面或内部产生孔洞；

B、涂料挥发出来的气体侵入；

C、合金液含气量过高，凝固时析出。

当型腔中的气体、涂料挥发出来的气体、合金凝固析出的气体，在模具排气不良时，最终留在铸件中形成的气孔。

（2）缩孔产生的原因

A、金属液凝固过程中，由于积体缩小或最后凝固部位得不到金属液补缩，而产生缩孔；

B、厚薄不均的铸件或铸件局部过热，造成某部位凝固过慢，体积收缩时表面形成凹位。

由于气孔和缩孔的存在，使铸件在进行表面处理时，孔洞可能会进水，当喷漆和电镀后进行烘烤时，孔洞内气体受热膨胀或孔洞内水会变蒸汽，体积膨胀，因而导致铸件表面起泡。

2.晶间腐蚀引起

锌合金成分中的有害杂质，如铅、镉、锡，会聚集在晶粒交界处，导致晶间腐蚀，金属基体因晶间腐蚀而破碎，而电镀加速了这一祸害，受晶间腐蚀的部位会膨胀而将镀层顶起，造成铸件表面起泡。特别是在**的环境下，晶间腐蚀会使铸件变形、开裂、甚至破碎。

3.裂纹引起

（1）水纹、冷隔纹

金属液在充型过程中，先进入的金属液接触型壁过早凝固，后进入的金属液不能和已凝固的金属层熔为一体，在铸件表面对接处形成叠纹，出现条状缺陷。

水纹一般是在铸件表面浅层；而冷隔纹有可能渗入到铸件内部。

（2）热裂纹

A、当铸件厚薄不均时，凝固过程中会产生应力；

B、过早顶出，金属强度不够；

C、顶出受力不均；

D、过高的模温使晶间**；

E、有害杂质存在。

以上因素都可能产生裂纹。

当铸件存在水纹、冷隔纹、热裂纹，电镀时溶液会渗入到裂纹中，在烧烤时转化为蒸汽，气压顶起电镀层起泡。

4.模具和产品设计不当

进浇速度、进浇方向、冷却系统、型壁变化等。

5.后加工工艺不当引起

（1）磨光

比如，磨光时的力度；有的是滚光（所采用的石料和规格，“花岗石陶瓷”）、振光（所用的磨料的规格、震动的幅度、震动的频率）。

（2）抛光

抛光轮的规格型号、抛光时的力度（力度过大则破坏了硬质层，过轻则达不到抛光的效果）。

（3）脱脂和清洗

因为在磨光或抛光时，会用一些辅助材料（蜡、振光液等），辅助材料会残存在压铸件的表面，所以要进行清洗，一般会采用碱液、酸液和电解脱脂。

锌合金压铸件，它的主要成分为锌和铝，在压铸时，会产生偏析现象，产品的某些部位会出现富锌或富铝现象，碱能使铝、酸能使锌优先溶解。产品表面上会形成针孔，并在其间残存溶液，电镀后容易产生气泡，所以，锌合金压铸件的清洗除油非常之重要。

（4）过程与存放

A、压铸出来后，没能保存好，而造成的吸水和氧化；

B、磨光抛光后，没有及时电镀处理，致使产品表面氧化；

C、清洗除油完成后，没有及时电镀而造成产品表面侵蚀；

D、电镀完成后，没有按要求保存。

三.解决缺陷方案

1.对于气孔

控制气孔的产生，关键是减少混入铸件内的气体量。理想的金属流应不断加速地由喷嘴经过分流锥和浇道进入型腔，形成一条顺滑及方向一致的金属流。采用锥形流道设计，即金属流应不断加速地由喷嘴向内浇口逐渐减少，可达到这个目的。

在充填系统中，混入的气体是由于湍流与金属液相混合而形成气孔，从金属液由浇铸系统进入型腔的模拟过程的研究显示中，明显看出浇道中尖锐的转变位和递增的浇道截面积，都会使金属液流出现湍流而卷气。平稳的金属液，才有利于气体从浇道和型腔进入溢流槽和排气流槽，排出模外。

2.对于缩孔

要使压铸凝固过程中各个部位尽量同时均匀散热，同时凝固。可通过合理的水口设计、内浇口厚度及位置、模具设计、模温控制及冷却来避免缩孔的产生。

对于晶间腐蚀现象，主要是控制合金原料中的有害杂质含量，特别是铅一定要少于0.003%。注意废料带来的杂质元素（分类比例添加）。

3.对于水纹、冷隔纹

可提高模具温度，加大内浇口速度，或在冷隔区加大溢流槽（渣包），来减少冷隔纹的出现。

4.对于热裂纹

压铸件厚薄不要急剧变化，以减少应力产生；相关的压铸工艺参数作调整；降低模温和料温。

5.认真检查模具和产品，检讨模具和产品的方案优化。

6.磨光所用的有粘附粒度大约为0.045-0.069。

滚光所用的应是花岗石陶瓷，并配合滚光液、清洗剂、除蜡水。根据产品要求，选择不同规格的花岗石陶瓷。滚石与产品的比例为2.5：1.0，而且滚筒速度不要过高，时间在1.5-2.0H。

抛光根据产品要求选择，一般都用布轮，黄油膏用来粗抛，再使用白油膏细抛。布轮圆周速度不能太快，较小的产品相对速度慢，不可破坏产品的表面硬质层。精抛完工后，要加上白粉并摆放好，用软物隔开，要及时电镀处理。

7.在脱脂前进行清洗

一般用有机溶剂、表面活化剂、或冷脱液进行初步清洗。锌合金压铸件脱脂一般都是用碱性化学溶剂配合电解除油组合进行。完成后，就要进行浸蚀和活化（为了提高后工序电镀的附着力），不过，包括电镀在内，每一个工序都要保证药水和溶液的纯度和浓度，及缸内的清洁度，并不定时地对清洗缸、浸蚀活化缸进行彻底清理，这是重中之重，也是决定电镀效果的关键所在。

8.产品在抛光、脱脂、清洗完成后，应在12H内完成电镀。电镀好的产品要包装好，放置于干燥通风的阴凉处，不可在太阳下暴晒。